一种新多波束发射机

本文详细介绍了一种新多波束发射机的设计方案,不采用微波大功率单刀双掷开关而采用前后向发射机获得双向发射功能。本文给出这种发射机等效辐射功率的计算公式,并与传统多波束发射机相比较,讨论这种新发射机的优缺点。     

一种新多波束发射机

本文详细介绍了一种新多波束发射机的设计方案，不采用微波大功率单刀双掷开关而采用前后向发射机获得双向发射功能。本文给出这种发射机等效辐射功率的计算公式，并与传统多波束发射机相比较，讨论这种新发射机的优缺点。     

电子战宽带相控阵发射机设计研究

给出一种新型相控阵发射机的系统设计方案，这种发射机工作频带宽，波束可瞬时转换，能够同时存在两个发射波束，在任意波束的形成原理基础上，通过幅度相位自动调试系统，使有源天线阵的波束指向，波束数目任意指定，等效辐射功率的大小可以改变，这种相控阵可采用成熟技术及器件实现。     

采用辅助转动装置的MIMO 系统双目标DPD 实验研究

文中介绍了一种双目标数字预失真(DPD)方案,并进行了实验研究。不增加系统复杂度的情况下, 可以有效地扩展MIMO 系统的线性化波束宽度。在发射机附近增设一个发射低功率信号的线性辅助转动装置,该 架构实现了MIMO 系统主波束线性化。实验平台由发射机系统和一个辅助转动装置组成,发射机天线阵列为1×4。 输入信号采用两个20 MHz 带宽峰均比分别为5. 7 dB 和5. 6 dB 的正交频分复用(OFDM)信号。实验研究结果表明, 采用了辅助转动装置的双目标DPD 方法后,邻信道功率比(ACPR)达到-50 dBc 以下的主波束线性化宽度可以扩展 到22°,同时信号归一化均方误差(NMSE)平均数值为-40 dB。该方案有效地拓宽了MIMO 系统线性化波束宽度。     

一种基于方向调制的双波束扩频安全通信系统

为了提高通信信息在无线传输过程中的窃听难度,该文提出了一种基于方向调制的双波束扩频信号。发射信号不仅与使用的扩频序列有关,而且与接收机相对于发射机的空间方位信息有关,是一种扩频序列和空间方位信息共同调制的空间扩频信号。仿真结果表明相比于传统的扩频信号,双波束方向调制扩频信号为通信信息在信息传输层面上提供了一种更加安全的无线传输方法。     

一种改进的基于BiDirectional体制的MISO-SAR系统

BiDirectional体制是德宇航在2012年提出的一种通过单星单次飞行实现秒级重访的新体制,基本原理是利用相控阵电扫描方式生成双波束天线方向图,同时发射两个脉冲照射方位向前后两块成像区域,将同时接收到的脉冲在多普勒域进行带通滤波分离,并分别成像。该文介绍了一种改进的基于BiDirectional体制的多发单收(Multi Input Single Output, MISO)SAR系统,将传统的双波束同发同收改进为分时先后发射和同时接收,利用发射时较优的方向图抑制方位模糊(AASR),获得了较好的效果。文中给出了频谱分离效果、AASR分析和系统设计流程, 给出了改进前后的点目标1 维和2 维成像结果对比, 证明了该改进的有效性, 最后给出了BiDirectional体制与其它几种单星短时重访体制的对比结果。      

几种宽方位覆盖的多波束发射阵

文章介绍几种实现宽方位覆盖的多波束发射阵(MBAT)，具体分析了多波束发射阵的基本原理及影响其性能的主要因素，指出不同工作模式的多波束发射阵设计中的关键技术。最后，讨论这几种发射机的优缺．最，说明多波束发射阵的高任务可靠性。     

一种双波束相控阵天线的设计与实现

介绍了一种双波束相控阵天线,阐述了其工作原理、设计方法及实测结果。该天线阵工作于P波段,用于雷达干扰发射系统,发射波束为方位同时双波束,并且每个波束均可独立电扫描,实现了同时对多目标、多方位的雷达干扰。     

S波段4kW超大功率连续波发射机

利用通道功率合成技术原理,采用魔T这一大功率器件,可以在射频通道上合成更高功率。文章给出一种两级合成的四管发射机组成方案,并利用三个魔T,对四只S波段放大器进行两级功率合成,成功获得4～5kW的连续波超大功率。由于采用了精密的幅相均衡技术,发射机的两级合成效率极高,在全频段内均达到77％以上。     

脉冲行波管发射机功率合成技术的研究

一种提高发射源射频功率的有效方法是采用空间功率合成技术,应用多部子阵发射单元作为馈源,通过相控阵技术在空间合成获得远高于单管发射机射频能量,发射机功率合成技术是实现空间功率合成关键技术,要求射频源在宽带内具有高的幅相稳定,各子阵发射机在宽带内要求幅相一致。文中介绍了一种工程化的脉冲行波管功率合成体制的发射机,分析了提高发射机幅相性能的技术问题,进行了功率合成效率分析,给出了发射机主要试验结果,对其广阔的应用前景作出了展望。     

可变速率预编码BLAST与特征波束形成组合方案

传统的基于迫零(ZF)和最小均方误差(MMSE)算法的分层空时码(BLAST)接收机由于其较大的复杂度不适合在移动终端使用。该文的发射方案将传输预编码BLAST与特征波束成形相结合,利用信道协方差矩阵特征值分解得到的特征波束来承载空时分层码,并在目标BER约束下自适应调整速率。在下行链路发送端使用可变速率预编码BLAST与特征波束形成组合方案,大大简化了移动终端的接收机算法。     

Optimal transmitter eigen-beamforming and space-time block coding based on channel correlations

Optimal transmitter designs obeying the water-filling principle are well-documented, and widely applied, when the propagation channel is deterministically known and regularly updated at the transmitter. Because channel state information (CSI) may be costly or impossible to acquire in rapidly varying wireless environments, we develop in this paper statistical water-filling approaches for stationary random fading channels. These approaches require only knowledge of the channel correlations that do not necessitate frequent updates, and can be easily acquired. Applied to a multiple transmit-antenna paradigm, our optimal transmitter design turns out to be an eigen-beamformer with multiple beams pointing to orthogonal directions along the eigenvectors of the channel's correlation matrix, and with proper power loading across the beams. The optimality pertains to minimizing a tight bound on the symbol error rate. The resulting loaded eigen-beamforming outperforms not only the equal-power allocation across all antennas, but also the conventional beamformer that transmits the available power along the strongest direction. Coupled with orthogonal space-time block codes, two-dimensional (2-D) eigen-beamforming emerges as a more attractive choice than conventional one-dimensional (1-D) beamforming with uniformly better performance, without rate reduction, and without complexity increase.     

Simple spectral control technique for external cavity laser transmitters

An active control technique which can be used to maintain an external cavity laser transmitter in a single longitudinal mode is described. The circuitry is contained in a single integrated circuit and provides mean power control of the laser output in addition to spectral control. Single-mode operation has been demonstrated over a temperature range of 25°C.     

Optimal transmitter eigen-beamforming and space-time block coding based on channel mean feedback

Optimal transmitter designs obeying the water-filling principle are well-documented; they are widely applied when the propagation channel is deterministically known and regularly updated at the transmitter. Because channel state information is impossible to be known perfectly at the transmitter in practical wireless systems, we design, in this paper, an optimal multiantenna transmitter based on the knowledge of mean values of the underlying channels. Our optimal transmitter design turns out to be an eigen-beamformer with multiple beams pointing to orthogonal directions along the eigenvectors of the correlation matrix of the estimated channel at the transmitter and with proper power loading across beams. The optimality pertains to minimizing an upper bound on the symbol error rate, which leads to better performance than maximizing the expected signal-to-noise ratio (SNR) at the receiver. Coupled with orthogonal space-time block codes, two-directional eigen-beamforming emerges as a more attractive choice than conventional one-directional beamforming with uniformly improved performance, without rate reduction, and without essential increase in complexity. With multiple receive antennas and reasonably good feedback quality, the two-directional eigen-beamformer is also capable of achieving the best possible performance in a large range of transmit-power-to-noise ratios, without a rate penalty.     

提高多波束发射阵合成效率的方法分析

对影响多波束发射阵合成效率的各种因素进行详细分析,通过对相位、幅度、频率和功率四种影响因素的分析,从相位均衡、幅度均衡、频响均衡和功率补偿四个方面出发,提出了提高多波束发射阵合成效率的有效措施。     

Robust transmit eigen beamforming based on imperfect channel state information

Transmit beamforming is a powerful technique for enhancing the performance and increasing the throughput of wireless communication systems that employ multiple antennas at the transmitter. A major drawback of most existing transmit beamforming techniques is that they require nearly perfect knowledge of the channel at the transmitter, which is typically not available in practice. Transmitter designs that address the imperfect channel state information (CSI) problem commonly use statistical models for the channel and/or mismatch between the presumed and actual transmitter CSI. Since these approaches are model based, they can suffer from mismodeling. In this paper, a more robust framework is proposed in which no statistical assumptions are made about the CSI mismatch or the channel. The goal is to design a transmitter that has the best performance under the worst-case CSI mismatch. The transmitter designed herein achieves this goal for all CSI mismatches below a certain threshold level. The proposed design combines beamforming along the eigenvectors of the (deterministic) autocorrelation of the channel matrix perceived by the transmitter and power loading across those beams. While the power-loading algorithm resembles conventional water-filling to some degree, it explicitly incorporates robustness to the CSI mismatch, and the water level can be determined in a simple systematic way.     

同步移相干涉的测量性能

详细分析了一种基于二维正交光栅衍射的同步移相干涉测量系统的组成结构,包括干涉系统、空间分光部件、偏振移相部件以及图像采集与处理系统。选择了二维正交透射光栅的四个衍射级次的光束作为测试光,理论和实验都证明这种方案具有良好的分光效果;用偏振方向依次改变45°的四片偏振片构成偏振阵列作为移相器件,并根据空间一致性要求,分割得到依次具有90°移相的四幅独立干涉图,获得了较高的移相精度;在幅频积低于100 Hzλ的振动环境中,系统测量重复性的峰谷值优于0.02λ,可以用于一般的在线检测和动态测量。     

基于改进型巴特勒矩阵的短波8元圆环阵列多波束技术研究

传统短波接收天线为单一的波束指向天线或全向天线。为提高接收天线增益,同时产生多个波束指向不同方向,提出利用巴特勒矩阵作为短波接收天线阵的无源波束形成网络。在传统8×8巴特勒矩阵结构的基础上,设计改进型8×8巴特勒矩阵。以均匀8元圆环阵列为天线模型,利用FEKO仿真分析了其天线特性。在3~11 MHz频段内,P2、P3、P6、P7四个端口分别在202.5°、292.5°、112.5°、22.5°方向上得到了方向性较强的单一波束,7 MHz时波束增益达到最大11.9 dBi,波瓣3 dB宽度平均为60°;在P1、P4、P5、P8端口产生相同的2个波瓣,7 MHz时其波束增益达到最大9.8 dBi,波瓣3 dB宽度平均为89°。由以上仿真分析得出,该改进型8×8巴特勒矩阵能够同时产生6个波束,波束覆盖8个方向,提高了波束的方向性,提高了天线增益。     

矢量偏振光束产生新方法

为了解决现有矢量偏振光束(VPB)产生装置结构复杂、成本高等问题,提出了利用一种由多个线型偏振器件构成的同心圆环装置即显偏器(PAF)产生矢量偏振光束的新方法。基于显偏器的特殊结构特点,由LED光源输出的自然光束经显偏器,可产生角向偏振光束(APB),再经两个快轴成45°角的半波片可将角向偏振光束转换成径向偏振光束(RPB)。采用此方法获得的矢量偏振光束经线偏振片验证其光强分布情况,研究发现所得结果与已发表的实验结果相符,验证了该方法的有效性和实用性。     

基于反射型超表面的太赫兹偏折涡旋波束生成

太赫兹涡旋波束可以提高雷达通信系统通信容量及成像系统的分辨率,如何有效地产生这种波束成为近期研究热点之一。为了克服传统方式的缺点,该文设计加工了5个工作在太赫兹频段的反射型超表面,它们可以产生±1、±2和3共5个不同模态的涡旋波束。为了避免馈源对涡旋波束的遮挡,通过平面反射阵原理控制了波束的偏转方向。超表面单元为3层结构,其中,上层为金属结构,控制上层结构中8个枝节的长度,可以在基本不改变超表面单元反射系数的情况下,调整它的反射相位。中间层为介质层,为了使超表面单元有较高的反射系数,介质层下方为一金属地。超表面单元仿真显示,其同极化反射率在90%以上,相位分布也满足超表面设计需求。超表面的仿真及测试结果表明,在340 GHz附近,不同超表面在设计的方向上产生了对应模态的涡旋波束,并且涡旋波束中的主模态能量占比最高。