多波束卫星网络的物理层安全性能指标研究

安全性是卫星通信网络充分发挥其优势的必要保证。将物理层安全传输技术引入多波束卫星通信网络,可望有效提高卫星通信系统的抗截获和抗侦测能力。分析了卫星通信的物理层安全应用需求,设计了一套波束成形和功率控制相结合的多波束卫星下行链路物理层安全传输策略,建立了信道模型和信号模型,构建了一套多波束卫星网络下行链路的物理层安全性能评价指标,并对指标进行了定性和定量的分析。     

对卫星通信链路干扰仿真分析*

研究通过地基大功率干扰机干扰卫星通信上行链路,通过无人机干扰卫星通信的下行链路。通过载噪比和误码率对卫星通信链路的性能进行分析,对地基干扰大功率机干扰卫星通信上行链路进行了仿真分析,研究干扰机布放数量、干扰功率、干扰频率、通信数据传输速率和调制方式等因素对干扰效果的影响,并对无人机干扰卫星通信的下行链路进行了仿真分析,得出无人机和地基干扰机干扰卫星通信的一些作战使用结论。     

对卫星通信链路干扰仿真分析

研究通过地基大功率干扰机干扰卫星通信上行链路,通过无人机干扰卫星通信的下行链路。通过载噪比和误码率对卫星通信链路的性能进行分析,对地基干扰大功率机干扰卫星通信上行链路进行了仿真分析,研究干扰机布放数量、干扰功率、干扰频率、通信数据传输速率和调制方式等因素对干扰效果的影响,并对无人机干扰卫星通信的下行链路进行了仿真分析,得出无人机和地基干扰机干扰卫星通信的一些作战使用结论。     

单通道相控阵雷达及类波束形成技术

针对常规相控阵雷达的馈线网络小型化问题以及由发射高增益定向波束引起雷达信号被截获概率较大的问题,提出了一种新的相控阵雷达系统。该系统的馈线网络中仅有一个带移相器的收发共用通道,在时序控制模块的控制下贯续接入各收发共用的阵元进行发射信号馈送或信号接收,同一时刻只有一个阵元与通道连接。基于此系统提出了类波束形成的概念与技术,通过各阵元依次发射时间分集的脉冲信号形成类发射波束;各阵元依次接收这些脉冲信号并进行相干脉冲积累以形成类接收波束;并通过控制移相器的相移量以及通道切换时间形成各阵元间发射或接收的相位差进而控制类波束的最大指向。仿真分析证明了该系统能以较小的硬件规模在不形成高增益定向波束的前提下具有与常规相控阵相当的性能。     

基于卷积码的协同中继编码性能分析

中继协同可以有效提高通信性能,而中继编码可以进一步发挥其协同作用。文章研究卷积码在一源多中继协同通信系统中的应用。首先介绍基于卷积码的协同中继编码的一般构造方法;然后通过中断概率的性能指标从数学上证明平行信道编码相对于重复编码的好处,推导出二、三个中继的协同通信系统的中断概率表达式,并给出对应的具体实施方案;最后分别对系统的中断概率和误帧率进行仿真。结果表明,基于卷积码的平行信道编码策略不仅能够获得编码增益,同时也能获得分集增益。     

分布式MIMO数字阵列雷达多目标定位

为了充分发挥相控阵雷达探测波束的方向性和分布式多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)雷达空间分集增益和结构增益在目标定位上的优势,提出了一种分布式MIMO数字阵列雷达模型并对其多目标定位方法、搜索复杂度和分辨力进行了研究。建立了分布式MIMO数字阵列雷达的观测模型;依据最大似然估计给出了目标定位的搜索方法并计算了搜索复杂度;并利用模糊函数对分布式MIMO数字阵列雷达的分辨力进行了仿真分析。研究结果表明:与常规分布式MIMO雷达相比,分布式MIMO数字阵列雷达子阵波束的方向性可以降低目标定位时的搜索复杂度,缩小距离和角度联合模糊带的长度;与常规相控阵雷达相比,分布式MIMO数字阵列雷达的结构增益可提高目标分辨力。     

发射波束域MIMO-STAP雷达发射接收联合设计方法

研究了信号相关杂波背景下机载多输入多输出(multiple-input multiple-output,MIMO)雷达发射波束形成和接收滤波器的联合设计问题,建立了机载MIMO雷达发射波束域空时自适应处理(space-time adaptive processing, STAP)信号模型。为了提升杂波环境下目标的检测性能,通过最大化输出信干噪比构建了发射波束形成和接收滤波器的联合设计问题;然后,设计了一种新的基于优化最小化(majorization-minimization,MM)框架的迭代优化算法来解决联合设计问题。该算法通过合理寻找目标函数的下界可以有效提升算法的收敛速度并降低算法的运行时间。此外,与传统的相控阵雷达和MIMO雷达相比,优化后的发射波束形成和接收滤波器可以显著提升输出信干噪比,仿真实验验证了所提方法的有效性。     

卫星协同通信系统模型及其性能研究

协同通信技术是一种具有低复杂度和高分集增益的新兴技术,其在卫星移动通信中的应用可以有效提高系统的性能。文章首先介绍了分集技术的抗衰落性能,给出了MIMO系统的模型及其信道容量分析,然后介绍了协同通信的三种协同方式,最后建立卫星协同通信系统模型,选取下行链路的二星一用户模型并以译码前传方式为例给出了卫星协同通信性能仿真分析以及卫星协同通信研究现状。     

Ka频段卫星通信的信道特性及系统性能仿真

在Ka频段卫星通信系统中,大气、降雨、闪烁会引起地空链路信道质量的恶化.详尽分析了Ka频段卫星通信信道的电波传播特性,重点分析了降雨对减弱信号效率,增加接收系统噪声温度及改变信号极化方向等的影响,在此基础上建立了Ka频段卫星通信信道及Ka频段卫星通信信道模型仿真模型,并在Matlab环境下对Ka频段卫星通信信道模型的BER性能进行了仿真,为卫星通信链路分析及抗雨衰对策提供了理论依据.     

卫星通信系统中基于LDPC编码协同性能研究

文章提出在卫星移动通信系统中应用编码协同策略。分别建立卫星上、下行用户链路编码协同模型,仿真Rayleigh信道和Rician信道下基于LDPC编码的系统性能,并与单路未协同和传统两发一收分集系统进行性能比较。理论分析和仿真表明,采用LDPC编码协同策略相对于非协同时的系统性能有较大提升,虽然与分集系统性能有一定差距,但是其终端实现比较简单,在未来卫星移动通信系统中具有一定的应用前景。     

非理想正交发射信号对频控阵波束的影响

为考察发射非理想正交基带信号对频控阵波束的影响,基于频控阵信号模型引出了基带信号正交问题,从数学上推导频控阵发射非理想正交基带信号情况下的波束表达式,进一步分析匹配接收处理性能.基于频控阵波束发射和匹配接收计算量,提炼出影响分析评估因子,构建了频控阵基带发射信号正交特性与波束、匹配接收性能的定量分析关系.基于6类典型随...     

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.     

太阳观测卫星的数传天线波束及其指向设计

针对三轴稳定对日指向姿态的太阳同步轨道卫星,提出为获得最大对地数据传输时间的天线波束设计及布局方案。根据某型太阳观测卫星的轨道姿态设计方案,建立数传天线对指定地面站的天线波束指向仿真模型;使用卫星工具包STK仿真软件,分析不同波束角方案及其可能的指向对数传时间的影响,发现了对日指向卫星与对地指向卫星在数传时间上的不同规律,找到最优的天线波束布局来获得最大的数传时间;根据星载数传能力与不同天线波束宽度之间的关系,获得传输数据的最佳天线波束宽度,为这类卫星数传天线的波束设计及其布局提供设计依据。     

卫星活动部件的干扰辨识与抑制

采用干扰辨识的方法实现带活动部件三轴稳定卫星的高精度姿态控制问题.首先以扫描镜为例进行,分析扫描镜运动对卫星产生的等效干扰力矩;然后根据卫星控制系统的稳态输出数据,采用特征系统实现算法对扫描运动产生的干扰频率进行闭环辨识;最后在所辨识干扰频率的基础上,采用偶极子干扰抑制滤波器消除扫描镜运动干扰对卫星姿态的影响.仿真结果表明,所提出的方法能有效地克服活动部件运动产生的未知干扰对卫星姿态稳定度的影响,提高在轨运行卫星的姿态控制精度.     

卫星导航抗干扰最优接收机与相关接收机性能分析

为减小抗干扰接收机硬件实现难度,深入研究单天线卫星导航抗干扰相关接收机的性能,并详细分析其频域响应、信干噪比损耗和相关输出函数。分析表明,抗干扰最优接收机与相关接收机信干噪比损耗随着干扰带宽和干扰强度的增加而增大,随干扰频率与中心频率偏差和噪声带宽的增加而减小。此外,干扰将引起抗干扰接收机匹配与相关输出主峰降低和旁瓣抬高,从而影响接收机捕获、跟踪和多径抑制性能。研究结果将为卫星导航抗干扰接收机的优化设计提供依据。     

卫星任务调度问题的约束规划模型

卫星任务规划与调度是空间资源管理的重要内容之一,其目的在于为卫星系统的任务计划编制提供科学合理的决策手段与依据。卫星任务调度问题的重要特点在于,调度任务存在可见时间窗口约束。只有在可见时间窗口内,调度任务才可能执行并完成。在进行合理假设的基础上,建立卫星任务调度问题的约束规划模型。对基本禁忌搜索算法进行改进,提出了模型求解的变邻域禁忌搜索算法。应用结果表明,约束规划模型的建立与求解是合理的。     

高频雷达多波束最优天线方向图综合

在高频雷达中 ,多个部分重叠的波束被用来形成对预定空域的覆盖 ,而射频干扰和期望信号的空间结构之间的差异以及接收天线阵列的空间多样性则被用来抑制干扰以提高高频雷达的整体工作性能。然而如何在实时地形成多波束的同时有效地抑制射频干扰仍然是高频雷达一个急待解决的问题。基于最优天线方向图综合方法 ,通过主瓣形状保持和干扰抑制之间的合理折衷进一步提出了多波束形成算法。仿真结果表明该算法可以快速、灵活地形成多个波束来覆盖预定的空域 ,同时最大限度地抑制射频干扰 ,从而极大地提高了高频雷达的工作性能     

主星带伴随分布式小卫星雷达系统的波束同步分析

波束同步是主星带伴随分布式小卫星雷达系统的同步问题之一,分析了主星带伴随分布式小卫星雷达系统的波束同步问题。根据主星带伴随分布式小卫星雷达系统的特点,结合小卫星天线俯仰向可扫描、姿态可调节,提出了三种波束指向同步方法;分析了分布式小卫星雷达系统的波束覆盖同步问题,分别建立了主星和伴随分布式小卫星的波束覆盖数学模型;仿真分析“干涉车轮”,结果不仅证明这些模型的正确性,同时发现波束指向同步方法2有较好的优越性。     

基于模糊层次分析法的航天测控方案优选决策

分析了航天测控任务重要度的影响因素,运用模糊层次分析法研究了航天测控任务方案的优选决策问题,详细分析了方案重要度排序的计算步骤,并通过实例计算证明了方法的简单可行性,该方法在处理航天测控冲突时有一定的应用价值。     

干涉SAR目标回波信号模拟器的设计与实现

完成了星载干涉SAR目标回波信号模拟器的设计与实现,该模拟器能够与一发双收干涉SAR构成雷达半实物仿真回路,实时记录主星雷达发射信号,离线调制场景信息后,依据雷达工作时序实时播放主辅星场景回波.采用高数字中频收发技术获得优良的谐杂波和载波抑制性能,利用在线闭环校正技术对模拟器通道间幅相一致性误差进行实时校准.测试结果表...