一种单层贴片式双频双极化滤波天线

设计了一种单层式跨频段双频双极化滤波天线。该天线在同一平面上的高频低频辐射贴片共用一个馈电端口,且均可以在两个垂直方向馈电实现交叉方向的线极化辐射。该天线通过在馈电点与低频辐射贴片之间插入一个低通滤波器,明显提高了高频辐射贴片的交叉极化隔离度。研究结果表明,带滤波结构的天线在两个频率点的反射系数小于-20 dB,4.9 GHz的最大增益大于4.8 dBi,26 GHz的最大增益11.7 dBi,〖JP2〗两个辐射频率的辐射方向图均体现良好的线极化特性,且主极化比交叉极化大20 dBi。该天线可作为未来微波与毫米波共用的5G通信终端天线或5G通信基站的MIMO天线阵元,相关技术和结论对于研制一体化集成的双频交叉极化相控阵天线也有重要参考价值。     

采用新型馈电结构的双频宽带导航天线设计

基于新馈电结构,设计了一款覆盖全球四大卫星导航系统的双频宽带贴片天线。采用了一种四分八馈电线路,以8个同轴馈电探针两两相连的方式将两路天线馈电信号合为一路,有效简化了馈电网络的复杂性,同时保证了天线辐射的增益、带宽和轴比性能。该双频辐射贴片单元采用正八边形层叠式结构设计,并在每个天线单元边缘对称添加两组矩形调谐单元,有效增加了天线辐射的波束带宽。该双频天线单元在高频1.482~1.617 GHz（波束带宽155 MHz）和低频1.191~1.252 GHz(波束带宽61 MHz）频段范围内,都能保证良好的辐射增益;高低频的3 dB轴比带宽为-130°~130°,具备良好的圆极化性能。经实物样机对比测试分析,实测结果与仿真结果基本吻合。     

共面波导馈电的宽带天线设计

介绍了共面波导天线的性能、设计原理,分析了各个参数对天线性能的影响,通过优化半椭圆辐射贴片的长短轴半径,设计了一种结构简单的共面波导馈电的小型超宽带天线,覆盖频段为2.9～10.8 GHz。在此天线的基础上,采用在天线辐射贴片底端依次刻蚀三组矩形凹口的措施,使得天线的带宽得到进一步的展宽,覆盖了3～31 GHz频段,阻抗带宽超过10∶1。加工了实物并进行了测试,测试结果与仿真结果吻合较好,表明这种展宽带宽方法的有效性。该天线结构简单,尺寸小,便于集成在多种移动通信系统中。     

一种共形宽带圆极化螺旋天线的设计

为满足共形天线低剖面特性的要求,设计并制作了一种低剖面的圆极化阿基米德螺旋天线。天线利用单臂阿基米德螺旋结构实现圆极化辐射,并采用同轴探针馈电。实测结果表明,天线在2～11.4 GHz的频率范围内回波损耗小于-10 dB,轴比小于3 dB的频率范围为25～8.4 GHz。该天线结构简单,工作频带宽,且剖面极低,可作为多种载体的共形天线使用。     

一种新型的介质反射面天线

提出了一种新型的多层介质结构的反射面天线,反射平面上所需要的相位补偿通过选择合适的介质厚度来实现,使用几个多层圆形介质即可满足条件。与传统的高增益天线相比,该结构设计简单,加工方便。验证了几种不同层数的结构和一个等口径的抛物面反射面天线。加工并测试了一个采用Vivaldi做馈源的4层结构的反射面天线。仿真和测试结果均表明该天线具有良好性能。     

一种改进智能天线宽带阵列的自适应算法

对改进宽带智能天线的算法进行了研究,提出利用横向滤波器和二维MUSIC算法相结合来实现智能天线宽带阵列的自适应算法。该算法计算量相对较小,性能较为可靠。仿真表明改进算法有很好的性能,特别是对于滤波器的抽头系数很大的情况下,改进算法更为可取。     

一种“北斗”导航天线馈源的设计

现有的馈源设计方法设计出的馈源工作频段少,不能满足“北斗”导航天线馈源的要求。为此,在对模式展开法和模式匹配法理论研究分析基础上,提出了优化双槽深波纹喇叭槽参数的设计思路。分析和试验结果表明,该“北斗”导航天线馈源增加了工作频段,具有良好的电气性能,满足了“北斗”天线系统的需求,验证了设计方法的有效性。     

一种单天线同频混合信号幅度的估计算法

针对非协作通信中平坦衰落条件下单天线接收两路MSK混合信号分量的幅度估计问题,提出了一种基于max-min思想的幅度盲估计算法。该算法采用混合信号幅值序列中多个极大极小幅值的估计值来进行混合信号分量的幅度估计,并采用加窗局部极值平均的方法来获得多个极大极小幅值的估计值。仿真结果表明：在信噪比大于10 dB条件下,该算法对MSK混合信号幅度估计较为准确,并且该算法对混合信号分量功率比和相对时延差的变化具有较强的鲁棒性,具有不需要数据辅助、计算量较小的优点,能够满足后续盲信号处理的需要。     

一种末端加载型300MHz/1GHz双频车载超宽带探地雷达天线设计

为满足高速铁路无损探测需兼顾低频探测深度与高频探测精度的要求,采用理论计算与软件仿真结合的方法,设计制作了一种双频带（300 MHz/1 GHz）指数型TEM喇叭天线并对其进行了测量。所设计的指数型TEM喇叭天线采用末端加载和适当天线臂切削来实现此超宽带天线的双频带工作。仿真与实测结果表明,天线分别工作在中心为360MHz、带宽约为110 MHz的低频带和中心为1020MHz、带宽约为260MHz的高频带,相对带宽均大于20%。实测天线的接收信号保真度较高,拖尾持续时间短,满足设计要求。此外,这种双频带天线系统可减少雷达系统天线和采样盒等设备的使用数量,降低雷达系统的成本,有较好工程应用前景。     

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。     

宽带双频双极化星载赋形反射面天线优化设计

为拓宽星载赋形反射面天线的工作带宽,运用物理光学(PO)、物理绕射理论(PTD)和极小极大值算法(Minimax)对其进行了设计。首先利用PO与PTD相结合的方法来计算天线远场,然后应用Minimax算法对目标函数进行优化来实现宽频带内的波束赋形。优化过程中同时考虑了天线的增益和带宽,并采用归一化的电场来进行构建目标函数,以消除评估站点设计增益对优化过程的影响,获得更好的优化结果。最后以一个服务区为美国国土、工作在Ku频段的双频双极化单偏置抛物反射面天线为例进行了仿真计算。数值仿真结果表明：当天线波束与服务区形状匹配并且增益满足设计要求时,其上、下行带宽都达到了1 000 MHz,具有良好的宽带性能。     

面向卫星导航信号的外辐射源雷达软件化模拟器设计

面向全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)信号的外辐射源雷达,是一种利用环境中GNSS信号作为非合作照射源进行探测的雷达。为满足基于GNSS信号的外辐射源雷达系统仿真和信号处理算法设计评估的需要,通过对该雷达系统组成与工作原理的分析,完成了面向GNSS信号的外辐射源雷达软件化信号模拟器的设计与实现。给定仿真场景下软件化模拟器输出信号处理和分析的结果验证了该模拟器可根据输入参数与模型正确完成信号仿真。     

GNSS信号多门延迟结构的多径抑制性能分析

多径干扰不具备空间相关性,难以通过差分方法消除,是影响全球导航卫星系统定位精度的关键因素之一。从接收机处理的导航信号受前端带宽限制以及近距离多径干扰更需抑制两个角度出发,提出了一种基于多门延迟(MGD)结构的多径干扰抑制方法,推导了带宽受限时MGD结构的多径误差的数学表达式,以加权和非加权多径误差包络面积最小作为目标函数,优化了该结构中早迟门系数,并以典型导航信号SinBOC(10,5)为例来说明该方法的性能。结果表明：对于SinBOC(10,5),该方法多径误差包络面积小于高分辨率相关器(HRC)方法至少15%;当前端带宽较大时,该方法对于较小和中等延迟的多径信号的抑制能力优于HRC方法。     

GNSS空间覆盖性仿真分析

全球导航卫星系统（GNSS）对空间用户的应用价值在于GNSS信号对空间的覆盖性能,这不仅取决于星载信号发射器的信号辐射角范围,而且取决于用户自身的最小观测角。针对该问题,对GNSS空间覆盖性原理进行了分析,给出了判别依据,然后对GPS、GLONASS、GALILEO系统、北斗区域服务系统、“北斗”全球导航系统及“北斗”与其他GNSS组合共8种仿真方案,不同轨道高度用户的空间覆盖性进行了仿真。在实际应用中,可以根据仿真结果针对不同的应用任务选取不同的卫星星座或选取多星座互操作,以保证最大同时可见卫星数,从而更好地提升GNSS卫星星座的应用价值。     

“北斗”卫星导航系统仿真与全球覆盖分析

为了解“北斗”卫星导航系统（BDS）的星座分布及其正式运行后卫星在全球范围内的覆盖情况,依据BDS卫星轨道参数,使用卫星工具包（STK）构建了完整的BDS空间星座,对BDS卫星轨道信息、可见性以及对地覆盖品质进行分析。在对可见性及覆盖品质的分析中,分别仿真分析了在4个不同的城市和全球范围进行观测得到的几何精度因子（GDOP）和导航精度等参数性能。研究结果对分析BDS系统的服务性能以及提高BDS的导航精度有一定的参考意义。     

一种基于插值和卡尔曼滤波的接收机钟差预测方法

针对多模多频接收机面临同时处理大量数据的压力,提出了一种基于插值和卡尔曼滤波的接收机钟差预测方法。插值方法分别用拉格朗日和三次样条,三次样条端点的一阶导数采用“差分法代替求导法”来确定。首先由插值方法得出每隔1 s的卫星坐标、速度、钟差、频漂和伪距测量值,然后基于单星授时方法计算出静止接收机钟差,接着用卡尔曼滤波算法对接收机钟差和频漂进行预测,最后将预测的接收机钟差与加拿大空间参考系统（CSRS） 提供的精密接收机钟差数据进行比较。结果表明,拉格朗日插值由于存在龙格效应,其接收机钟差的抖动幅度比三次样条略大,它们与CSRS钟差数据相比,均方根误差在3 ns之内。     

光平方事件及其对“北斗”系统发展应用的若干启示

光平方事件是首次出现合法的地面移动通信系统大规模大范围干扰全球卫星导航系统（GPS）的事例。美国光平方公司的地面移动通信网在得到联邦通信管理委员会（FCC）批准后,经评估认为对GPS系统会产生有害干扰,得到了美国PNT委员会、联邦航空管理局（FAA）以及国会的高度重视,进行了大量的测试评估,量化分析了光平方系统对GPS的有害干扰。分析探讨了光平方事件深层次的原因是频率资源的争夺,结合我国对“北斗”系统发展,提出需要深入分析研究第四代移动通信系统对“北斗”系统S频段下行信号潜在有害干扰。     

北斗卫星导航系统在现代物流管理中的应用

本文在论述现代物流业发展趋势和北斗卫星导航系统技术特点的基础上,对比了北斗卫星导航系统和美国的全球定位系统GPS,提出了将北斗导航系统应用于现代物流信息管理系统的解决方案,分析了北斗卫星导航应用于现代物流管理的优势.