非均匀天线组阵中引入对角加载的合成算法

针对非均匀天线组阵中常用的SUMPLE与PMFM(Proposed Matrix-Free Method)算法合成性能较差的问题,分别在SUMPLE与PMFM算法模型中引入对角加载技术,提出了一种新的信号合成算法.该算法利用权值幅度估计各路噪声功率,并对角加载到权值迭代算法中以得到准最优复权值向量.理论分析与数值仿真均表明,在不明显增加计算量的基础上,新算法在非均匀组阵中的合成损失明显低于SUMPLE与PMFM算法,同时新算法的收敛速度也与各自模型算法相当,因此更加适用于实际组阵系统,具有重要的工程应用价值.     

基于最小二乘的天线组阵合成权值及信噪比盲估计

针对天线组阵中的合成权值估计问题,提出了一种基于最小二乘的权值盲估计及多路信号盲信噪比估计算法.该算法利用多路信号间的协方差矩阵,分别构建关于信道幅度增益与相位旋转因子的超定方程组,最终通过最小二乘方法完成权值及信噪比的估计.仿真结果表明,该算法的权值估计性能在低信噪比条件下比EIGEN算法有明显改善;同时较现有基于矩...     

相关噪声条件下SUMPLE算法权值估计方法

天线组阵技术是提高深空探测微弱信号信噪比的有效方法。随着大规模天线组阵中单个天线接收信号信噪比的降低,来自背景天体的相关噪声的影响不容忽视。针对相关噪声对天线组阵SUMPLE算法权值估计的影响进行了分析,给出了一种基于频域的抑制相关噪声影响的处理方法。计算机仿真结果表明:在相关噪声背景下,该方法能有效地提高SUMPLE算法权值相位的估计精度,抑制相关噪声的干扰。     

天线组阵中基于SUMPLE的联合信号检测

针对低信噪比下天线组阵信号的检测问题,本文提出了一种基于SUMPLE合成的联合检测算法。传统信号检测算法在低信噪比下的检测效率很低,并且难以直接应用于多天线组阵系统。本算法综合利用SUMPLE合成时权值收敛特性以及各路信号之间强相关性,对信号存在性进行检测。理论分析和仿真结果表明,该算法具有适用于多天线组阵系统以及检测概率高的优势。并且在接收信号信噪比低至-12dB时,算法仍然有80%以上的检测概率,提高了传统多天线组阵信号检测的性能。      

天线组阵中基于循环相关的BPSK信号合成方法研究

深空网天线组阵中的干扰信号会严重影响信号的合成性能.针对全频谱合成方式下的SIMPLE合成算法,推导了干扰相关时合成信号的信噪比计算公式.分析了基于循环互相关的载波相位差估计方法,提出了BPSK信号循环自相关的相位差估计方法,并首次将两种方法应用到了天线组阵信号合成技术中.理论分析和仿真实验表明,在不增加额外计算量的基...     

大规模天线组阵信号并行合成方法

在通用计算平台上进行数字信号处理是软件无线电的发展方向之一,为大规模天线组阵的信号合成提供了新思路。针对通用计算平台上大规模天线组阵的合成问题,研究了基于任务分解原理的多天线组合成方法(MAGM)和基于数据分解原理的多信号块合成方法(MSBM)。两种方法的实时性分析结果表明,MSBM比MAGM更适用于通用计算平台。MSBM要求各信号块的合成是独立的,故提出一种SUMPLE算法的积分时段内迭代方法。仿真结果表明,该迭代方法与传统迭代方法具有同等合成性能。     

一种优化非均匀阵列天线测向性能的方法

本论文给出了一种新的优化非均匀天线阵列阵元排布的方法阵元微调法。非均匀阵列天线具有许多均匀阵列天线不具备的优点,可以在节省设备量的同时增加天线孔径,但是利用非均匀阵列天线测向时也容易产生估计模糊。解决非均匀阵列天线估计模糊问题的途径之一就是调整天线阵列的排布。计算机仿真证实,经过微调法优化的非均匀阵列的测向性能有很大改善。     

非均匀阵列天线超分辨测向性能分析

目前应用较多的是均匀线阵智能天线系统,与均匀天线阵相比,非均匀线阵智能天线系统能够使能量传送得更集中,扩大系统的覆盖区域。但是利用非均匀阵进行DOA估计,也容易出现估计模糊。计算机仿真结果表明,16元非均匀阵比16元均匀阵方向图的主瓣更窄、测向分辨率和精度更高。但是非均匀阵对低信噪比比较敏感,在信噪比较低的情况下,非均匀阵在少数特殊方向上会出现估计模糊。除去特殊方向,在相同信噪比条件下非均匀阵的分辨概率更高。     

基于MUSIC算法的球面共形阵DOA估计

由于球面共形天线阵所具有的特殊性质,使得其利用经典MUSIC算法进行DOA估计时,导向矢量与噪声子空间不正交,算法性能受到较大影响。在考虑各阵元接收某信号强度不一致的同时,根据子阵内阵元相似度高这一特点,对基于子阵分割的有向阵元MUSIC算法在球面共形阵上进行了DOA估计仿真实验,结果表明:该方法应用于球面共形阵,可以快速准确地估计出多个信号的DOA。     

一种引入相位补偿的直接时延估计算法

在多天线信号合成技术中,合成系统需在中频完成各信号间时延差估计与补偿,以便进行信号合成,提高接收质量。分析发现,利用同一本振对两路信号下变频会引入新的相差,该相差将导致直接时延估计算法性能下降。通过在直接时延估计算法(ETDE)基础上增加一个相位补偿因子,将时延与相差进行解耦,利用相位补偿因子来修正相差,最终实现无偏时延估计。理论分析与仿真结果均表明,该算法能够不受相差的影响准确估计时延并进行跟踪,相比无相差下的直接时延估计算法,该算法的收敛速度提升1+3(ω/π)2 倍,并且估计性能改善3 dB以上。     

相关信噪比对天线组阵相位估计性能的影响

传统天线组阵理论为了简化分析，均假设反正切相位鉴别器是一种最大似然估计器，其估计方差能够达到克拉美-罗下界。然而当相关信噪比在中等值以下时，这一假设条件不再适用。为此，分析了相关信噪比对相位估计性能的影响。针对传统天线组阵合成性能分析方法在描述低相关信噪比条件下相位估计性能方面存在的问题，通过引入修正因子，得到了相位估计方差的理论公式，实现了对低相关信噪比条件下相位估计性能的准确描述。     

异地天线组阵相关处理技术研究

深空探测的发展对信噪比的要求越来越高,异地天线组阵利用现有天线设施合成信号,显著提高信号SNR。针对异地天线组阵基线长、钟差大和信号到达时间不一致等特点对异地天线组阵信号合成效率的影响,结合现有集群结构的性能,给出天线组阵信号合成并行算法与Sumple算法相结合的处理方案,并在计算仿真中心上实现4路组阵信号全频谱合成,理论上有6 dB的增益。     

我国深空天线组阵技术现状与发展思考

深空天线组阵是深空测控通信重要的发展方向,近年来国内相关科研院所开展了大量的理论算法研究,相关单位也开展了样机研制以及多次对星演示验证试验。首先,系统地给出了天线组阵的基本概念与内涵,并与射电天文组阵和传统相控阵开展了对比分析;其次,总结归纳了国内现阶段研究成果,包括合成算法研究情况与典型试验验证情况;最后,结合国外最新发展情况,给出了后续大规模可扩展宽带组阵研究方向的发展建议。     

深空天线组阵相关合成算法的Simulink仿真与分析

为对深空网天线组阵中几种相关合成算法进行分析比较,构建了一种新的Simulink仿真模型。将其应用于某测控站天线组阵试验数据,验证了模型的可行性。在此仿真模型下,对Simple、Sumple和Matrix-free 算法进行了频标同源/频标不同源、弱信号/强信号、2/3/6个天线等组阵情况下的仿真分析。三种算法在频标同源情况下的合成效率均优于不同源的情况;强信号组阵情况下,三种算法的信噪比合成性能基本相当;Simple算法在6天线情况下,信噪比合成性能下降;Sumple算法在组阵的天线数目很少时,合成信噪比较低且不稳定,在天线数目较多时性能良好;Matrix-free算法性能稳健,合成效率始终大于95%。该Simulink仿真模型对于进行天线组阵信号相关算法的分析具有一定的价值。     

利用模拟退火算法优化非均匀阵列天线测向性能

建立了优化非均匀线阵的数学模型,提出采用模拟退火算法优化非均匀线阵测向性能的新方法。该方法只需要一个入射方向准确已知的信号源来完成优化。优点是优化过程简单、稳定性较好,并且适用于任意形式的天线阵。大量的计算机模拟结果表明优化后阵列的测向性能有较大提高,从而验证了这种方法的有效性。     

LTE基站天线阵列设计

天线是移动通信系统的关键硬件设备之一。随着移动通信技术的飞速发展,系统越来越复杂,对天线性能的要求也越来越高。LTE作为第三代通信技术(3G)的长期演进技术,必将在未来的一段时间内对现代通信产生更大的影响,因而对于天线的工作频段、带宽、波束等相关指标也提出了更高的要求。对LTE频段±45°双极化宽带天线单元进行组阵设计和仿真分析,结果表明了该天线阵列工作性能良好。