智能蒙皮天线的体系构架与关键技术

区别于传统天线设计方法,提出了一种新的智能蒙皮天线设计架构,探讨了实现智能蒙皮天线的关键技术。通过在射频功能层采用可重构技术和在后端采用信号处理的方法,实现了智能蒙皮天线的波束自适应,解决了传统天线仅仅依靠信号处理方式来实现天线波束自适应的局限。分析了智能蒙皮天线的封装功能层、射频功能层以及控制与信号处理功能层的实现措施。最后针对新一代航空平台的应用需求,进一步探讨了智能蒙皮天线的关键技术和实现方法。     

新型宽带数字多波束相控阵天线设计

传统相控阵天线系统为实现多波束,在重量、体积、功耗等方面会有明显的增加,系统的基 本可靠性也显著降低。基于软件无线电思想,利用超外差结构实现宽带信号变频,并对瞬时 带宽内的信号同时进行模/数或数/模变换,再根据串口提供的每个波束方位、俯仰和频率等 信息,在基带实现数字多波束形成。设计了一套S频段、瞬时宽带100MHz的数字多波束 相控阵天线系统。测试结果表明,该天线可收发同时形成3个独立波束,每个波束在俯仰面0 °～70°、方位面全向的扫描范围内实现EIRP值不小于40 dBm,G/T值不小于-20 dB/K的优良指标。该设计可以有效提高系统灵活性,降低系统的复杂度。     

一种用PN码校正相控阵天线通道误差的新方法

为了校准相控阵天线通道间幅相误差,实现精确的数字波束形成,给出了一种用伪噪声序列（PN）码作为校准测试信号的在线校准方法（校准和通信可同时进行）。该方法由特定的校准站发送校准测试信号,被天线各阵元接收,并通过存在误差的各通道,在接收端用与发端相同的PN码作为本地信号与接收信号逐通道做相关运算,对各通道的相关峰值做比较可求出校准矢量进而完成校准。仿真结果表明,该方法可以有效校准相控阵天线通道间的幅相误差,校准后的波束方向图接近理想的波束方向图。     

恒模数字波束形成器在多天线软件无线电平台中的实现

在一个多天线软件无线电平台上实现了基于恒模算法(CMA)的数字波束形成器。利用DSP的EDMA传输方式可以提高数据传输的速率,增加波束形成的实时性。试验结果表明:采用恒模数字波束形成算法,可以使天线主波束对准用户信号到达方向,旁瓣或零陷对准干扰信号达到方向,达到抑制干扰的目的。当采样速率为500 kHz时,在我们的平台上可以实时实现数字波束形成。     

一种小尺寸极化阵列及其高精度定位波束形成

提出一种偶极子天线单元构成的极化敏感阵列用于全球卫星导航信号的接收,经过阵列信号波束形成后,在抗干扰的同时保留卫星导航信号中载波相位测量值的准确性,可用于基于载波相位测量的高精度差分定位。与传统的圆极化天线阵列相比,该阵列具有阵元构造简单、尺寸小的特点。通过建立极化阵列接收信号模型,分析了天线极化和波束形成算法对卫星导航信号相位的影响,给出了相适应的相位中心稳定的数字波束形成算法。仿真验证了分析的正确性和算法的有效性。     

八天线TD-LTE系统的波束赋形算法分析

多天线是天线技术的发展趋势,TD-LTE引入了8发2收的天线配置。基于小间距多天 线阵列,利用TDD系统信道互易性,波束赋形技术可以根据上行导频获得信道信息,形成对基 带（中频）信号的最佳组合或者分配,补偿无线传播过程中由空间损耗、多径效应等因素引 入的信号衰落与失真,同时降低同信道用户间的干扰。EBB(Eigen based Beamforming)算 法是波束赋形主要算法之一,该算法中在整个波束空间中,找到使接收信号功率最大的赋形 权矢量。通过仿真,对EBB算法在各种应用场景下的性能进行了分析,结果表明八天线E BB波束赋形算法可以正确实现波束合成,在低速或上行信道信息估计误差较小情况下能够明 显提高系统性能。     

一种低轨卫星通信天线多工作模式波束实现技术

在分析低轨卫星通信系统中不同链路所需波束类型的基础上,将所需波束类型归纳为宽波束和可切换点波束两大类,进而提出了用一副相控阵天线来实现这两种波束的方式。以16×16单元顺次旋转切角阵为研究对象,采用最小二乘优化方法综合阵列方向图,得到对地等通量覆盖的宽波束;合理设计波束分布,采用相控阵常规的波束切换功能,得到点波束覆盖图。仿真结果表明,宽波束和可切换点波束均能实现对星下±55°范围的覆盖。相比常规的多天线方式,这种多工作模式波束实现技术大大降低了卫星系统的复杂度,降低了设计、集成、测试和维护卫星天线系统的时间和成本,降低了卫星平台天线布局的难度,因此具有重要意义。     

卫星移动通信系统低信噪比抗干扰数字接收机设计

针对阵列天线卫星移动通信抗干扰能力差、传播损耗大等特性,设计了一种数字波束形成技术（DBF）和扩频技术相结合的数字接收机。其中,DBF算法采用基于递归最小均方算法（RLS）的解扩重扩盲自适应波束形成算法,使用VxWorks实现权值计算,FPGA实现波束形成;扩频方式采用直接序列扩频,在FPGA中实现。仿真分析与样机测试显示,通过两项技术联合使用,在信噪比低至-45 dB条件下仍可以实现可靠通信,同时有效加强了系统抗干扰能力。     

一种稳健的多径估计和抑制算法

针对通信系统中多径干扰难以估计和抑制的问题，提出了一种地面采用智能天线自适应跟踪的方法。以均匀直线阵为基础，采用前后向空间平滑算法对阵列接收相干信号进行预相干处理，再利用MUSIC（Multiple Signal Classification）算法实现信号来波方向（Direction of Arrival，DOA）估计，应用一种新的对角加载稳健波束形成技术减小主峰偏移，实现多径干扰抑制。仿真分析验证了所提算法的正确性和有效性，系统具有良好的稳健性，具有较高的工程实践价值。     

智能天线和空间分集接收技术

智能天线和空间分集接收技术是主要的两种空间信号处理技术。本文从传播路径的无线传输特性、空时信道模型以及不同环境的多径特性出发，分析了CDMA系统存在的主要问题以及智能天线和空间分集接收技术的工作原理，着重比较了这两种技术的区别以及应用场合。     

基于遗传算法的圆形天线阵波束成形算法

将基于GA(遗传算法)的波束成形算法应用于二维圆形天线阵,研究了算法在解决抑制多个窄角度强干扰问题时的性能;同时提出了一种改进的二进制编码方法,该方法引入了若干参数用以方便地控制解的精度和搜索空间。仿真结果表明,算法可以使得天线阵在主波束对准有用信号的同时,有效地抑制多个强干扰。文中建立的模型适用于卫星通信抗空间恶意干扰问题。     

一种相控阵体制的抗干扰分析方法

从信干比角度考虑,传统的全向辐射体制系统很难实现远距离抗干扰通信,而相控阵体制的高增益、低旁瓣特征可以使系统获得一定的抗干扰能力。从信干比分析入手,引入干扰概率指标,给出了一种针对抗干扰能力的统计分析方法,并进行了仿真分析,结果表明,由于阵面规模直接决定了方向图特性,而天线阵的体积、重量、功耗、成本均随阵元数目的增多而增长,所以在总体设计时需要对阵面规模进行折中考虑。该方法已成功应用于系统硬件总体设计。     

基于GPS／INS与天线阵列的导航系统抗干扰设计与分析

详细分析了GPS/INS紧耦合模型的结构和数学模型,给出了相应的EKF算法。分析了单级MVDR(Minimun Variance Distortionless Response)波束形成技术的缺陷,建立了多级MVDR波束形成技术的设计模型。在此基础上,给出了基于GPS/INS与天线阵列相结合的导航系统抗干扰设计模型。最后对该系统的输出载波噪声比和位置误差进行了仿真分析,结果表明,单级波束形成技术由于受到自由度的限制,在多干扰存在情况下产生较大的距离误差,而多级波束形成技术可以有效抑制多干扰信号存在的影响,保证导航系统的可靠工作。     

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。     

卫星通信抗干扰设计考虑及性能分析

提出了直接序列扩频和自适应调零天线相结合的卫星通信抗干扰设计思路,针对不同干扰条 件和不同卫星转发方式,进行了系统抗干扰性能的理论分析,结果表明,直接序列扩频和自 适应调零天线相结合,经星上再生处理转发可有效提高系统抗干扰能力。相关分析与结论对 工程应用具有一定的参考意义。     

无人机通信干扰电磁环境半实物仿真系统

针对战场环境下复杂传播环境及敌方干扰对无人机通信系统性能的影响,提出了综合信道衰落和干扰共同作用下的无人机通信信道理论模型。在此基础上,基于微波暗室设计实现了无人机通信干扰电磁环境半实物仿真系统。该系统利用硬件现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)实时模拟无人机通信信道和干扰信号,利用微波暗室模拟外场的无线传播环境,并通过天线位置和角度调节装置模拟发射机、干扰机和接收机之间的空间位置特性。实测结果表明,该半实物仿真系统能够真实复现无人机通信干扰电磁环境,可用于无人机数据链抗干扰性能的测试和评估。     

低压电力线双路扩谱通信系统

由于低压电力线的信道特性异常恶劣，为了利用低压电力线实现可靠通信，把数字载波调制与扩谱技术等现代通信技术应用于低压电力线通信，提出了数字载波调制与直序列扩谱(DS)相结合的低压电力线通信模式，建立了低压电力线的MSK双路扩谱通信系统模型；基于该模型，研制了低压电力线的MSK双路扩谱通信电路系统。实验结果表明：该系统不仅满足了电力线通信信道有效带宽窄的特点，实现了较好的频谱利用率，而且具有较强的抗干扰能力。因此，该低压电力线扩谱通信系统能较好地抑制低压电力线通信信道的干扰，提高了通信的可靠性，可广泛应用于低压电力线通信领域。     

智能天线中空时信道模型的分析与比较

当前,有管理的自由贸易政策已经成为对外贸易政策的国际趋势。在这种国际背景下,本文从中国对外贸易政策的现状出发,结合相关的贸易理论,阐述了中国加入WTO以后,对外贸易政策应走的创新路线。并就此路线,给出了从对外贸易政策目标到具体措施的初步建议。