适用于Ad hoc网络移动终端的超分辨波束形成算法

在Butler阵的基础上,设计了一种适合应用在Ad hoc网络移动终端上的混合型智能天线结构,提出了一种将Butler阵和数字信号处理波达角(DOA)估计算法结合在一起的超分辨波束形成算法。用该算法理论推导出了天线对准期望信号方向时移相器的角度公式.仿真结果表明,与传统的Butler阵相比,该算法既利用了Butler阵简单易行的结构特点以及波束形成简单的优点,又使天线阵的主瓣可随着信号的来波方向进行调整,信号接收质量有了很大提高,并降低了电磁骚扰信号的影响。     

抗干扰阵列天线的小型化及波束形成技术分析

在抗干扰阵列天线小型化的基础上,提出了一种波束形成的新技术．在实际设计中,通过减小阵列天线单元之间的间距实现了阵列天线的小型化;编制高频结构仿真VBScript脚本程序来提取阵元的有源方向图和有源阻抗数据;在Matlab中编写了基于差分进化算法的优化设计程序;通过Matlab来调用高频结构仿真进行全波仿真分析,得出最优的阵元加权因子以实现抗干扰阵列天线的波束零陷．研究结果表明,该技术能够非常精准地在干扰方向(30°,10°)上形成零陷,且零陷深度提高了32dB．     

修正的MUSIC算法在智能天线中的应用

提出了修正的MUSIC算法用于智能天线中的方向估计,详细描述了该方法的操作原理,并得到了较好的DOA估计,模拟仿真表明,该方法不仅在DOA估计上优于MUSIC算法,而且由此可以获得较好性能的波束形成,几个模拟结果证明了本文提出的方案。     

天线子阵划分的OSTBC特征波束形成技术

利用对阵元间距要求相互矛盾的空间复用和波束形成两种技术,提出了组合波束形成的空时码发射方案,有效发挥他们各自的优势．通过对发射天线子阵不同划分的研究表明,将发射天线分成多个子阵,可以从波束形成获得分集增益,从空是复用获得复用增益．性能分析和仿真结果都表明,基于单一子阵划分的发射方式其性能严重依赖于波达方向和角度扩展,而基于多子阵划分的发射方式不受波达方向和角度扩展影响,性能保持稳定．当波达方向为0°,角度扩展为50°时,与单子阵划分相比,基于多子阵划分的系统性能提升近12dB．若角度扩展变小,则性能改善更明显．     

采用分布式并行子阵波束形成的水下三维成像

针对水下三维声纳成像技术因计算负载过大而无法满足实时性需求的问题,提出一种频域分布式并行子阵波束形成算法. 基于大规模二维方形平面换能器阵列,将全面阵分解成两级分布式子阵.所有一级子阵采用并行计算架构,同时进行并行波束形成;一级子阵和二级子阵之间采用流水线分布式计算架构,在二级子阵中计算得出波束强度值.基于Matlab软件对该算法进行仿真测试,并与传统波束形成算法相对比.综合考虑主瓣宽度、旁瓣峰值、内存需求量和计算需求量4个参数,给出最合理的子阵分解方法.结果表明：该算法可以实现水下三维声纳成像,并且符合工程实践的实时性需求.     

基于遗传算法的智能天线研究

智能天线是第三代移动通信系统中的关键技术之一。本文从智能天线的波束形成、DOA估计两个方面阐述遗传算法在智能天线中的应用。理论研究表明,遗传算法作为一种现代优化计算方法,不失为解决智能天线诸多算法问题的新途径。     

TD-SCDMA系统下行波束赋形技术研究

TD-SCDMA系统最重要的技术特征是智能天线技术,智能天线技术的核心是下行波束赋形。综合考虑了干扰和噪声对移动台的影响,模拟了在不同信道环境下的基于最小均方误差准则的理想波束赋形算法及其实现方法,并对算法进行了性能仿真,分析结论并说明系统性能的改善。     

高速飞行的旋转体姿态识别技术研究

论述了在高速的旋转飞行体上安装微波天线和重力加速度计,由地面微波系统发射线极化微波,飞行体上的信号处理系统利用接收到的微波的线极化特性和重力加速度计输出的信号波形,对其飞行状态进行精确识别的技术。仿真结果表明,该技术具有飞行姿态识别快、成本低、体积小、抗过载能力强的优点。     

声引信软件仿真方法的研究

针对声引信所探测目标的信号特征,运用MATLAB软件研究其信号处理模块的仿真实现方法,以优化声引信产品的设计途径.利用特定函数建立目标信号及背景环境模型,采用频谱分析方法提取信号特征.给出了研究方案和仿真程序.仿真结果表明,此方法能有效地验证声引信信号处理模块设计方案的可行性,并具有一定的通用性.     

毫米波相阵多径信道中的迭代波束成形方法

因毫米波阵列阵元数量较多,在多径信道下波束成形向量算法一般具有较高的复杂度．提出了一种多径信道下基于毫米波相阵的低复杂度迭代波束成形方法．该方法首先在通信中的一端通过级数方法获得适用于毫米波相阵的波束成形向量;然后通过收发双方的相互迭代从而获取另一端的波束成形向量,在相互迭代过程中算法得到收敛．仿真结果表明,该方法能够获得较高的信道容量,从而实现高速率传输,在迭代3次左右后算法得到收敛,减小了链路建立过程中的开销．     

基于小波分析的改进旁瓣相消宽带信号波束形成算法

研究了改进的旁瓣相消算法,该算法利用小波滤波器组阻塞接收信号的期望信号分量进行自适应的波束形成。经过改进算法处理后,阵列信号的协方差矩阵中不包含期望信号分量,从而克服了当存在系统误差时自适应波束形成中期望信号相消的问题,并解决了在实际应用中旁瓣相消波束形成算法GSC波束形成算法需要构造与期望信号的导向矢量完全正交的阻塞矩阵的难点问题,从而达到提高系统稳健性能的目的,仿真结果验证了该算法的性能优于传统的MVDR方法和基于MVDR的对角加载方法。     

Small MEMS smart antenna for software radio fuze

The signal transceiver of the software radio fuze depends on the front-end radio frequency (RF) antenna. RF micro-electro-mechanical-system (MEMS) smart antennas have the capability of flexible beam rapid scanning, multi-beam forming and so on, which can improve the ability of detecting, sensing and tracking multiple targets of the fuze. The small RF MEMS smart antenna consists of a 2×2 aperture coupled antenna array and six 1-bit MEMS phase shifters. Simulated results demonstrate that the antenna can complete beam steering angles of ±30° in both X and Y plane at 17.3.GHz. All components can be fabricated and monolithically integrated with MEMS technology which causes the system low cost and small volume. The RF MEMS smart antenna presents a good and important prospect for the development of the software radio fuze antenna.     

无线携能OFDM中继系统的联合资源分配研究

在能量受限的中继系统中,无线携能通信技术是一种有效地延长其使用寿命的方法. 本文研究具有大规模天线阵列结构的正交频分复用（OFDM）解码转发中继系统的无线携能通信,其发送端配备了大规模天线阵列. 传输过程分为3个时隙,在第一个时隙,发送端运用基于最大比传输的波束成形向中继传输能量;在第二个时隙,发送端向中继发送信息;在第三个时隙,中继使用之前收获的能量向接收端转发信息. 讨论了信息和能量传输的功率在各子载波间的分配以及3个时隙的时长分配问题,提出了一种最大化传输信息速率的时间和功率联合分配最优算法. 仿真结果表明,该算法明显优于已有功率和时间分配算法.     

分布式波束成形的迫零用户选择方案

为了实现在系统总人数大于基站发送天线数条件下,对多小区系统中小区间和小区内用户干扰同时抑制的目的,提出一种基于迫零算法的分布式波束成形的用户选择算法.算法将整体用户分为可一同参与迫零算法和不可一同参与的两类,并利用信道之间的弦距去选择可一同参与迫零算法的用户,实现波束成形向量与未参与迫零的本地信道之间的准正交,同时分析和证明了该算法的有效性.仿真结果表明,新算法在不同发送天线数和总用户数条件下,其吞吐率性能均优于传统算法.     

基于小波时间延迟估计的宽带信号波束形成算法研究

在阵列信号接收中,由于信号多径效应,阵列天线接收到不同时间延迟的期望信号,这使得高精度的波束形成技术成为信号处理中的一个难点。该文提出了一种考虑时延的波束形成算法。该算法首先通过小波算法对宽带接收信号进行接收信号时间延迟估计,将时延估计值与预存时延估计值进行误差比较,并对接近期望信号方向的空间多波束进行迭代优化,最后实现在空间中形成整体的自适应波束。仿真结果验证了改进算法的有效性。     

透镜天线毫米波MIMO系统中基于开关结构的HBF算法

为了解决毫米波大规模多输入多输出（MIMO）通信系统中复杂的硬件成本和能量损耗的问题,提出了单用户系统中基于自适应开关结构的透镜天线阵列波束赋形方案.与传统均匀线性阵列相比,该方案在不显著降低性能的前提下,可降低波束赋形的硬件成本和能量损耗.结合块对角化（BD）迫零算法,将所提出的混合波束赋形（HBF）方案推广到多用户通信系统,同样可获得较高的频谱效率.     

用于短波软件无线电通信系统的智能天线

为了利用软件无线电技术对天线设备加以控制,使其具有一定的智能化,对基于软件无线电的智能天线技术进行了研究。首先在短波软件无线电通信系统中采用高速DSP器件结合软件算法实现了智能天线,然后对智能天线和普通天线的抗干扰性能进行了比较和仿真实验。结果表明,智能天线可以有效增强有用信号,降低干扰,从而形成最优的方向图。     

高效的下行多用户MIMO系统天线选择算法

首先分析了一种基于最大信拥噪比准则的多用户发射体制,推导出了其发射权值和信拥噪比的闭式解,然后在此基础上提出了一种高性能的天线选择及其快速算法。仿真结果表明,同现有的迫零方案相比,这种基于最大信拥噪比准则进行预编码的天线选择策略,能够获得较低的误码率,因而具有更优的综合性能。     

多天线无人机通信系统中的安全波束成形方案

针对第6代移动通信系统中多天线无人机通信下行链路传输系统,在有多个合法用户和单个窃听者的场景以及已知窃听者统计信道状态信息的情况下,提出了2种安全波束成形方案：一种是基于迫零算法的波束成形方案,在系统传输总功率受限条件下最大化系统可达安全速率,得到了波束成形权矢量和功率分配因子的闭合解;另一种是基于增强信漏噪比算法的波束成形方案,采用一种分式规划和交替方向乘子法（ADMM）相结合的迭代算法,实现波束成形权矢量和功率分配因子的设计.仿真结果表明,相比较于迫零算法,基于ADMM的增强信漏噪比算法能够有效地提升系统的安全性能.     

阵列波束的零陷加宽算法研究

自适应波束形成算法能将零陷自动对准干扰方向,但在干扰快速移动或天线平台出现振动等情况下,很可能由于干扰位置的扰动而使自适应权和数据失配。这里通过对干扰导向矢量的左右旋转,利用对协方差矩阵的数值处理,推导出一种和干扰方向无关的自适应零陷加宽技术。由于零陷的加宽,在干扰方向与数据失配的情况下,仍能够较好的抑制干扰,从而提高算法的稳健性。通过计算机仿真,证明该算法可以达到加宽干扰零陷的目的,并使得自适应波束形成算法在干扰快速移动或天线平台轻微震动的情况下稳健工作。