基于传声器阵列超增益波束形成的语音增强--频域方法

提出了一种在频域实现的基于传声器阵列超增益波束形成的语音增强方法。该方法利用小孔径线列阵端射方向具有超增益的特性,针对均匀噪声场,设计出相应的超增益权,形成超增益波束。基于超增益波束形成的输出相对常规处理,可大幅度提高信噪比。仿真了间距为0.05m的5元均匀线性传声器阵列接收到的端射方向带噪线性调频信号和语音信号,并进行超增益处理,获得12dB左右的阵增益,从而表明超增益传声器阵列具有优越的性能。     

多点协作传输中的联合传输方法

文章提出了一种多点协作传输中多点联合传输的方法,该方案将空时,频编码与波束赋形技术以及预编码技术与波束赋形技术相结合,首先进行空时／频编码和预编码处理,并将经过处理后获得的多路数据分别通过波束赋形映射到多个协作节点进行传输;然后通过空时／频编码与波束赋形技术的结合,接收方获得更大的分集增益,同时获得波束赋形增益;最后将预编码处理与波束赋形应用到多点协作中,使得各个发送节点的信号在接收方合并,从而使得各层之间的信号更加独立,并获得波束赋形增益。     

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.     

基于V-BLAST的特征波束形成技术在大规模MIMO中的运用

为了获得较高的频谱效率及较低的误码率,提出了大规模MIMO系统中基于V-BLAST的特征波束形成技术(the Eigen-Beamforming combined with V-BLAST,V-BLAST&E-BF),利用大规模天线形成多个特征波束,在这些特征波束上传输多个码流,既可以获得阵列增益又可以获得复用增益.仿真结果表明:提出的方案较MF预编码和传统特征波束形成技术具有较好的性能,并且在接收端无须进行传统V-BLAST的检测算法(如MMSE检测、ZF检测)亦可分离出信号.     

分布式无线Ad Hoc传感器网络中的合成式波束形成

分布式无线Ad Hoc传感器网络中的合作式波束形成的性能分析是建立在随机阵理论和移动通信波束形成的基础上的。在分布式Ad Hoc传感器网络中,每个传感器节点有一个全向天线,且在簇中的节点传输同一信号,使信号在远区场的目标方向上叠加。波束的方向的随机性是由无线Ad Hoc网络结构决定的。介绍了随机阵理论和移动通信波束形成,接着介绍了系统模型,分析了波束的方向特性,着重讨论了平均方向性增益,推导出平均方向性增益的近似公式。     

研究提升线性场景5G覆盖能力的新方法

普通的5G天线覆盖距离仅为800 m,不能满足超长桥梁的覆盖需求.本文用球型透镜原理实现单波束高增益,采用多层介质球体的折射特性,将单个天线单元的低增益、宽波束的电磁波信号汇集成高增益、窄波束的电磁波信号,工作原理与光学透镜聚焦原理相似,与普通板状天线对比具有高增益和高垂直瓣宽等优势,可广泛应用于4G/5G场景,有效解...     

适用于中频波束形成的多路接收机

引言在中频波束形成系统中,天线阵每个单元输出的信号送至各个独立的接收信道上,各个接收信道的输出由波束形成网络(BFN)在中频上组合。各信道上的增益和频率调整装置,可使多波束中频波束形成网络,比在雷达信号频率上能达到更高的设计精度。原因是,射频波束形成网络不可避免的损耗及误差会严重限制低副瓣多波束的形成。中频波束形成网络通常是按以下的假設设计的,即来自每路接收信道的信号的相对     

高移动环境下利用无线信号空域特征实现OFDM系统的ICI消除

高移动性正交频分复用(OFDM)系统受多普勒扩展影响产生严重的子载波间干扰(ICI)。根据实际场景中无线信号的空域传播特征,采用WINNER II信道模型建模无线信道,提出利用阵列天线作为接收天线从空域角度消除ICI。该方法利用波达方向估计和波束形成网络对接收信号进行分离,并对分离后的各路信号分别做多普勒频偏补偿,最后将各路处理后的信号进行最大比合并获得多波束分集增益。仿真结果表明,所提方法可有效减小ICI和误码率平台,较处理前可获得5~7 dB的信干比增益。     

基于传声器阵列超增益波束形成的语音增强--时域方法

给出了传声器阵列宽带超增益波束形成的时域实现方法。在该方法中,传声器阵列各个阵元输出的语音信号先经过数字延迟线,实现整数倍采样间隔的时延补偿,然后由FIR数字滤波器来模拟超增益波束形成所需的不同频率上不同的幅度和相位加权,最后再把FIR数字滤波器的输出相加即得到时域宽带波束输出。仿真了间距为0.05m的5元均匀线性传声器阵列接收到的端射方向带噪线性调频信号和语音信号,并进行时域宽带超增益处理。仿真结果表明,超增益处理比常规处理的阵增益高8.2dB左右,且具有良好的语音增强效果。     

基于无人机集群的近场线性稀疏阵列波束形成研究

无人机集群构成的天线阵列常呈现近场、稀疏特性,经典波束形成理论无法适配。为此,该文首先构建了近场均匀线阵信号模型,通过对信号相位差函数进行泰勒展开近似提出基于线性调频脉冲压缩处理的近场波束形成简化实现方法,并以此为基础在空间-频率2维域内对近场波束形成特性进行了分析:从空间频率偏移和带宽失配的角度,分析得到了近场波束的方位向增益变化特性和距离向增益变化特性;从空间欠采样的角度,研究提出了阵元稀疏分布条件下近场波束栅瓣分布的解析表达式。仿真证明了该文结论的有效性,为利用波束形成技术提高无人机集群的通信、电子侦察、干扰能力提供了理论支撑。     

Coherent optical beam forming with passive millimeter-wave arrays

Passive millimeter-wave imaging requires large apertures to achieve an angular resolution comparable to that of typical infrared imagers. Aperture synthesis offers a route to achieving high resolution without using a single large aperture, by interferometrically combining the signals from a number of smaller distributed apertures. In such a system the individual millimeter-wave signals must be transported to a common location with good phase fidelity and combined to form the image. This paper discusses a technique called coherent optical beam forming which performs optical transport of the up-converted millimeter-wave signal and direct image formation at the optical frequency. Proof of principle experiments are described that demonstrate coherent optical beam forming with a point source and a method of self-calibrating the array to remove phase errors     

微波光子学研究的进展

微波光子学注重微波与光子在概念、器件和系统的结合,典型研究包括微波信号的光产生、处理和转换,微波信号在光链路中的分配和传输等。其研究成果促进了新技术的出现,如光载无线（RoF）通信、有线电视（CATV）的副载波复用和光纤传输、相控阵雷达的光控波束形成网络以及微波频域的测量技术等。     

宽带光学多波束技术研究进展

随着电子战技术的发展,宽带波束形成技术在面向复杂电磁环境的侦察系统中的作用日益凸显。主要介绍利用光学方法实现宽带波束形成的原理以及近年来国外报道的几种光学波束形成方案,并对每种技术方案的优缺点进行针对性分析,最后对宽带光学多波束技术的发展趋势和应用前景作了分析和展望。     

Optical beam forming techniques for phased array antennas

Three optical beam forming techniques are identified as applicable to large spaceborne phased array antennas. They are 1) the fiber replacement of conventional RF phased array distribution and control components, 2) spatial beam forming, and 3) optical beam splitting techniques. Two novel optical beam forming approaches, i.e., the spatial beam forming with a “smart pixel” spatial light modulator (SLM) and the optical beam splitting approaches are conceived with integrated quasi-optical components. Also presented are the transmit and receive array architectures with the new SLM.     

基于二次组阵的低旁瓣波束形成方法

为了有效地降低阵列天线在数字波束形成过程中旁瓣水平,提出了一种通过二次组阵实现的低旁瓣自适应波束形成方法。在阵列相互重叠的子阵划分基础上,通过子阵对期望信号及干扰信号进行自适应波束形成,实现对期望信号的增益接收以及对干扰信号的深度抑制。在子阵数字波束形成的基础上,对各个子阵的输出运用二次组阵的方法,对二次组阵的方向图在约束条件下进行波束合成实现对子阵方向图中旁瓣的对消补偿,从而达到降低旁瓣的目的。通过理论分析和实验仿真表明,与常规LCMV方法相比,基于二次组阵的波束形成方法在保证了对干扰信号深度抑制的同时,有效地降低了方向图中的旁瓣水平,提高了系统的抗干扰性能。     

基于注频锁相技术的发射波束形成系统

研究了利用注频锁相技术实现低成本、高集成度、高效率的发射波束形成系统。首先介绍了发射波束形成的原理,并研究了注频锁相振荡器相位系统平衡点的稳定性,根据注频锁相振荡器的相位噪声理论给出了注频锁相振荡器阵列的设计原则,然后根据理论分析设计了一种可以产生高稳定度、低相位噪声具有任意相位加权系数的多通道射频相干信号的波束形成系统,利用计算机仿真该系统实现了发射波束扫描,证明了基于注频锁相技术的发射波束形成系统的可实现性。最后搭建了四通道注频锁相振荡器阵列,测量结果表明注频锁相振荡器阵列可以产生具有任意相位加权系统的多通道相干信号,进一步证明了该发射波束形成系统的有效性。     

超宽带阵列天线的接收波束形成研究

针对超宽带接收波束形成问题,提出了一种基于延迟线(tapped delay line)网络结构阵列信号处理方法,应用这种方法修正各路信号,最后对齐信号合成输出。详细分析了基于延迟线的数字波束形成原理,研究了该方法对空间信号的接收性能,并通过仿真验证了这种方法的可行性。分析了阵列天线参数的选取及方向图出现栅瓣的情况。这种方法处理阵列信号简单实用,易于工程实现。     

光声信号与光束在样品上照射位置关系的研究

我们采用压电陶瓷作为光声探测器,研究了单晶硅在10.6μm的光吸收产生的光声信号与光束在样品上照射位置的关系。实验表明,当光束沿着圆形样品的直径扫描,光束照射在两侧时,光声信号随照射位置离开中心距离的加大而减小,与我们进行的理论计算符合得较好。     

Phased-array beam steering by multiplex sampling

One approach to phased-array antenna beam forming and steering is to multiplex the element signals into a single channel. Appropriate "sampling" of the resulting multiplexed signal can provide electronically steered and shaped beams. This paper describes four practical system concepts for linear and ring arrays based on this approach and discusses significant interrelationships between the various concepts. For linear arrays of elements, the two alternatives are to frequency or time multiplex the element signals. Frequency multiplexing of the element signals produces time-multiplexed beam output signals, and time multiplexing the element signals produces frequency-multiplexed beam output signals. It is also shown here that appropriate correlation "sampling" may be used with either of these to produce easily one or more continuously and electronically steered signal bandwidth beam outputs. Ring arrays of elements may be multiplexed and "sampled" in a somewhat analogous pair of techniques. It is also pointed out that the beam steering in this case may be visualized as the linear phase steering of a set of linear phase modes into which the signal received at the array may be resolved. Ring array beam forming and steering may thus be directly understood in terms of the previous linear array techniques.     

Laser linewidth requirements and improvements for coherent opticalbeam forming networks in satellites

A coherent optical beam forming network using phase-locked semiconductor lasers as sources is presented. For this scheme the spectral purity of the intermediate frequency derived from mixing the signals from two semiconductor lasers is considered. The relationship between the linewidths of the lasers in a satellite transmitter and the phase error at the detector of a microwave differential quaternary phase-shift keying earth station receiver is analyzed. The demands placed on the linewidths from the point of view of phase stability requirements are calculated using quaternary phase-shift keying modulation at data rates of 33 and 131 Mb/s. It is shown that a substantial improvement in performance can be achieved when phase locking the two lasers to each other is feasible