三维毫米波通信系统的性能分析

针对基于均匀线阵的毫米波通信系统,建立了三维多输入多输出(MIMO)信道模型,研究了容量与天线间距、载波频率、天线数和收发天线距离的关系。首先,利用信道的正交条件,推导出获得最大系统容量的最优天线间距;然后,分析了天线数的增加以及天线间距偏差所引起的性能变化。仿真结果表明,当收发天线距离在一定范围时毫米波通信系统将获得最大容量,且超过了瑞利信道下传统MIMO系统的容量。     

基于干扰对齐和波束赋形的多中继传输机制

针对多中继两跳多输入多输出系统,提出了一种中继传输方案和干扰对齐算法.该方案在发送端和中继间采用发送波束赋形技术,实现频谱的高效利用;中继向接收端转发时,采用干扰对齐技术.给出了一种接收端低计算量的干扰消除算法.仿真结果表明,利用该传输方案,能实现较高的系统容量和能量效率.     

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．     

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.     

多用户MISO系统中的最优机会多波束技术

机会波束技术通过形成随机波束达到了与信道奇异值分解相同的吞吐量,不需要准确地信道状态信息,反馈量少。在正交波束提供的复用增益与各波束间的干扰间折衷而需要最优的发射波束数,为了获得不同情况下的最优波数个数,该文采用数值分析的方法,分析了多用户多输入单输出机会波束系统中选择不同发射波束个数时的容量,通过比较不同波束个数时系统的容量,得到最优发射波束个数。结果表明,最佳波束的个数随用户数增加而加大,随平均信噪比增加而下降。     

大规模MIMO系统中基于OMP的混合波束赋形方法

为了在大规模多输入多输出（MIMO）系统中实现低开销、低成本的可靠通信,通过基于正交匹配追踪（OMP）算法的混合波束赋形,在低开销硬件限制下,探究了射频链路的数量、模数转换器数量、有限移相器精度的变化对混合波束赋形系统性能的影响,并与理想情况下的数字波束赋形性能进行对比.仿真结果表明,在射频链路中模数转换器数量较少和移相器精度较低时,基于此算法的波束赋形方案能够达到与理想数字波束赋形系统相近的性能指标.     

适于电视广播的毫米波通信

讨论了一种适于新闻报道、实况转播应用的新型毫米波图像传输技术。依据图像质量与图像信噪比之间的关系,对图像传输性能进行了理论计算,并采用低成本新技术完成了实验研究,同时对系统方案、系统中的关键技术等进行了分析,给出了毫米波振荡器、混频器、双工器和天线等毫米波元部件的电气技术指标。该系统成本低,使用方便、灵活,当图像传输质量为4.5级时,系统通信距离大于1 km。     

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.     

电磁场的空间相干性对均匀多波束影响研究

多波束反射面天线是无源毫米波成像系统接收前端,通过对均匀多波束抛物反射面天线的计算和分析,发现由于电磁场的空间相干性的存在,当馈源间距较小时多馈源抛物反射面天线得不到多个波束而是一个相干波束。电磁场的空间相干性影响到波束间的均匀性和成像质量,通过增加相邻馈源间距,电磁场的空间相干影响减小,独立波束开始出现,该结论能够指导多波束反射面天线的馈源阵排列。用FEKO软件对多馈源反射面天线的仿真结果可以证明结论的正确性。     

基于无人机蜂群的雷达波束特征提取方案

雷达波束特征提取是电子对抗侦察的重要内容,利用无人机蜂群可以对雷达波束特征实施并行提取.运用图信号理论,设计具有理想图谱谱线特征的、面向雷达辐射源的同心双圈正多边形环状结构无人机蜂群图信号系统,提出了一种基于无人机蜂群的雷达辐射场波束特征提取方案.理论分析与仿真结果表明,该方案能够提取辐射场波束幅度参数与空间分布相融合的波束空间特征.这为雷达辐射场侦察研究提供了一种思路.     

基于自适应逆控制的无人机负载模拟器复合控制

针对无人机舵面负载模拟器中舵机运动对施力系统扰动的特点，提出了一种自适应逆控制方法。该方法以实际系统的输入输出信号为依据，通过算法调整LMS横向滤波器的权系数，实现系统建模，并利用该模型离线训练系统的逆动态作为控制器(逆模型)。以克服由于实际系统所受的扰动而可能引起的控制器不收敛。仿真分析表明该方法有效地改善了系统动态加载性能，有很强的鲁棒性。     

基于Cortex-M4的无人飞行器安防系统研究

针对大型园区、厂区安防人工成本高,及时性差等问题,设计了无人飞行器安防系统. 飞行器采用四旋翼结构,其控制系统以Cortex-M4为架构,通过获取惯性传感器数据,使用串级比例积分微分控制实现自平衡,并利用GPS与气压计获取自身位置、高度信息,使其按照预定路线自动巡逻. 控制中心通过无线网络接收飞行器采集的视频,使用跟踪学习检测算法对视频数据进行分析,当锁定目标后,远程控制飞行器进行跟踪. 经过试验,飞行器具有很好的悬停能力,能够按照预定轨迹飞行. 跟踪算法能锁定动态目标,并对飞行器进行实时控制. 结论表明无人器可以完成巡逻和跟踪任务,自动化程度高,节省人力.     

基于模糊神经网络的电力巡线无人机避障技术研究

随着国民经济持续稳定快速发展,,输电线路的巡检工作量日益加大,传统人工巡检已经不能满足当前输电线路巡检的需求。无人机电力巡线能够较好弥补人工巡检的不足,提高电力巡检作业的工作效率。为了获得精确的无人机与输电线路、杆塔以及附近障碍物的距离信息,采用了多传感器融合技术,通过对巡检过程中可能出现的障碍物进行建模,建立最小安全空间模型和输电线路周围电场模型,提出基于模糊神经网络的方法,对无人机电力巡线的避障技术进行了研究。仿真结果表明,该方法可以有效实现无人机在电力巡线中对障碍物的躲避。     

Design of Adaptive Fuzzy PID Altitude Control System for Unmanned Aerial Vehicle

Based on Matlab/Simulink and Fuzzy Logic toolboxes,the altitude control system is designed and simulated.The validity of conventional PID control method and adaptive fuzzy PID control method is compared.It can be drawn out that the adaptive fuzzy PID control method is superior to the conventional PID in rising time and overshoot etc.The effectiveness of a fuzzy PID controller shows potential application in the future,especially in the presence of model uncertainty or changing dynamics and time-varying parameters.     

Design of Adaptive Fuzzy PID Altitude Control System for Unmanned Aerial Vehicle

Based on Matlab/Simulink and Fuzzy Logic toolboxes, the altitude control system is designed and simulated. The validity of conventional PID control method and adaptive fuzzy PID control method is compared. It can be drawn out that the adaptive fuzzy PID control method is superior to the conventional PID in rising time and overshoot etc. The effectiveness of a fuzzy PID controller shows potential application in the future, especially in the presence of model uncertainty or changing dynamics and time-varying parameters.     

电火一体抗击无人机的拦截打击排序模型研究

在信息技术革命的推动下,空袭和反空袭作战模式以及相应的战争形态发生了巨大变化.一方面随着无人机武器的高速发展,无人机将可能成为未来空天战场的主力力量;另一方面,随着我军现代化程度的提升,火力装备水平和信息化电子对抗手段都有了质的飞跃,具备了"电火一体"抗击无人机的作战能力.同时由于信息技术的发展,使得战场态势复杂且瞬息...     

无人机网络的覆盖及切换性能研究

无人机网络具有按需部署、灵活机动等优势,但传统陆地蜂窝网络的分析方法不再适用.为此,考虑了两层无人机网络中地面用户的移动性,推导了系统覆盖概率、传输速率、边界的长度强度以及用户最大移动速度约束等网络关键性能指标的解析表达式,探究了无人机部署的密度、高度、地面用户移动速度对无人机网络覆盖及切换性能的影响.理论及仿真结果表明,自适应地调整无人机部署的密度和高度能有效提升无人机网络的覆盖及切换性能.     

Human-Robot Interface for Unmanned Aerial Vehicle via a Leap Motion

The unmanned aircraft vehicles industry is in the ascendant while traditional interaction ways for an unmanned aerial vehicle (UAV) are not intuitive enough. It is difficult for a beginner to control a UAV, therefore natural interaction methods are preferred. This paper presents a novel interactive control method for a UAV through operator''s gesture, and explores the natural interaction method for the UAV. The proposed system uses the leap motion controller as an input device acquiring the gesture position and orientation data. It is found that the proposed human-robot interface can track the movement of the operator with satisfactory accuracy. The biggest advantage of the proposed method is its capability to control the UAV by just one hand instead of a joystick. A series of experiments verified the feasibility of the proposed human-robot interface. The results demonstrate that non-professional operators can easily operate a remote UAV by just using this system.     

高空无人侦察机生存力仿真研究

文章分析了高空无人侦察机的敏感性、易损性与生存力之间的关系.建立了高空无人侦察机生存力模型.通过仿真对高空无人侦察机生存力及主要影响因素--高空无人侦察机的航路捷径、飞行高度、飞行速度及雷达散射截面积RCS进行了研究.仿真结果表明,高空无人侦察机生存概率随航路捷径的增大、飞行高度的增高、飞行速度的提高及RCS的减缩呈阶梯状增加;而在相同生存概率的条件下,上述的生存力增强措施均能增加高空无人侦察机的突防距离.     

基于规划方法的电火一体抗击无人机兵力配置问题研究

抗击典型无人机具有情况突然、战机短促、任务艰巨的特点,同时,防空兵电火一体指挥系统比较复杂.故综合定性分析和定量分析两种方法来进行防空兵电火一体抗击典型无人机兵力配置是值得研究的重要问题.