卫星多波束天线不规则馈元阵形赋形的研究

本文着重研究了卫星多波束天线馈元阵的形状对赋形的影响.首先证明了常用的通用阵形中存在着对赋形没有贡献的冗余馈元,进而提出采用没有冗余馈元的不规则阵形来赋形以减小馈元数量的思路,并进一步证明了不规则阵和相应的规则阵在同样条件下,用同一种赋形算法,有着同样的赋形效果,最后给出了由通用规则阵得到相应不规则阵的简单而有效的方法.     

高效双反射面天线的一种新设计

双反射面高效天线除了要求使用标量馈源外,还要求对反射面进行赋形,目前广泛使用几何光学(G.O)赋形。Wood指出了用绕射理论进行赋形,可得到比G.O赋形更高的效率。对于中小天线(D～200λ)只对副面赋形,效率也有一定提高,但这些方法都是从减小口面场分布不均匀的角度来提高效率。本文提出进一步提高效率的方法,即减小赋形天线的绕射损失;介绍了只对副面赋形的情况。所用原理亦可用于主、副面赋形,但计算与制造都要复杂得多。文中比较了(1)标准双反射面卡氏天线;(2)只延伸副面的标准卡氏天线;(3)延伸副面最佳绕射赋形双反射面天线的理论计算效率和馈源-副面组合的散射方向图,并对后者作了带宽计算。     

卫星阵馈反射面赋形波束天线的内积波束赋形方法

传统的波束赋形方法由于仅仅是使赋形波束在某些方向上逼近目标方向图的采样值,而为获得满意的赋形波束往往需要对所选采样的数量和位置进行反复调整,在实际使用中十分不便。因此,提出一种基于内积运算的波束赋形方法,该方法使赋形波束与目标方向图在几乎所有方向上的误差总和最小,可有效地克服传统方法的缺陷,同时,它也是一种解析算法,具有较高的赋形精度和运算效率。     

基于圆形天线阵的GPS抗干扰性能仿真与其干扰方法研究

GPS抗干扰性能的分析有助于研究GPS干扰方法和手段。基于目前空域滤波的GPS抗干扰技术,采用LCMV算法对圆形天线阵的GPS抗干扰性能进行分析仿真,并提出了对其进行干扰的方法。在Matlab中对单个干扰源和多个干扰源在不同情况下的干扰效果进行仿真,仿真结果表明,LCMV算法能有效判定信号来波方位,并对干扰信号具有一定的赋零深度;针对分析结果提出多方位逼近干扰方法,能大幅降低LCMV获取的抗干扰增益。该方法对实战中采用空域滤波抗干扰技术的GPS干扰能提供一定的参考。     

卫星阵馈反射面赋形波束天线的一种高效旁瓣抑制方法

为了使卫星阵馈反射面赋形波束天线具有尽可能低的旁瓣电平,以降低日益增多干扰的影响,传统的波束赋形方法往往需要对约束点的数量和位置进行反复调整,故非常烦琐.因此本文在阵馈反射面天线的频域方向性相乘原理的基础上,提出了一种高效的旁瓣抑制方法,即在计算最佳激励系数时使用宽度较窄的点波束,而在计算赋形波束方向图时使用实际的点波束.由于这种方法通常只需要对少量约束点的位置进行调整,所以它可以高效地获得低旁瓣电平、高精度的赋形波束.     

基于Householder多级维纳滤波器的全联通WSN分布式LCMV波束形成器方法

针对减少分布式LCMV波束形成器在全联通WSN中的计算量问题,提出基于Householder多级维纳滤波器(HMSWF)的分布式LCMV波束形成器方法.该方法通过有效引入HMSWF技术避免本地协方差矩阵估计及求逆运算,能以更少的计算量获得分布式LCMV波束形成器相同的输出性能.另外,还可以在递推过程中进行合理截断处理来进一步降低运算量.计算机仿真结果验证了算法的优良性能.     

赋形天线反射体中截线的实用设计

从雷达方程出发,定量地分析了在杂波环境下赋形天线中截线应按超余割平方威力覆盖设计的实质。指出用余割开方来代替常用的超余割平方这种定性的概念更具有科学性和实用性,并从理论上分析了改进赋形天线垂直覆盖的方法。     

一种星载阵列天线的高效波束赋形算法

随着有源相控阵和数字波束形成技术的应用, 低轨道卫星通信多波束阵列天线不仅可以形成同时多个固定的对地等通量低旁瓣赋形波束, 还具备了可以随着通信任务需求变化, 动态调整方向图形状的能力.但是目前常用的高性能波束赋形算法, 运算量较大, 收敛速度慢, 优化参数调整复杂, 无法直接应用于在线实时计算.针对上述要求, 提出了一种高效的迭代最小方差方向图综合方法.该方法采用方向图分区域加权逼近和方向图相位去约束技术, 在满足较高的主瓣赋形精度和旁瓣电平控制等指标要求的前提下, 具有迭代过程简单、优化参数少、算法稳健和运算量少等特点, 可以部分满足要求波束方向图动态变化的卫星通信系统权重系数在线计算的需要.     

LTE-Advanced系统中双流波束赋形方案分析

针对目前3GPP R8版本协议只支持单流波束赋形的现状,3GPP提出了支持双流的波束赋形以适应更高的传输速率需求.双流波束赋形在单流波束赋性的基础上增加了多流的传输和多用户传输技术,能有效提高系统传输速率,降低多用户之间干扰,使得系统在频谱效率上有很大提高.首先对基于特征值的波束赋形作了详细阐述,然后在简要描述了双流波束赋形标准化进展的基础上重点探讨了专用导频的设计,最后对确定的三个仿真场景进行了计算机仿真分析,从仿真结果看,双流波束赋形能满足系统不同场景下对信噪比的要求.     

遗传算法在扫描SAR波位设计中的应用

该文提出了用遗传算法计算天线相位加权的方法,实现了天线方向图展宽赋形,以满足星载SAR观测带的要求。另外,对天线方向图展宽赋形进行了仿真,然后根据展宽的方向图、扫描SAR系统参数和轨道参数,对距离和方位模糊度、系统灵敏度等指标进行了计算,给出了仿真计算结果;由这些指标,设计出了波位。仿真表明:在天线方向图展宽赋形中,用遗传算法计算天线相位加权的方法是可行的。     

数字波束方向图综合技术

数字波束形成技术充分利用了阵列天线所检测到的空间信息,可以获得超分辨率和低副瓣的性能、实现波束扫描和波束赋形等。提出一种基于线性约束最小方差波束形成算法的方向图综合算法,算法通过迭代运算,能够获得需要的方向图形状。算法仿真以降低由24个天线单元组成的均匀圆阵的方向图副瓣为例,通过3次迭代运算,将副瓣电平降至-40dB左右,满足了工程需要,说明算法是有效、可行的。     

基于多级维纳滤波对消的方向图综合

针对降低天线阵的副瓣电平和优化天线阵的方向性这一问题,在线性约束最小方差(LCMV)算法的基础上,引入了基于多级维纳对消的方向图综合算法。该算法充分考虑综合方向图和参考方向图之间的相对幅度对方向图综合的影响,通过多级维纳对消器输出的最优权值自适应地改变相对幅度,提高了干扰功率的迭代效率,降低了迭代的次数,同时又降低了综合方向图和参考方向图之间的综合误差。由于多级维纳对消器的引入,该算法具有较强的鲁棒性,拓展了方向图综合方法的应用范围和适用性。     

基于一种新的遗传算法的天线方向图综合技术

给出了一种基于实数编码遗传算法的天线方向图综合方法.在遗传算法模型中采用了向下、向上外推和非一致杂交算子等交叉技术,并结合内插、交换等多种技术形成综合交叉方式.该算法克服了已有算法早熟、对初始群体依赖性等缺陷的同时,较大幅度地提高了算法的收敛速度和可靠性;通过在目标函数中加入零陷方差项克服了现有算法零陷不均衡的缺陷.计算机仿真结果表明,与现有算法相比,该方法用于天线方向图综合具有收敛速度快、零陷均衡、可靠等优势.     

智能天线自适应波束形成算法的研究

智能天线的自适应算法通过迭代运算获取用于波束形成的最优权值矢量时,是否具有较快的收敛速度和较小的稳态误差成为决定波束形成性能的主要因素。据此提出在传统的LMS算法中引入变步长和变换域的思想,采用改进的自：适应算法用于波束形成。MATLAB仿真结果表明,该算法具有较快的收敛速度和较小的稳态误差,波束形成的性能更优。     

迭代投影的平顶方向图综合算法

针对现有的平顶波束综合形成算法计算量较大的问题,提出了一种迭代求解平顶波束的快速形成算法。该算法首先设置方向图参数、迭代条件,然后利用方向图与阵元加权系数的变换关系设计投影算法并通过二阶差分运算确定过渡带,最后结合蝶形计算方法快速迭代逼近理想的平顶方向图。实验结果表明,该算法相比凸优化算法运算效率较高,并且可修复阵元失效后的平顶方向图。算法运算次数随着副瓣阈值、主瓣宽度和零陷深度等参数的变化而变化。     

天线阵列方向图的一种数值综合算法

本文提出了一种新型阵列综合算法，目标方向图迭代算法。这种算法与现有的阵列综合方法不同，它通过对目标方向图的迭代来调整实际方向图的形状，是一种纯数值的阵列综合算法。这种算法适用于任意结构阵列的方向图综合，计算效率高，可以满足实际工程的需要。作为验证，本文综合了一些具有代表性的天线阵列，给出了计算结果，并对结果进行了讨论。     

Linear program synthesis for direct broadcast satellite phasedarrays

Synthesis based on sampling functions in fixed positions was used to optimize the radiation pattern of antenna phased arrays for direct broadcast satellite applications. The synthesis procedure described obtains the antenna excitations required to create a shaped sector beam which uniformly illuminates a desired region and minimizes the maximum sidelobe level. The method begins with the composing functions from Woodward-Lawson synthesis. By fixing the position of these functions, a simplex formulation can be used rather than iterative methods. The simplex formulation is more computer-efficient because the algorithm is guaranteed to converge. Examples of synthesis using this procedure are given     

Neural network applications in smart antenna arrays: A review

Techniques employed in the synthesis of antenna arrays vary from complex analytical methods to iterative numerical methods based on optimisation algorithms. The drawback of these techniques is that they usually consider the array factor but not the interaction between array elements and real-time problems. This omission induces an error in the resultant radiation pattern; therefore, the physical relations between the array feeding details and the corresponding radiation patterns are taken into account to improve the accuracy. The behaviour of an antenna array is nonlinear in nature, resulting in an extremely high complexity using this approach, and it is usually disregarded. A neural-network-based solution can avoid complexity by establishing a relation between the desired radiation patterns and feeding details such as voltage and spacing in the real antenna array and can help convert the real array into a smart array. Several neural network applications in smart antenna array synthesis are reviewed in this paper.     

Synthesis of linear antenna arrays

Synthesis of antenna arrays employing theL_{2}-norm as well as theL_{infty}-norm is discussed. The approximation in theL_{infty}-norm is obtained making use of Lawson's algorithm. A general iterative perturbation technique has been evolved for pattern synthesis for the case when the antenna currents alone are varied as web as for the case when both the antenna currents and the element positions are simultaneously varied. A few illustrative examples are given. The convergence of the iteration and the uniqueness of the solution are discussed.