中继卫星SMA系统前向链路多波束形成技术

提出了一种新的中继卫星前向SMA(S频段多址)系统前向链路中多波束形成方法,即在地面采用数字移相代替中继星星上模拟移相完成波束形成;指出了需要解决的关键技术问题和解决方法,通过"星(用户星)-星(中继星)-地"无线联试,验证了地面数字移相的正确性,对简化中继星上设备、实现前向链路同时多目标能力具有积极意义.     

波束空间的超分辨测向算法研究

研究了将数字波束形成和超分辨测向相结合的方法。比较了波束形成算法和阵元空间超分辨测向算法的性能，介绍了波束空间MUISC算法的基本原理。仿真证明波束空间的超分辨算法具有计算量小、测向分辨力高和充分利用阵列孔径的特点。     

稳健数字波束形成算法研究

目前,自适应数字波束形成算法已经在通信、雷达等科技领域中得到了广泛的应用。但是当阵列导引向量存在误差,或测向出现偏差时,常规波束形成算法性能会急剧下降。稳健的自适应波束形成算法,则可以较好地克服上述误差带来的性能下降。针对以上问题,提出了一种稳健的Capon波束形成算法,并对现有的一些稳健波束形成算法进行了分析、归纳和比较,最后通过仿真试验来验证各种算法的稳健性。     

一种TDRSS反向链路的实现

针对TDRSS相控阵天线与数字波束形成的特点,给出了一种基于星下DBF体制的跟踪与数据中继卫星系统反向链路的实现方法,首次采用FDM合成方法将星上波束形成转到地面合成,同时结合多通道数字接收技术成功地实现数字多波束形成。通过试验样机的验证,较好地满足了系统性能指标要求,解决了星下DBF的难题。     

一种子阵级宽带数字波束形成技术

在宽带数字阵列设计中,传统的窄带数字波束形成方法会导致带宽范围内不同频率的信号之间存在指向偏差。文章从宽带数字波束形成的原理分析出发,给出了基于子阵级划分的宽带数字波束形成算法,并通过仿真实验结果验证了子阵级宽带数字波束形成的可行性。     

基于FPGA的通用DBF模块实现

波束形成技术是智能天线领域的核心技术,利用各种波束形成算法,根据空域信息来产生空间定向波束,将波束的主瓣对准期望的来波方向。DBF技术(数字波束形成)是天线波束形成原理与数字信号处理技术相结合的产物。本文介绍了一种通用的数字波束形成技术及其工程实现。     

宽带星载DBF相控阵天线设计与实现

针对低轨卫星通信天线波束"等通量"覆盖的赋形要求,采用遗传算法对天线阵列进行了多目标平衡优化综合.根据SHA阵和波束覆盖的空间旋转对称性,在波束空间和阵元空间内进行阵元分组,将波束形成矩阵自由度降为1/3,简化了遗传算法参数数量,为波束形成因子复用奠定基础.针对16波束宽带输入,利用DFT滤波器组、复用式波束形成网络、单音闭环校正等算法设计了分布式数字波束形成器和幅相校正单元,运算量降为原来的4.5%,节省硬件资源80%.最后首次完成了16波束61阵元星载DBF相控阵天线样机的研制,暗场测试结果表明波束增益达到等通量覆盖要求,验证了以上算法和工程设计的正确性与有效性.     

天线阵微波和数字波束形成的联合结构与算法

研究了一种适用于平面天线阵的数控微波相移波束形成和数字波束形成的联合结构与算法,并对其进行仿真、测试。这种结构由微波硬件、数字控制硬件和数字信号处理器组成,其中数控微波相移系统采用了开关控制移相设计,射频信号通过微波移相系统完成俯仰面微波波束合成,经过下变频后在中频数字化,然后采用基于FPGA和DSP的数字波束形成自适应算法进行来波的方位角估计和水平波束合成。讨论了联合结构、数学模型、测向原理和波束形成。通过具体的设计和仿真验证结构和算法。仿真和测试表明移相误差小于0.7°,副瓣电平低于-14dB。     

一种宽带单元数字化有源相控阵发射多波束时延设计

通过侦干探通多功能一体化物理集成,实现任务可定制,提升作战应用灵活性,是未来电子装备发展的必要趋势之一。针对多功能一体化应用的宽带单元数字化有源相控阵雷达发射多波束时存在的孔径渡越问题,利用基于正交投影的多波束形成算法,联合整数和分数阶时延相结合的数字时延方法完成上行链路设计。通过计算机仿真,对发射多波束的方向图性能、波束间隔离度、增益损失、波束副瓣性能进行考察,验证了设计的有效性。     

窄带系统数字波束成束原理与方法

较为系统地介绍了窄带系统数字波束成束的原理和方法,讨论了在已知目标/干扰指向和未知目标指向不同条件下,数字波束成束算法以及基于特征史问自适应算法的特点。最后列出了收、发多波束在基带形成的流程结构。     

基于光纤通讯自适应数字波束形成的应用

自适应数字波束形成是新一代相控阵雷达的核心技术,该文讨论了ADBF的工程实现算法,并给出了一种基于光纤通讯、FPGA和DSP平台数字多波束形成系统模块,该DBF模块具有高速数字波束形成、通道校正、自适应干扰置零功能,通道和波束数可扩展功能.此模块已在某三坐标雷达和无源雷达中获得成功应用.     

基于FPGA的智能天线数字波束形成设计

通讯系统的频谱资源日益紧张,智能天线是增加系统容量最有希望的解决方法之一。智能天线的数字波束形成是通讯系统实现空分多址的基础。在介绍了数字波束形成的基本原理基础上,提出了一种基于FPGA实现的实时数字波束形成方法,并使用嵌入式逻辑分析仪进行了实测分析。实验结果表明,该数字波束形成设计能实时调整各通道的幅度和相位,实现数字波束形成。     

基于FPGA的横向LMS算法的实现

横向LMS算法是实现自适应数字波束形成的基本方法之一.提出了一种用Matab/Simulink中DSP Builder模块库设计算法模型,然后应用FPGA设计软件Modelsim、QuartusⅡ分析自适应滤波器时钟速度和消耗逻辑单元数的设计方法.实验表明:该方法易于实现、简单可靠.     

基于FPGA和ADSP的数字波束形成技术的工程实现

数字波束形成技术是天线波束形成原理与数字信号处理技术相结合的产物,广泛应用于阵列信号处理领域。介绍了数字波束形成器的基本原理和组成结构,提出了一种基于FPGA和ADSP器件的数字波束形成器的的实现结构,并结合一则工程实例描述其具体工作过程。     

自适应波束形成零陷优化抗干扰研究

数字波束形成(DBF)技术在相控阵雷达中已广泛使用,它是雷达空域抗干扰的重要技术。在传统的波束形成中存在干扰处的零陷较窄,干扰功率不稳定导致干扰零陷较浅的情况。旨在一体化解决上述两个问题,分析了零陷展宽和零陷加深的基本原理,推导了计算公式并进行了仿真;将两者综合考虑进行了推导和仿真,结果表明,进行零陷加宽和加深一体化设计,可以综合两者的优点,大大增强波束在干扰方向的稳健性,提高了雷达的抗干扰性能。     

宽带数字阵列数字时延技术研究及硬件实现

研究了基于数字延时技术的波束合成方法,通过理论推导、仿真证明了其正确性,并给出了硬件实现方法和资源评估,表明了其硬件可行性。     

直线阵列数字波束形成技术

基于直线阵列天线体制,介绍了数字波束形成(Digital Beam Forming,DBF)技术的原理、系统组成和实现方法,给出了详细的公式推导,对数字波束形成的正交校正、通道一致性校正和波束形成等关键技术进行了描述,并说明了关键技术的有效解决方法。结合工程实践,提出用现场可编程门阵列(FPGA)和数字信号处理器(DSP)相结合的架构来完成数字波束形成板的实现方式,并对数字波束形成板的工作模式和工作流程做出了详细说明。所给出的理论和方法都是通过实践检验的,具有一定的实用性。     

面向小倾角近圆低轨卫星的DBF波束指向角研究

研究了DBF开环跟踪过程中面向小倾角近圆低轨卫星的波束指向角问题,为避免采用数据拟合进行轨道预测出现的奇点问题,文中引入改进的第二类无奇点根数代替经典开普勒根数,将地心惯性坐标系下的卫星位置速度转化为瞬时轨道根数。采用最小二乘法拟合得到平均轨道根数,以此为参数计算出航天器和中继星的位置,并给出了DBF波束指向角的计算流程。仿真结果验证了文中算法的正确性和有效性。     

基于DBF的比幅测向方法研究

在描述了数字波束形成原理的基础上,详细推导了基于DBF的比幅测向方法,指出了工程应用中相关参数的选取,并给出了后端信号处理中基于DBF的比幅测向的软件实现流程图。该方法目前已经应用于实际工程中。实践证明,该测角方法具有实现简单、实时性好和测向精度相对较高等优点。