星载多波束天线干扰源定位与自适应调零技术研究

具备干扰源定位与自适应调零能力是卫星通信系统的一项基本电子防护要求。本文在对星载多波束天线各种干扰源定位和自适应调零技术研究的基础上,提出了一种干扰源定位与自适应调零一体化实现方案。计算机模拟表明该方案是可行的。     

卫星多波束天线自适应调零算法比较

自适应阵列技术的研究已经持续了三十多年，随着天线技术、身频技术以及ＤＳＰ技术的突飞猛进，以前被认为不具备实现基础的基于复杂算法处理的波束形成技术逐渐重新引起了前沿科技工作者的兴趣。     

基于神经网络的多波束天线自适应调零

具有一定的干扰自适应调零能力是对了卫星通信系统的基本要求。本文结合多波束天线特性，提出了一种基于RBF神经网络的MVDR波束合成器干扰抑制方案。该方法可有效避免采样矩阵求逆带来的影响，收敛速度更快，对所需信号参数具有一定的顽健性。计算机仿真验证了该方法的可行性。     

卫星多波束天线指向误差对干扰源定位性能的影响

本文详细分析了卫星多波束天线的指向误差对多波束天线的阵列流形和干扰源-定位的影响,并提出一种修正方法,可以在已知天线指向精度的情况下对采用MUSIC算法的得到定位结果进行修正,从而有效提高了卫星干扰源定位的性能.计算机仿真支持了理论分析的结果.     

通道响应失配对星载平面阵列多波束天线波束成形的影响

本文以星载平面阵列多波束天线为研究对象,建立了平面阵的数学模型,并给出天线的阵列方向图。研究了通道响应失配对天线波束成形的影响并给出仿真结果。分析表明:波束成形对通道响应一致性有很高的要求,必须对多通道接收机进行幅相一致性的校正。在卫星通信对多波束天线的要求下给出了幅相误差的可容忍范围,并提出了误差校正指标。     

基于波束赋形的星载自适应调零技术

针对传统的星载自适应调零系统存在易受干扰影响而大大降低调零效能的问题,提出了一种基于波束赋形的自适应调零方法。星载调零技术以方向信息为调零准则,要求调零系统具有较高测向精度和相干信号处理能力;新方法以波束覆盖区域和相关功率为代价函数,通过自适应迭代处理,在干扰位置处形成零点,从而实现抑制干扰的目的,理论分析和仿真试验均验证了该调零算法的有效性和鲁棒性。     

基于多波束/TDOA技术的双星干扰源定位

单星多波束干扰源定位方法需要在3个以上的同频波束都能接收到干扰源信号的情况下才能实现定位。由于同频波束的数量有限以及干扰源位置的随机性,往往会出现能接收到干扰源信号的同频波束少于3个,或接收增益过低影响定位精度的情况。【目的】针对只有两个可用波束的定位问题以及进一步提高干扰源的定位精度,提出了通过邻星与主星建立基于多波束天线与到达时间差（TDOA）技术的双星联合定位模型。【方法】通过建立双星联合定位模型,并联立出定位方程组证明了该模型的可行性。同时,基于定位几何稀疏精度因子（GDOP）对定位模型的接收增益误差、波束指向误差、到达时间差误差以及位置预测误差4个方面进行了定位误差分析,并使用Matlab进行仿真对比。【结果】仿真实验表明,基于多波束天线与TDOA技术的双星联合定位方法的定位精度明显优于传统的单星多波束定位方法。【结论】基于多波束天线与TDOA技术的双星联合定位方法利用了TDOA对定位精度影响较小的优势,使其代替部分波束参与到卫星定位中,不仅减少了对定位波束数量的需求,而且减少了测量增益的误差与波束指向的误差,大大提高了定位的精度并提升了可靠性,较单星多波束定位更具优势。     

混合遗传算法用于卫星自适应调零天线研究

将遗传算法与LMS算法结合构成一种混合遗传算法,并将其用于卫星自适应调零天线的波束空间调零处理。研究了参数设置对混合算法抗干扰能力的影响,并讨论了一种参数自适应的方法,这种方法降低了参数选择的难度,提高了参数选择的效率,并能够动态的调整参数设置达到较好的抗干扰效果。     

应用于卫星多波束天线的自适应波束形成算法比较

射频干扰会严重影响卫星通信链路性能,而自适应调零天线是一种有效的卫星抗干扰措施.本文对应用于多波束天线的各种自适应波束形成算法进行对比分析,理论分析与仿真结果皆表明,DMI和RLS算法相对经典的LMS算法而言,在收敛速率和输出信噪干扰比上皆有相当的优越性.这些快速算法适合卫星通信的干扰抑制应用.     

卫星多波束天线技术的发展

本文综述了欧洲卫星多波束天线发展的新技术 ,对各种多波束反射面天线或阵列天线的反射面、馈源、波束成形网络、辐射贴片等的新理论、新技术、新应用作了述评。     

干扰环境中多波束阵列天线的指向优化

通常多波束阵列天线的指向是固定的,在干扰环境下对于接近其子波束方向的强干扰的抑制能力较差。多波束指向优化问题是指,在子波束方位间隔保持不变的情况下,使得多波束整体指向在小范围内可调整,以尽量避开干扰进入子波束的情况,从而抑制强干扰、提高多波束输出的信干噪比。以输出总功率之和最小化为准则,推导了最优调向方法和次优的快速方法,后者用"等效波束"的概念来解释多波束对干扰信号的总体响应。仿真表明,基于自适应波束形成的快速调向方法既可接近最优调向方法的性能,又能较大地减少运算量。     

星载DBF多波束发射有源阵列天线

 低轨通信卫星大容量、终端小型化要求卫星采用多波束天线技术来实现高增益、宽覆盖.本文针对低轨CDMA通信系统,设计了具有近"等通量"覆盖的平面阵列多波束发射天线,该天线由61微带单元天线阵、61个发射射频通道和数字波束形成网络组成;数字波束成形网络对输入的16个波束信号进行正交化、加权处理输出61路中频信号,由发射射频通道完成上变频和信号放大,最后通过天线阵辐射出去在空间形成期望的16个赋形波束覆盖.文章详细介绍了天线的实现方法和试验结果,通过对16波束发射天线原理样机的测试,结果表明天线各指标都符合设计要求,有效验证了天线系统设计的正确性.     

抛物面天线自适应置零技术

本文探讨数字波束形成（DBF）技术应用于抛物面天线和实现自适应置零功能问题，计算分析表明这一应用是可能的。     

基于SIW的多波束波导缝隙阵列天线设计

基片集成波导(SIW)是一种新型的波导结构,具有低插损、高Q值、易于加工和设计等优点,在雷达、通信和导航等领域有很好的应用价值。本文应用SIW技术设计与仿真了一个Ku波段基于Butler矩阵馈电网络的多波束波导缝隙阵列天线。仿真结果表明该天线通过俯仰维实现同时4波束,提供±45o覆盖,具有良好的方向图和驻波特性。它采用一体化设计方式,大大减轻阵列天线重量和减小尺寸,具有较高的工程实用性。     

基于PI算法的GPS调零天线技术研究

首先提出GPS信号易受干扰的问题,然后分析了应用于GPS自适应调零天线的功率倒置自适应（PO算法原理,得出该算法的优缺点并进行了详细解释,最后利用实物试验验证了该算法的各个特性,理论分析与实测结果基本一致。     

一种单通道自适应零位天线系统的研究与设计

在自适应阵列天线系统中,通常的多通道接收机电路复杂,难以保证各通道性能的一致性,以及使用的可靠性.文中对HF自适应三元阵列零位天线系统提出了一种单通道检测接收机方案,并分析了实现的可行性,给出了具体的实现方法,同时讨论了相关矩阵的算法.为了降低镜频干扰、交调和互调干扰,接收机采用了双中频方案.模拟测试结果证明了该方案的可行性.     

自适应调零天线对快速跟踪干扰抑制的研究

为了有效地抑制来自跳频卫星通信系统上行链路的快速跟踪干扰,本文提出了一种数字波束形成与跳频相结合的新型干扰抑制技术(AJDBFFH).基于AJDBFFH技术,本文较好地解决了快速跟踪干扰与跳频有用信号相关所带来的干扰抑制问题.通过对快速跟踪干扰抑制的计算机仿真,其结果表明,AJDBFFH技术可以有效地抑制快速跟踪干扰,系统的误码率性能得到了明显的改善.     

宽带平面微带贴片天线阵设计

在分析了一种结构简单且具有宽带特性的双层贴近耦合微带贴片天线的基础上,通过计算阵列单元间E面和H面的互耦效应,确定了合适的阵元间距,并采用简单的T型等分功分器组成并联馈电网络,实际制作并测试了一个8×8元宽带平面天线阵。天线阵中心频率f0=12.5GHz,阻抗带宽大于16.0%(驻波比VSWR<2.0),增益大于22.5dB。这种结构的平面天线阵在卫星通信等领域应用前景广阔。