一种宽覆盖域多波束形成方法分析

在研究平面阵多波束宽覆盖域问题时,设计了一种由7个平面阵组成的多面阵天线,给出了一种多面阵天线宽覆盖域多波束形成方法及具体设计步骤。理论分析与仿真结果表明,该多面阵采用上述宽覆盖域多波束形成方法形成的多波束不仅可以完全覆盖整个空域,而且在卫星系统和高空平台系统中具有广泛的应用前景。     

实现宽波束圆极化天线的几种方法

文章介绍了宽波束圆极化天线的应用背景,简述了近些年来国内外相关文献实现宽波束圆极化天线的几种方法。这些方法均能有效拓展天线的半功率波束宽度及轴比的波束宽度,其中天线形式主要包括四臂螺旋天线、微带天线、缝隙天线以及振子天线。最后对这些方法进行了对比归纳,并展望了宽波束圆极化天线的发展前景。     

多波束相控阵天线角跟踪性能及测试方法

针对目前对多波束相控阵天线角跟踪性能测试研究较少的问题,首先分析了多波束相控阵天线的单脉冲和差测角方法,并对波束滑动、波束穿越及信号频率变化对角跟踪性能的影响进行了仿真分析。类比传统的雷达精度校飞试验,提出了基于飞艇的角跟踪性能测试方法,对角跟踪精度及误差范围进行测试,并利用STK软件实现了可视化。仿真分析表明,该方法可以实现对多波束相控阵天线角跟踪性能的评定并具有较高的工程应用价值。     

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     

智能天线的原理、自适应波束形成算法的研究进展与应用

智能天线是当前通信领域的研究热点之一。阐述了智能天线的基本原理 ,介绍了上行链路窄带自适应波束形成算法 ,对自适应波束形成算法进行了分类 ,较为详细地讨论了各种算法的特点 ,介绍了智能天线的研究进展状况和智能天线的应用     

探针加载的具有倾斜波束的测控天线的设计

为了实现对飞行目标的测控跟踪,设计了一种基于探针加载结构的具有倾斜波束的测控天线。该天线通过在圆形金属贴片上加载短路探针实现了波束调控。结果表明,该天线中心谐振频率为4.7GHz,在4.38GHz~4.9GHz频段范围内回波损耗小于-10dB。在水平面准全向辐射,在垂直面50°方向实现最大波束指向,可以满足对飞行目标的测控跟踪需求。该天线具有结构简单、波束调控易实现、剖面低等优点,在测控通信中有广泛的应用前景。     

八木微带圆极化天线的研究与设计

对八木微带天线进行了研究。通过Ansoft HFSS仿真软件设计了一种宽带宽波束圆极化八木微带天线,在中心频率上实现了波束由侧射向端射偏转26°,频率带宽达800 MHz,0 dB主波束宽度为110°;采用Wilkinson微带功分器产生两路幅度相等相位相差90°信号对天线进行馈电,实现了圆极化。同时研究了在保持天线良好性能的前提下,结构的变化对于主波束偏转角度的影响。     

一种新型的OFDM智能天线

根据自适应天线阵列理论,结合给定的参考波束的误差,引入虚拟干扰的概念,对目标波束图形状进行调整,提出一种新的可以应用于任意类型天线阵列的波束综合算法.应用提出的新算法,在主瓣和旁瓣位置都可以对波束进行有效的调节.最终获得阵列的最优权矢量,能够最小化目标波束图与参考波束图间的差异.理论分析与仿真结果表明,与现有的同类算法相比,该算法能更有效地获得与参考波束基本相符的波束.应用于OFDM智能天线系统时,对不同子载波频率上信号进行单独处理,利用该算法进行波束综合,能够在整个有效频段,使所有子载波上获得基本一致的阵列输出.     

一种波束展宽的宽频带圆极化微带天线的设计与制作

文章设计了一种波束展宽的宽频带圆极化微带天线。天线单元采用层叠结构的形式实现宽频带,通过在天线四周加导电墙并改变地板尺寸展宽微带天线的波束宽度。主要研究了改变导电墙高度以及地板大小对天线的半功率波束宽度以及低仰角增益带来的影响,通过仿真优化,这种方法可以将天线的半功率波束宽度从68°提高到100°,同时仰角30°增益从0.01 dB提高到2.4 dB。加工制作了相应的微带天线,测试结果表明该天线具有频带宽、低仰角增益高以及波束宽度宽的优点,与仿真结果吻合较好。     

扇形波束和针状波束雷达的地对空干扰暴露区比较

扇形波束和针状波束具有不同的方向性特点,对这两种波束的机载雷达实施干扰,将形成不同的暴露区.机载雷达天线本身的方向性是影响干扰能量进入雷达接收端的直接原因.提出两种波束雷达对接收干扰能量增益的计算方法,依据雷达干扰方程,通过计算仿真,分别绘制并分析两种暴露区的特点和变化规律,认为雷达天线波束方向性对干扰阵地配置、干扰目标选择、干扰时机选择和干扰效果评估都将产生深刻影响.     

一种贝叶斯聚焦宽带多波束超分辨测向算法

当同时到达多个信号时,宽带多波束系统无法正确测向,为了解决此问题,针对宽带光控阵列多波束系统,通过构造稳健的贝叶斯聚焦矩阵,提出了一种宽带多波束相干超分辨测向方法。首先将多波束输出变换到频域,然后利用贝叶斯聚焦矩阵将数据变换到聚焦频率上,最后利用窄带的超分辨算法进行估计。贝叶斯聚焦矩阵对方向预估计误差不敏感,聚焦误差小,具有较强的稳健性。算法能有效分辨同时到达多波束系统的多个相干信号,仿真实验验证了此算法的有效性和正确性。     

军用通信卫星自适应调零多波束天线系统的研究

自适应调零天线技术是军用卫星通信抗干扰的重要方面。本文研究星载自适应调零多波束天线系统及关键技术。着重分析了对系统性能有着重要影响的多波束天线构形及波束形成网络实施方案,同时简要讨论了自适应处理器的算法与实现。结合我国军用通信卫星抗干扰的实际应用背景,提出了研制星载自适应调零多波束天线的初步设想和新的设计思路。     

稀布阵下宽带多波束组合印证测向算法

在稀布阵下,对信号强度不同的多个信号进行多波束测向时,由于波束主瓣较宽,副瓣较高,因而无法分辨信号到达方向。针对此问题,提出了一种新的多波束测向算法,即多波束组合印证测向算法。该方法充分利用高副瓣的特点,建立多波束学习训练匹配表,通过查表综合判定信号到达方向。仿真实验结果表明:该算法很好地解决了稀布阵下对同时到达阵元的多个信号测向问题,且算法简单,运算量小,测向精度较好,具有很好的工程应用价值。     

多波束干扰系统多目标干扰决策研究

针对多波束地对空雷达干扰系统同时干扰多目标的资源分配问题,为充分利用干扰资源,综合考虑个体干扰有效与整体干扰效益最大.基于目标威胁等级,围绕发现概率下降程度、定位误差增大程度、干扰有效率3个评估指标,建立多目标优化分配模型,对阵面资源进行动态分配,并利用非支配排序遗传算法进行仿真验证.仿真结果表明,该分配模型可充分发挥多波束干扰系统的优势,实现不同作战阶段干扰效益最大化.     

基于蜂群算法多子阵电台天线波束形成

考虑到战场环境下,低信噪比和敌方干扰容易造成超短波电台通信中断,而鉴于天线阵可以有效提高信噪比和抑制干扰,结合战场电台天线分布特点,提出一种多子阵电台天线应急接收模型。理论分析多子阵电台天线波束形成特性,以消除栅瓣、抑制干扰、提高增益为目标,采用蜂群算法对子阵间距进行优化。仿真结果表明,优化子阵间距可以有效消除栅瓣、抑制干扰、提高增益。同时,与遗传算法和粒子群算法相比,蜂群算法具有更好的全局搜索能力和收敛速度。该研究成果可为超短波电台应急通信提供参考。     

随机布阵条件下同时数字多波束干扰优化设计方法

针对现有方法普遍存在的波束形成算法效率低、难以形成多频点多方向的同时多波束干扰、不适用于随机布阵条件下的波束形成等缺点,提出了一种基于二阶锥规划(SOCP,Second-Order Cone Programming)理论的同时数字多波束干扰形成方法。首先,给出了在随机布阵条件下干扰多波束优化设计问题的数学描述;其次,以范数准则为例,将随机布阵条件下干扰多波束设计问题的解析形式转化为相应的SOCP形式;再次,利用现有的原-对偶内点算法工具箱Se Du Mi或者CVX进行快速求解。最后,仿真结果表明该方法可以较好地解决随机布阵条件下的多频率多方向雷达目标同时多波束干扰优化设计问题。     

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。     

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。     

冲激杂波下的圆阵天线二维DOA估计方法

为提高复杂电磁环境下海上通信的安全性、可靠性及抗干扰能力,舰船采用均匀圆阵天线实现有向通信,达到不需转动天线也能形成360°均匀覆盖的波束和干扰零陷的目的。针对存在显著冲激性噪声时传统波束形成方法不能得到满意结果的问题,提出了一种非高斯稳定分布噪声模型下均匀圆阵分数低阶矩MUSIC韧性波束形成新方法,并对比分析了所提的分数低阶矩MUSIC与传统MUSIC方法在稳定分布噪声下的波束形成性能。结果表明,新方法的DOA估计性能优于传统算法,适应复杂噪声环境的韧性强,应用前景广阔。     

卫星通信中波束分集及联合TPC编码性能研究

分析研究卫星移动通信系统中上行链路波束分集接收的可行性和性能及联合TPC编码性能。分析了波束交叠、波束增益对多波束卫星通信系统的性能影响,建立了用于多波束分集处理的系统模型;引用基于MGF函数的性能分析方法,针对波束分集的研究,得到了Nakagami-m衰落信道条件下的多波束相干最大比合并(MRC)性能;利用计算机仿真验证算法的有效性,并进一步分析了联合Turbo乘积码(TPC)编码的性能。通过研究表明,在多波束卫星通信中采用分集接收处理不仅完全可行,而且可以有效提高上行链路的性能,降低地面终端的发送功率,解决上行链路发送能力不足的问题,联合TPC编码可以获得进一步的性能增益。