自适应通信天线

一、自适应天线的基本功能及原理在现代军事无线电通信中,如何抗干扰,特别是抗敌方的针对性干扰,对于保障我方作战通信联络是一个极为严重而迫切需要解决的课题。采用自适应天线作接收天线,是抗通信干扰的有效手段之一。在国际上,作为一项新技术,它已从实验室开发研制阶段进入实际应用。本讲座讲述抗干扰自适应通信接收天线的基本原理。我们先从天线的基本特性——发射或接收无线电波的方向性讲起。就接收信号而言,对     

GNSS自适应天线相位中心评估方法

自适应天线在波束形成过程中会引起天线相位中心变化,针对这一问题,提出一种基于可用波束的自适应天线相位中心评估方法。该方法分为三步:设置天线的可用波束门限;在干扰来向均匀分布下,得到天线可用波束门限内相位方向图集合;利用最小二乘法对相位方向图集合进行拟合得到自适应天线的平均相位中心变化量。运用该方法对四种典型的四元阵相位中心进行对比仿真,结果表明,算法可以快速有效地对自适应天线相位中心性能进行评估。另外,通过设置适当的可用波束门限,可以提高自适应天线的相位中心性能。算法的评估结果可以作为GNSS高精度自适应天线阵型选择依据。     

自适应天线系统在通信抗干扰中的应用

自适应天线系统能够自动地对未知的干扰环境实时地作出响应,把干扰方向的旁瓣调零,而保留所需要信号的波束的性能.在通信接收机中,天线将接收所需信号时,会伴随许多干扰,它包括人为干扰、周围环境干扰以及噪声干扰等,当干扰的幅度很大时,将会影响接收效果,严重时会导致通信受阻.本文将采用自适应天线系统来抵消噪声以及人为的干扰,以提高通信接收机的接收效果.     

直接数据域的最小二乘法在抗干扰中的应用

对半圆环阵列综合采用奇异值分解和直接数据域的最小二乘法进行阵列天线自适应调零,应用于数据链系统进行抗干扰。通过奇异值分解的方法计算虚拟阵列的转换矩阵,提高了转换精度;由于直接对实时采集的快拍数据计算权值,适用于干扰快速变化的战争环境;计算机仿真结果中相同环境下该处理方法能在干扰处能够产生更深零陷,验证了其在复杂电磁环境下的有效性。     

智能天线在伪卫星增强系统中的抗干扰作用

过去的十年中,卫星导航技术在武器系统的导航和制导领域得到了很好的应用.但是,系统的应用过程中无线电射频干扰对其通信链路的性能会产生极大的影响,智能天线技术是一种比较有效的抗干扰措施.对伪卫星增强系统多种智能天线的自适应算法进行了比较分析.结果表明SMI算法相对其他算法而言在收敛速率和天线方向图的效果上皆有相当的优越性.适合于伪卫星增强系统的干扰抑制应用.     

盲自适应的多用户CDMA阵列接收机

研究了基于CMOE准则的空时多用户检测及其自适应实现。这是一种盲方法 ,不要求任何训练序列 ,能够抑制多址干扰 ,解决远近效应问题。进一步 ,分析了多用户CDMA阵列接收机的性能 ,并且与多用户单天线接收机、单用户阵列接收机以及单用户单天线接收机进行了比较。     

基于GS算法的圆柱共形微带阵列自适应零点形成

运用GS算法研究了圆柱共形微带阵列天线的自适应零点形成.根据腔模理论和逐元法得到圆柱共形微带阵列天线的方向性函数,将GS算法运用于共形阵列进行自适应零点形成.仿真结果表明,采用GS算法的圆柱共形微带天线阵列能准确地在干扰方向形成零陷.     

一种超低频通信下行信号电磁干扰自适应抵消系统设计

超低频通信下行信号接收端受空间、地形等条件约束,难以布设远端参考线圈,因此传统的自适应干扰压制方法难以获得良好的干扰抵消性能。为解决这一难题,基于自适应相关抵消的原理,针对超低频通信下行信号的接收,提出采用多参考线圈与主接收天线本地正交布设的方案设计探测系统,并研究了一种电磁干扰自适应抵消系统的实现方法。然后,以工频谐波干扰的抵消为例进行了测试,实测结果表明:对于与干扰频谱不相重合的微弱单音信号,在不同信号强度下,采用一种基于通道相关性的多通道可变遗忘因子自适应RLS滤波算法,信干比平均改善23.51dB,其最大增益可达25.87dB,平均信噪比增益为8.13dB,说明该系统能够有效压制超低频电磁干扰。     

基于子空间投影波束形成技术的导航接收机抗干扰算法研究

阵列天线空时自适应处理通过联合空域和时域的自适应滤波处理技术能够有效提高导航接收机的窄带和宽带干扰抑制性能。利用导航信号淹没在干扰信号和热噪声的特点，本文提出先将天线阵列接收的空时信号矢量向干扰子空间的正交子空间投影以实现干扰抑制，当接收机对投影后的参考阵元数据捕获成功后，利用捕获估计的本地扩频码相位作为参考信号依据最小均方误差准则进行波束形成。仿真结果表明该抗干扰算法在零陷强干扰的同时使主波束指向导航信号来波方向，有效提高了阵列输出信干噪比，并降低了空时自适应处理对导航信号伪码相关峰形状和载波跟踪性能的影响。     

GPS单孔径双极化天线抗干扰算法与性能分析

设计了一种利用单孔径双极化天线进行GPS自适应抗干扰的方法,并对算法的性能进行了详细的分析.新方法在不降低卫星信号质量的前提下,仅占用单个天线位置,就可以对付窄带或宽带干扰,为增强安装受限装备的导航抗干扰能力提供了一种新的解决方案.仿真结果表明,新方法可行、有效.     

雷达旁瓣对消性能分析与实现

任何天线都有旁瓣,当雷达受到敌方强有源干扰时,进入旁瓣的干扰信号可以淹没主波束接收的目标信号,因而极大地影响了系统性能。为了有效地抑制干扰,在雷达中采用旁瓣对消技术实现空间上的自适应滤波,使来自天线旁瓣的干扰衰减到最小。接收通道的非零带宽和波程差、接收通道频率特性不一致等对旁瓣对消性能有影响。通过仿真对某雷达的旁瓣对消性能进行分析。     

红外图像中海天线的提取

针对海空背景红外图像中海天线的提取问题,利用直线检测的思想,提出了Hough变换方法.仿真实验表明,Hough变换具有较好的抗背景干扰的能力,可很好地解决强背景干扰下海天线的提取问题.     

主瓣抗干扰算法研究

天线方向图旁瓣存在干扰时,传统的抗干扰算法能起到很好的抗干扰效果。当干扰存在主瓣,干扰和信号十分接近时,干扰被消除同时,期望信号也将被抑制,出现自适应天线方向图主波束严重变形,旁瓣电平升高的问题。文章介绍阻塞矩阵方法,引入基于信号正交子空间投影算法,有效地解决了上述问题,并克服了阻塞矩阵方法消耗阵列自由度和对干扰信号到达角敏感的缺点。仿真结果证明新算法的有效性。     

卫星通信抗干扰的方法与系统设计

本文在分析卫星通信干扰威胁的基础上,讨论了利用扩频信号处理(包括直接序列扩频和跳频)、自适应天线调零以及星上处理等技术,以有效地改善干扰威胁情况下的通信可靠性。最后,提出了抗干扰系统设计最佳化的若干准则,并研究了实现逼近最佳准则的技术途径。     

平流层飞艇抗风场干扰约束Unscented卡尔曼滤波算法设计与应用

为了提高风场干扰环境下飞艇的导航精度,研究飞艇抗风场干扰导航算法。在建立风场干扰条件下飞艇速度误差约束模型的基础上,设计抗风场干扰的约束Unscented卡尔曼滤波算法。确定风场干扰条件下飞艇的速度误差约束量,将该约束与Unscented卡尔曼滤波算法相结合,对速度误差进行估计和补偿,以减小风场对飞艇定位精度的影响;证明该算法的状态估计量不仅是无偏的,而且协方差小于标准Unscented卡尔曼滤波的协方差;将提出的算法应用于捷联惯导/天文/合成孔径雷达组合导航系统中进行仿真验证,并与自适应扩展卡尔曼滤波和抗差自适应Unscented卡尔曼滤波算法进行比较。结果表明:提出的约束Unscented卡尔曼滤波算法的滤波性能明显优于自适应扩展卡尔曼滤波和抗差自适应Unscented卡尔曼滤波算法,能够有效抑制风场对飞艇定位精度的影响,提高飞艇的导航定位精度。     

平流层飞艇抗风场干扰CUKF算法设计与应用

为了提高风场干扰环境下飞艇的导航精度,研究飞艇抗风场干扰导航算法。在建立风场干扰条件下飞艇速度误差约束模型的基础上,设计抗风场干扰的约束Unscented卡尔曼滤波算法。首先确定风场干扰条件下飞艇的速度误差约束量,将该约束与Unscented卡尔曼滤波算法相结合,对速度误差进行估计和补偿,以减小风场对飞艇定位精度的影响;然后证明该算法的状态估计量不仅是无偏的,而且协方差小于标准UKF的协方差;最后将提出的算法应用于捷联惯导/天文/合成孔径雷达组合导航系统中进行仿真验证,并与自适应扩展卡尔曼滤波和抗差自适应UKF算法进行比较,结果表明：提出的约束UKF算法的滤波性能明显优于自适应EKF和抗差自适应UKF算法,能够有效抑制风场对飞艇定位精度的影响,提高飞艇的导航定位精度。     

一种频率自适应抗衰落通信的方案研究

本文从模拟信号传输的特点出发,根据Ａ．ＡＸａｐｋｅｂИЧ等人的宽带复合信号最佳接收抗衰落的思想和闭环自适应抗衰落的理论,提出了一种适合于传输模拟信号的频率自适应抗衰落通信的方案。方案析优点在于：在衰落干扰条件下,可保证在宽带范围内,不断对信道分析监测,使整个系统采用最佳频率工作,连续不断地传输有用模拟信号,同时,系统同步简单可行,这种频率自适应抗衰落方案不仅能用于模拟通信抗衰落,而且也适用于数字通     

战术电台自适应调零天线

本文介绍了一种小型的战术电台自适应调零天线,其体积小,重量轻,价格低,内置式调零天线可装到电台风,外置调零天线自适应调零外,还有手动高零功能。     

基于阵列天线的归一化变步长抗干扰算法研究

针对阵列天线的自适应抗干扰方法,研究了线性约束最小方差(LCMV)算法,并对其收敛性进行分析,提出归一化变步长线性约束最小方差(LCMV)算法。该方法解决了定步长自适应算法收敛速度和稳态误差不能同时满足的难题,避免了协方差矩阵求逆运算,减小了运算量,便于工程实现。通过仿真和实验表明,该算法收敛速度快,能在干扰方向上形成很深零陷,干扰抑制效果好。     

双极化接收的自适应对消抗干扰方法研究

现代战场,电磁环境越来越复杂,电子对抗越来越激烈,抗干扰问题成为每一部雷达都需要面临的巨大挑战。提出了一种基于双极化接收雷达的自适应极化对消抗干扰方法,利用天线对不同入射波在极化域的选择性来改善有用信号的接收质量。本方法利用干扰采样数据段,基于最小干扰输出功率准则估计两极化通道间对消权系数,应用于回波数据段,实现干扰对消。仿真和试验数据表明,该方法能够较好地抑制干扰信号。