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。     

一种新型偏馈赋形抛物面天线设计

一种新型偏馈赋形抛物面天线比普通偏馈抛物面天线的垂直面半功率束宽更宽,达16.5°。另外,提出的设计方法涉及了馈源喇叭的口径场的相位影响,但不需要计算出馈源喇叭的相位中心位置,还可用于其他任何偏焦量的偏馈或正馈抛物面天线的设计。     

双天线干涉SAR系统无控制点场景的参考相位高精度快速估计算法

在双天线干涉SAR系统中,对无控制点的场景通常采用同名点传递的联合定标方法估计参考相位,非常耗时。为解决无控制点场景参考相位的快速估计问题,本文首先对影响参考相位的因素进行理论分析,给出了参考相位与影响因素的解析关系式,并结合系统参数进行了仿真分析;进而分析参考相位对高程误差的影响。根据分析结果,结合SRTM的粗精度DEM数据、滤波后的干涉相位及相干系数,提出高精度参考相位快速估计算法,并给出了算法详细实现流程。通过对实际机载双天线InSAR系统获取的数据进行处理,表明本文算法在文中的系统参数下可以达到优于2m的相对高程精度,处理4096×6560的数据块时,参考相位估计速度要快20倍以上。     

基于天线阵方位变化的相位双差GNSS欺骗干扰检测算法研究*

GNSS欺骗干扰通常由单个天线发射,各个欺骗干扰信号到达接收机的角度相同,采用阵列天线接收时欺骗信号达到不同阵元的相位差包含了其角度信息,故可利用信号载波相位差进行欺骗干扰检测。相位双差检测算法通过比较不同卫星信号到达天线阵两阵元的相位差实现欺骗干扰的判别,但对于二元天线阵,其载波相位双差存在角度模糊,导致虚警概率较高,限制了算法的应用。针对这一问题,本文提出了基于天线阵方位变化的欺骗干扰检测算法,通过二元天线阵在不同方位估计信号的载波相位双差,进行多次判决,有效消除了角度模糊,降低检测的虚警概率,实现二元天线的载波相位双差检测。建立了仿真模型,并通过仿真计算分析验证了该方法的有效性。     

多方位测量的相位双差GNSS欺骗干扰检测算法

对于二元天线阵,相位双差检测算法的载波相位双差角度模糊、虚警概率较高,这限制了算法的应用。针对这一问题,提出天线阵方位变化的欺骗干扰检测算法。通过二元天线阵在不同方位估计信号的载波相位双差,进行多次判决,有效消除角度模糊,降低检测的虚警概率,实现二元天线的载波相位双差检测。建立仿真模型,并通过仿真计算分析验证了该方法的有效性。     

时域TEM喇叭天线的分析和设计

TEM喇叭是一种超宽带天线,但迄今为止大都是利用频域的概念来研究的。本节从波模理论出发,提出喇叭的开口阻抗不能看作真空波阻抗,它与喇叭尺寸、张角有关;由于冲激脉冲有时序性,反射只与局部结构有关。介绍了实际制作的TEM喇叭天线,并给出了实验结果,表明它具有良好的阻抗匹配特性和波形保真性,对时域天线的研究具有很好的理论和实用价值。     

一种近距离宽带CSAR成像系统通道均衡方法

在传统的外部参考校准方法基础上,提出了一种利用校准金属板成像实现近距离宽带毫米波CSAR三维成像系统中多通道幅度和相位均衡的方法。该方法分为两步完成毫米波天线阵列的幅度和相位校准。首先,采用外部参考的校准方法,利用校准金属板来完成天线阵列的幅度和相位粗校准,然后,借助空间频率内插的波前重构算法完成对校准金属板的三维空间重构,通过三维空间散射数据切面图的自聚焦来修正天线阵列的相位实现相位的精校准。通过搭建的近距离毫米波CSAR三维成像系统,验证了该通道均衡方法的可行性和有效性。     

基于仅相位加权的宽零陷低副瓣波束赋形方法

针对采用对阵元施加幅度和相位激励或位置扰动等传统宽零陷形成技术,存在工程实现复杂且难度较大的问题,提出了一种仅改变相位分布的阵列天线宽零陷低副瓣波束赋形优化算法。该方法通过建立仅相位加权的宽零陷波束赋形目标模型,采用融合混沌搜索技术的改进粒子群算法进行优化,获得阵列天线各单元的馈电相位分布,在不改变各单元馈电幅度分布的前提下形成预定宽零陷波束形状,并达到低副瓣设计要求。仿真结果验证了采用新方法能够保持低副瓣下形成较深的宽零陷,具有快速收敛和较好稳健性的优点。     

智能天线DBF算法可重构的SCA设计及其仿真实现

文中在分析智能天线DBF算法与工作原理的基础上,结合软件通信体系结构(SCA),提出了一种智能天线DBF算法可重构系统的SCA设计方案,并在OSSIE平台上仿真实现。仿真结果表明,文中所提设计方案实现了DBF算法可重构,同时提高了系统的抗干扰能力。     

FPGA实时多普勒中心频率估计

基于弹载合成孔径雷达(SAR)对成像精度、处理时间、资源使用效率和设备低功耗的更高要求,提出一种基于FPGA的多普勒中心频率估计方法,采用FPGA实现实时高精度多普勒中心频率估计。改进回波处理流程,在距离向脉冲压缩过程中,距离向脉冲压缩结束后即可完成多普勒中心频率估计,进行后续距离走动校正(RCMC),实现了SAR信号处理机的"零等待"。在算法实现过程中,提出了基于FPGA的流水线式相位解缠绕方法和基于最小二乘的参数曲线拟合算法,实现相位解缠绕的连续流水输出以及中心频率估计参数精确插值。通过试验验证,基于FPGA的多普勒中心频率估计方法,充分发挥了处理资源使用效率,使SAR信号处理机硬件相对以前减少80%以上,处理时间和频率估计精度均优于系统要求。