全空域多目标测控天线零点约束方向图综合方法

针对全空域多目标测控天线相互干扰的问题，提出了一种基于零点约束的全空域多目标测控天线方向图综合方法。该方法对多个干扰目标方向进行零点约束，求取逼近给定方向图的最优权矢量的闭合解，生成具有干扰抑制能力的优化波束方向图。仿真结果表明，所提方向图综合方法在维持原有给定方向图特性的前提下，可在多个方向形成有效零点。在等效2 m口径全空域多目标测控实物天线对该方法开展试验验证，结果表明在干扰方向抑制能力大于60 dB,证明了方法的正确性。     

全空域多目标测控天线波束合成的频响特性

为了控制全空域多目标测控天线波束合成对全空域多目标系统设计的影响,研究了数字波束合成后的信号频响特性。通过分别对天线子阵以及所组成的球面阵进行数学建模,仿真得到相应波束的幅频特性、相频特性与群延迟特性,并分析了其变化原理。分析结果表明,全空域多目标测控天线波束合成频响特性与阵列流形、相控方式和扫描方式有关。研究结论可用于指导全空域多目标测控系统的设计。     

全空域球面相控阵波束形成器的优化设计

针对目前全空域球面相控阵测控系统工程应用中波束数量、信号瞬时带宽等数字波束形成器性能和复杂度难以兼顾的问题，分析了常规波束形成方法在基于半球形结构的S频段大型共形天线阵列工程应用中的局限，给出了一种基于子阵划分的宽带数字波束形成器优化设计方法，通过优化幅相和时延补偿方式，使算法不受子阵尺寸限制，工程实现复杂度较低。系统建模和仿真验证表明该方法可以获得良好的瞬时带宽性能，具有较好的工程应用价值。     

一种全空域电扫球面相控阵单脉冲角跟踪方法

针对目前全空域球面相控阵测控系统在过顶跟踪时存在跟踪性能下降的问题,对角跟踪系统进行建模分析,得出了常规角跟踪系统过顶性能下降原因,提出了一种基于三维直角坐标系表示的方向矢量角跟踪方法。该方法通过优化角跟踪系统架构,设计合适的角跟踪环路滤波器参数,能够避免常规角跟踪方法跟踪变量的非线性转化,从而实现对全空域无盲区稳定跟踪。仿真验证显示该方法在全空域均有很好的跟踪性能,具有较好的工程应用价值。     

全空域多目标测控天线技术研究

航天技术的快速发展使得在轨飞行器的数量迅速增长,传统上基于抛物面天线的测控技术已经不能满足未来全空域内同时多目标测控的需求,为此,提出了一种解决方案,采用共形阵列天线和数字多波束形成技术,在全空域内同时形成多个波束,每个波束指向一个测控目标,实现同时对多目标的测控。根据提出的方案,研制了原理样机,进行了外场试验,结果表明样机的功能和主要技术指标与设计相符合,证明了技术方案的正确性。     

S频段微波统一测控系统工作模式扩展

针对“嫦娥”1号（CE-1）卫星天线交替覆盖测控站导致“远望”2号S频段微波统一测控系统无法在原有工作模式下完成发射段任务，通过改造现有接收机，构建新的系统工作模式，扩展了系统功能，提高了系统完成任务的能力。     

《电讯技术》专题资料《近空间飞行器测控与信息传输技术》题要（二）

临近空间低动态飞行器超视距测控数据链设计（吴潜）介绍了飞行器飞行高度与通视距离、可靠通信覆盖半径的关系。针对临近空间低动态飞行器大范围测控通信覆盖要求，分析了超视距测控数据链中继平台资源，提出了超视距数据链的组成、功能与性能要求，并以Ku频段卫星资源为例，对数据链参数进行了设计，对数据链关键技术进行了讨论。     

馈源整体制冷技术在深空测控系统中的应用

深空探测器通信距离遥远，其返回信号微弱，因此要求接收天线具备尽量高的品质因数（G/T）。下行链路设备工作在低温环境中，有利于降低噪声温度，提高系统G/T值。针对35 m深空测控天线，首先分析了Ka频段天线增益、外部和内部噪声；在此基础上提出了Ka频段馈源整体制冷方案，并对馈源不制冷和馈源整体制冷两种方案进行了比对分析；最后总结了超低温馈源设计和制造关键技术。馈源整体制冷系统噪声温度测试结果小于45 K。分析表明采用馈源整体制冷方案能够提升系统G/T值1.03 dB，35 m深空测控天线Ka频段接收能力提高约21%。     

大口径天线多模馈源跟踪系统校相参数的计算

基于测控系统常用的大口径天线多模馈源跟踪系统校相需求,介绍了当前常用的校相方法,针对太阳校相单次校相结果误差大、需取均值使用导致校相周期长等缺点,通过分析多模馈源跟踪系统工作原理,提出了一种基于固定波程差的校相参数计算方法。该方法利用不同频点的精确校相值标定跟踪系统和、差通道之间波程差,进而计算出整个频段中各频点校相值。最后结合靶场遥测设备进行计算验证,应用表明该方法计算快捷,计算结果稳定可用,符合实际数据的变化趋势,能够满足各项实际工程应用需求。     

综合孔径辐射成像系统的轨道摄动误差修正

为了提高综合孔径辐射成像系统在地球物理摄动因素影响下的图像精度，对低轨星载综合孔径辐射成像系统的成像误差的修正方法进行了研究，提出了针对地球形状摄动、大气阻力摄动以及两种摄动共同作用的空域补偿动力学模型，结合空域摄动法和数值分析方法对这一空域误差补偿动力学模型进行了模型简化以及误差补偿算法的研究，并给出了空域补偿算法的流程图。仿真结果表明，所提出的空域补偿算法极大地提高了综合孔径辐射成像系统对于目标场景物体的恢复精度，有效降低了综合孔径辐射成像系统成像的摄动力误差。     

七通道抗干扰GNSS接收机射频前端设计

针对目前全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)普遍存在的抗干扰能力弱的突出问题,研制了一款七通道抗干扰GNSS接收机,通过利用多模组合导航抗干扰技术及级联/组合空域、时域与频域等多重抗干扰技术来应对复杂电磁环境应用的需求。重点介绍了抗干扰GNSS接收机射频前端的设计方法,通过数理推导给出了产品设计需求与整个射频前端及各级电路的设计指标之间的定量关系,从而提供了在已知设计需求的条件下进行产品正向设计的设计准则与方法。通过产品投产和测试,测试结果与设计需求吻合,从而验证了该套设计方法有效可行,同时该套准则与方法具有很强的普适性。与同类产品比较以及整机试验表明,该产品的抗干扰能力(主要体现为最大可承受干信比)较同类产品提升20 dB以上,证明产品具有一定的先进性。     

舰载塔康天线波束空域扫描的耦合效应分析

针对舰载塔康(TACAN)天线安装架设位置特殊性需求,为解决天线阵列受到电扫描和机械扫描同时作用影响系统测角问题,建立了天线阵列接收信号的数学模型,分析了电扫描和机械扫描对天线阵列波束空域扫描的耦合效应,研究了耦合效应对舰载塔康系统测角性能的影响。理论推导和计算机仿真结果表明,天线接收信号受到阵元馈电频率、天线机械扫描速率以及阵列结构的共同影响,接收信号的周期性不再是馈电信号的频率,且其频谱发生了扩展。通过对机载天线接收信号进行有效滤波处理,可确保舰载塔康系统测角正常工作。     

基于卷积神经网络自编码器结构的空时分组传输方案

为提高现有端到端通信系统的泛化能力和可靠性，提出了一种基于卷积神经网络的空时分组码（Space-Time Block Coding，STBC）多输入多输出通信系统物理层方案。该方案将通信系统物理层表述、调制和解调过程联合起来形成端到端自编码器系统，引入多层一维卷积层，分别构建发射机和接收机，并扩展为多天线模式。为进一步提高系统可靠性，合理规划网络结构和参数，联合信号的调制和编码方案，优化了系统模型。仿真实验表明，针对瑞利相关衰落下多输入多输出（Multiple-Input Multiple-Output，MIMO）信道应用场景，训练模型可以实现传统STBC系统的误码性能，两发两收系统在发送端相关系数为0和0.9时分别优于传统系统0.5 dB和1 dB。此外，经过优化后的系统可获得采用卷积编码的性能改善效果，其两发两收不同工作方式优于传统1/2码率卷积编码STBC系统1~3 dB。     

一种单层双频宽带GNSS测量型天线设计

基于单介质层结构,设计了一款双频宽带全球卫星导航系统（GNSS）测量型天线,天线采用单层高性能轻质复合材料作为双频微带天线共用的辐射介质基板。双频辐射贴片单元采用共面齿轮结构设计,并在天线单元外围设置一系列短路销钉来有效改善天线轴比带宽、低仰角辐射增益等参数,四馈点馈电技术和宽带耦合相移馈电网络的应用保证了天线相位中心稳定度更加可靠。设计结果表明,该双频天线单元大于等于5 dBi的辐射增益带宽均大于245 MHz,高低频3 dB轴比带宽分别为-76°~76°和-116°~116°,低仰角90°增益滑落均小于11.5 dB,经实物样机对比测试分析,实测结果与仿真结果基本吻合。实测频谱显示,该天线工作频段覆盖目前在运行的四大导航系统全部工作频点,较好满足GNSS精确测量与定位系统终端设备应用需求。     

Ka频段宽带双口双模馈源设计

针对卡塞格伦天线系统对馈源的要求,设计了一种Ka频段双口双模馈源,可与X频段馈源组合成体积较小的双频段馈源。采用圆环状的和差比较器结构,降低了双频段馈源的体积,通过添加过渡阶梯、圆柱销钉与金属调配板等设计,改善了双频段馈源的性能。测试结果表明,在绝对带宽2 GHz范围内,S和口、E差口与H差口驻波比均小于2,3个端口间的隔离度均大于25 dB。测试频率的和方向图在±60°时的归一化增益均在-14~-20 dB范围内,初级归一化和方向图的对称性较理想,差方向图的零值深度均小于-25 dB,满足卡塞格伦天线对馈源设计的指标要求。     

数字化宽带测向系统中天线阵列基线设计

为了进一步提高干涉仪的测向精度,增强对宽带信号的适应能力和扩展系统的工作频 率范围,论述了在工作频率范围和测向精度约 束下如何设置天线阵列基线的问题,得到了系统测向不模糊的条件和测向角的最优线性无偏 估计（BLUE）解。仿真实例表明,该结论正确,并可以指导数字化宽带测向系统整体设计和 优化。     

ADC量化位数对阵列天线GNSS接收机的影响

在处理全球卫星导航系统（Global Navigation Satellite System,GNSS）卫星信号时,针对模数转换器（Analog-to-Digital Converter,ADC）量化位数不同导致输出的信号信噪比下降的问题,推导了阵列天线波束形成后输出信号的信噪比理论计算模型,分析了ADC量化位数对阵列天线抗干扰GNSS接收机的性能影响。在7阵元天线且ADC量化位数为10的条件下,理论模型分析和数据仿真结果表明最大抗干扰能力约为85 dB。通过确定ADC量化位数与抗干扰GNSS接收机抗干扰能力之间的关系,其结论为工程应用中抗干扰GNSS接收机的ADC选型和设计提供了理论依据。     

V频段圆柱龙伯透镜天线设计

设计并实现了一种V频段圆柱龙伯透镜天线。在平行平板波导间，根据龙伯透镜原理与介电常数等效原理，推导出了圆柱龙伯透镜天线的理论设计公式，并结合商业仿真软件高频结构仿真器（HFSS）仿真分析和优化，完成天线设计。仿真结果表明，该V频段圆柱龙伯透镜天线增益为21.4 dBi，波束宽度为1.56°，副瓣电平为-14.7 dB。根据设计结果，加工和测试验证V频段圆柱龙伯透镜天线的可实现性，实测结果表明，该天线增益为20.1 dBi，波束宽度为1.60°，副瓣电平为-11.1 dB，天线效率为45.7%，说明该天线具有一定的工程应用价值。     

空间信息传输中的多天线技术综述

近年来，空间信息传输中的多天线技术得到了广泛关注和大量研究。首先介绍了多天线技术的信息论基础和演进过程；然后综述了多天线通信和雷达技术的研究进展，包括多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)卫星通信技术、深空天线组阵技术、空间多维协同传输理论与技术、MIMO雷达技术和分布式孔径相参合成雷达技术，分析了其中的关键技术及未来可研究的方向；最后，总结了多天线技术在航天测控领域应用的优势，展望了基于多天线的测控技术。