基于卫星平面阵列多波束天线波束空间的 自适应调零和干扰源定位技术

 本文建立了卫星平面阵列多波束天线的基本模型,并给出了平面阵列多波束天线的阵元空间和波束空间的基本概念.研究了基于卫星平面阵列多波束天线波束空间的自适应调零和干扰源定位技术并给出了仿真结果.理论分析和仿真结果表明:基于平面阵列多波束天线波束空间的自适应调零和干扰源定位技术可以在卫星通信系统中得以应用,可以极大的提高卫星通信系统的抗干扰能力.     

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。     

应用超分辨率方向估计实现通信卫星干扰源定位

利用卫星天线多波束特性来获取干扰信号波达方向（DOA）信息,是实现通信卫星干扰源定位的一条新思路。本文研究了在结合卫星多波束天线模型时,利用超分辨率方向估计方法实现通信卫星干扰源精确定位的可毛生,研究表明MN和LP两种算法在用于多波束天线的DOA估计时存在着方向估计模糊,而MV和MUSIC可应用于多波束天线的二维测向;文中还讨论MV、MUSIC应用于卫星干扰源定位的性能情况,并得到一些有益的结论。     

基于可移点波束天线的干扰源单星定位方法

针对地球同步轨道通信卫星,提出了一种基于可移点波束天线的干扰源单星定位方法。该方法通过天线方向图函数建立干扰源的位置指向与天线增益的映射关系,通过多次移动可移点波束获取干扰信号的强度,结合可移点波束各中心指向信息,建立干扰信号链路计算的方程组,利用粒子群搜索算法对其进行求解,可得到干扰源的指向,结合星历及地球信息求出干扰源的经纬度。采用上述干扰源定位方法对地面干扰源进行了定位仿真,结果表明了该方法的有效性。     

卫星干扰源精确定位的位置校正算法

卫星干扰源定位系统可以通过测量两颗卫星对干扰源形成的时差(DTO)和频差(DFO)来完成对未知干扰源的定位,但卫星的星历难以准确测定,其微小变化将引起定位结果的较大误差.针对这一问题,提出利用多个位置校正站来修正卫星星历以消除其对定位结果影响的算法,并通过理论推导证明了有四个或四个以上的位置校正站时,该算法可以消除卫星星历不准确对定位结果的影响.仿真结果表明,与未采用位置校正站的定位结果相比,该算法能获得优于一个数量级以上的定位精度改善.     

一种基于星载多波束天线的单星干扰源定位方法

针对地球同步轨道通信卫星,提出了一种基于星载多波束天线的单星干扰源定位方法。该方法利用星载多波束天线的方向性,通过求解三个波束的等信号强度曲线交点确定干扰源位置。首先,估计干扰信号在多波束环境下的强度分布;其次结合天线方向图的数学模型,建立关于干扰信号链路计算的方程组;最后求解该方程组实现干扰源定位。采用上述单星定位方法对地面干扰源进行了定位仿真,结果表明了该方法的有效性。     

GEO卫星多波束天线指向测量方法与误差分析

针对地球同步轨道(GEO)卫星的多波束天线指向问题,研究了一种精确测量卫星天线指向的方法。在卫星发射通道间存在固有耦合干扰的情况下,通过地面测量站接收GEO卫星多波束天线发射的正交信标信号,推导并建立了测量卫星天线指向的数学模型;系统分析了各种误差源对测量精度的影响。通过仿真分析证明了该方法的有效性和可行性,为工程实现提供了参考依据。     

GEO卫星波束指向地面轨迹的计算与应用

由于受到各种空间因素的影响,GEO卫星通常工作在小倾角轨道,通过姿态偏置控制可以维持卫星多波束天线的中心视轴对地指向点固定,但除视轴外的其他波束中心以天为单位,进行周期性移动,在工程中会造成地面站指向偏移,影响卫星多波束资源的使用。通过理论分析与公式推导,给出了卫星多波束天线中任意波束中心指向地面轨迹的解算过程,并对其进行了仿真计算与分析,可以作为实际工程应用的理论参考。     

基于OPNET的卫星多波束天线仿真建模研究

多波束天线技术是卫星移动通信系统中的关键技术之一.研究卫星多波束天线的几何模型,推导卫星多波束天线方位角和俯仰角的计算公式,分析卫星多波束天线的辐射特性,总结了利用OPNET生成卫星多波束天线模型的方法,并建模实现了OPNET多波束天线模型,通过构建网络仿真场景仿真分析了卫星多波束天线覆盖区内用户SNR的分布特性,仿真结果表明OPNET多波束天线模型较好地模拟卫星多波束天线的辐射特性.     

单星多波束天线下基于压缩感知的多目标干扰定位

针对卫星干扰处理中的多目标定位问题,该文提出基于压缩感知的定位方法.该方法利用目标的空间稀疏性,以及多波束天线在不同信号源方向上的增益不同,仅需要测量接收信号强度便可实现多个干扰的位置识别.研究结果表明,定位性能与节点分布、目标个数、波束覆盖半径、判决门限有关.在给定参数及原对偶内点算法下,该方法可实现1～4个干扰源的空域定位,在信噪比为20 dB时定位精度达到7.7 km,优于经典的旋转干涉仪和空间谱估计测向方法.     

动载体三轴天线馈源滚动影响分析

船载卫星通信三轴天线采用三轴稳定两轴跟踪体制,分析了船载卫星通信三轴天线跟踪线极化星时产生反极化干扰的原因,对跟踪过程中极化不匹配对通信质量和跟踪性能造成的影响进行了分析,提出了三轴天线反极化干扰的解决方案。理论分析和实际验证表明,该方案能够消除由于极化不匹配产生的反极化载波干扰,提高了三轴天线跟踪和通信的稳定性和可靠性。     

一种基于电磁超材料的抗干扰天线

设计了一种基于电磁超材料的抗干扰天线.该抗干扰天线由矩形波导腔体,铺设于波导腔体底部宽边的电磁超材料以及位于波导腔体上部宽边的辐射缝隙构成.当电磁超材料表现为完美电导体时,该抗干扰天线同传统波导缝隙天线类似,可高效辐射电磁波.当电磁超材料表现为完美磁导体时,该抗干扰天线的性能与带阻滤波器相似,可抑制特定频段的干扰电磁波.该抗干扰天线实现了天线与滤波器的高度集成,结构紧凑.仿真与测试结果显示该抗干扰天线在工作频段具有良好的辐射特性,同时对干扰频段电磁波的抑制可达40 dB.     

Performance Analysis of MT-CDMA System with Antenna Array in a Multipath Fading Channel

In this paper, we propose a multitone code-division multiple-access (MT-CDMA) system employing antenna array at base station with quaternary phase shift keying modulation (QPSK) modulation. Based on the detailed analysis of interference characteristics the BER performance of the proposed MT-CDMA system is provided. With regard to spatial domain combining, the optimum and suboptimum combining weight is derived while the suboptimum set of weights is simplified on sense of that only the knowledge of array vector of desired user alone is sufficient for the optimum combining. Simulation results verify the analysis and show that better performance is achieved for the proposed antenna array system than single antenna MT-CDMA approach.     

海面反射对一维相控阵天线影响的研究

海面反射引起的多径干涉效应,会造成宽波束雷达天线的俯仰波束分裂,导致雷达观测的盲区和目标跟踪丢失.文中从天线和电波传播的观点出发,分析了海面上单脉冲二次雷达询问天线的三维方向图特性,阐述了天线波束干涉的原理.详细分析海基一维相控阵雷达天线在姿态倾斜后的方位面和俯仰面干涉方向图,讨论了由于方向图变化引起的系统测角偏差,总结了降低多径影响的方法.     

时空联合解扩重扩智能天线研究

提出了一种时空联合解扩重扩智能天线.该智能天线在每个阵元输出带有时域均衡器,可以在多径环境下有效消除多径干扰和多用户干扰,提高信噪比.仿真结果表明,该方案的性能优于传统的解扩重扩智能天线.     

适用于IT设备资产管理的RFID标签天线设计

针对用于IT设备资产管理的RFID系统存在读取率低、读取范围小、易受干扰的问题,设计了一种具有抗金属、抗移动通信终端干扰、高增益的双频微带天线。HFSS仿真结果显示,标签天线在CDMA800和GSM的UHF频段 S11值大于-10 dB,天线最大增益为7.28 dBi,标签最大读取距离理论估值为17.66 m。设计的RFID标签天线适应IT设备资产管理环境特殊要求。     

舰载多天线系统的耦合特性分析及防护

为解决舰载多天线系统间的电磁干扰问题,应用FEKO仿真软件进行了舰船与天线的全尺寸仿真模型;基于S参数原理与微波网络理论,给出了多天线系统的耦合度表达式;并分别计算了自由空间与舰船载体2种情况下,多天线耦合度的变化规律。结果表明,谐波、天线间距、天线频率及天线周围散射体是影响舰载多天线耦合特性的因素。并基于上述研究,给出了相应的电磁防护建议。本文研究成果可为后续共享铁塔电磁兼容性分析及多天线布局优化提供参考。     

频率可重构超宽带天线研究

超宽带天线和可重构天线是当今天线领域研究的热点。将可重构天线技术应用到超宽带天线设计中,讨论了频率可重构超宽带天线的设计思路。以印刷单极子椭圆天线为原型,给出了两个可重构天线的具体结构,并对天线进行了可重构带阻设计,避免与相关频段之间的干扰。仿真结果表明:重构后天线Ⅱ的低频获得了扩展,其相对尺寸的长和宽分别减小到最大工作波长的0.116倍和0.087倍,工作频段为0.174～10.9GHz,可重构阻带为5.1～5.95GHz,带宽比可高达62:1.     

智能天线在多径信道中的性能仿真与分析

首先讨论了自适应阵列天线算法原理,然后通过对采用LMS算法的智能天线在多径信道中抗多径干扰性能的仿真,进一步分析了多径干扰对智能天线性能的影响。结果表明,智能天线阵列的抗多径干扰性能受信号空间分布、信号幅度等因素的影响。