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     

具有陷波特性的可重构超宽带天线设计

文中提出了一种具有陷波特性的平面超宽带天线结构。天线采用椭圆形贴片作为辐射单元,使用双端口馈电,通过在椭圆形贴片上开2个C形槽来分别实现不同的陷波功能。测试结果表明,该天线两侧馈电的工作频带分别为2.7GHz~12.7GHz和2.6GHz~12.9GHz,在3.3GHz~4.3GHz和4.8GHz~5.9GHz范围内分别具有良好的陷波特性。天线在整个工作频段内有良好的增益和辐射特性。     

新型可重构RF—MEMS天线的设计

设计了一种新型的可重构双C型RF-MEMS贴片天线,它由T型桥膜结构的电容式MEMS开关实时地控制天线结构,使之能够发生双频谐振.采用背腔结构的硅基底,使硅衬底的相对有效介电常数从9.18下降到1.51,这有利于减小表面波的损耗,通过优化设计有效地实现了天线的小型化.理论计算得到在开关断开和连通状态下,天线的谐振频率分别为11.14 GHz和5.56 GHz.将理论结果与HFSS软件仿真的结果进行比较,发现它们吻合得比较好,说明了可重构天线的设计具有可行性.     

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.     

SCA在数据链通信终端模块化设计中的应用

本文基于软件通信体系结构,对数据链通信终端模块化设计与实现方案进行了研究,提出了硬件模块和软件模块组成框架,并用接口定义语言(IDL)对软件模块接口进行了简要的描述。     

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。     

Capon波束形成算法的改进及软件无线电实现

波束自动形成的Capon算法广泛应用于工程实际中。针对其主波束信号强度大,但总质量不尽理想的实际情况,提出更为适用的矩阵求逆（阶数较小）法,并据此给出了软件无线电实现框图。     

智能天线(软件天线)——不可或缺的抗干扰新技术

本文强调智能天线对我军抗干扰能通信体制的重要,对智能天线的性能,特点作了简单介绍并举例说明了智能天线在通信系统中的应用。     

智能天线及其在军用软件无线电中的应用

本文讨论了智能无线的基本概念,论述了智能天线的技术基础和研究现状,并结合其在军用软件无线电中的应用,分析了值得研究的一些技术和方法。     

关键循环到粗粒度可重构体系结构的存储感知映射

针对已有工作面向粗粒度可重构结构(CGRA)研究循环映射的不足,提出一种新颖的存储感知的关键循环映射方法 MALP。该方法定义RCP_CGRA体系结构模型并阐述关键循环到CGRA的映射问题,通过引入结合数组分簇的多面体数据域划分方法进行循环存储分析,根据分析结果,结合体系结构资源约束实现了循环的有效映射。实验结果表明,与已有的方法相比,MALP方法能够快速分析存储需求并有效降低循环映射的资源占用率,提高数据吞吐量,进一步提升了CGRA上循环映射的性能。     

基于线性模型跟随的重构飞行控制律设计

线性模型跟随控制是一种传统的控制方法,通过对增益的调整,使实际受控系统的输出跟随参考模型的输出,以达到理想的静态、动态特性。将线性模型跟随控制引入自修复飞行控制系统的重构控制中,针对发生舵面故障的飞行控制系统,设计模型跟随控制律,给出仿真实例。结果表明,该方法具有可行性和有效性。     

X波段全向共形机载天线的仿真与设计

针对工作于X频段的机载雷达天线的技术设计,使该天线由矩形平面天线与柱体共形,通过共面波导方式对其进行馈电。天线单元采用介电常数2.55,厚度为0.2mm的薄介质板。利用HFSS12对平面天线和共形天线进行仿真设计,对比了平面天线与共形天线的阻抗特性和辐射特性的变化。实验结果表明,共形后的天线带宽变大,增益提高,波束宽度展宽。在X波段内实现了低仰角扫描和方位面的全向扫描,实测阻抗带宽为7.0～12.5GHz,最大增益可达4dB,辐射特性稳定,满足机载天线的性能指标,可用作机载雷达天线单元。     

机载共形UHF天线的设计与仿真

机载全向天线不但要满足水平面全向的指标要求,而且要与机体表面共形设计,常规的单极子天线和微带天线均无法满足要求。本文设计了一种机栽环形缝隙天线,实现了天线小型化和机载共形。该天线结构简单,满足VSWR〈1．4的频带宽为350～376MHz,满足VSWR〈2的频带宽为338-438MHz,且工作频率范围内的最大增益达到4．2dB。     

前门耦合仿真平台的设计

从天线接收等效电路出发,用专业的电磁电路仿真软件设计并构建一类前门耦合仿真平台．该平台能弥补传统仿真中天线辐照与敏感设备传导之间的割裂,反映耦合过程,为整机电磁兼容与防护提供丰富细节和数据．该类仿真极具开放性,可依据敏感设备特点与候选仿真软件功能,自选相关软件构建该平台．最后以某型接收机为例,用三维电磁仿真软件CSTMWS完成天线辐照,在基于CSTDS和ADS的仿真平台下实现前门耦合模拟,得出接收机内部耦合数据,验证该类平台的实用性．     

基于VxWorks双核应用的导弹火控系统软件设计方法

针对单核应用的火控系统软件多任务设计架构在提升性能和扩展功能方面存在的不足,提出了一种将目前的火控系统软件多任务设计架构以较少的设计更改即实现双核应用的方法,实现了基于VxWorks双核应用的火控系统软件设计架构,该方法已经在某型导弹武器系统中得到了应用,验证结果表明该方法效果良好,软件运行稳定可靠,极大地提升了火控系统扩展功能和性能的水平。提出的方法对于将单核应用转移到双核应用或开发新的双核应用均具有一定的参考意义和实用价值。     

基于实数编码遗传算法的超宽带波形设计

采用实数编码的遗传算法对超宽带(UWB)波形进行了独特设计。以正弦高斯脉冲作为基函数,提出了一种新的适应度函数表示方法,应用此方法设计出了更符合美国联邦通信委员会(FCC)提出的辐射掩蔽特性要求的脉冲波形,并对设计脉冲进行了链路预算。仿真结果表明:采用实数编码的遗传算法优化设计得到的超宽带波形效果好且仿真时间复杂度低;与随机组合脉冲相比,设计出的脉冲在信号传输性能方面更具优势。     

运动目标DOA自适应跟踪算法

战场区域移动通信系统中,指挥中心实时地将主波束对准作战分队来波方向,而将其他方向的来波作为干扰置零陷,不仅提高了抗干扰能力,而且还可对作战分队进行定位。这一过程是通过跟踪移动用户信号的波达角(DOA)来实现的,传统的高分辨率DOA估计算法,如MUSIC、ESPRIT等算法,无法实现自适应、实时跟踪,因为它需要对接收信号的协方差矩阵反复进行特征值分解或奇异值分解,计算量大。针对这一问题,引入基于改进的信号子空间自适应跟踪的卡尔曼(Kalman)滤波算法,该算法直接从信号子空间中提取DOA的更新,无需从协方差矩阵中提取。仿真结果表明,该算法不仅降低了运算量,而且可跟踪多用户的DOA。     

基于改进人工鱼群算法的WNN优化设计

针对人工鱼群算法优化设计小波神经网络(WNN)的缺陷,引入了视野范围与步长的自调整策略,以提高搜索效率和收敛速度。改进后的人工鱼群算法可在WNN的搜索空间中同时确定参数初始值和隐节点数。仿真实例验证了其有效性。