极化特性在卫星通信系统中的应用研究

对信号极化特性的深入研究,可为未来卫星通信系统容量提升、能耗降低、干扰消除等热点问题开辟新的途径。分析了信号极化特性在卫星通信传输中的应用现状,结合当前极化信息理论和最新研究成果,从电磁波基本场的概念出发引出极化表征的方法并阐述了极化与天线之间的关系。在此基础上,分析了任意极化状态的产生以及接收方法。进而,阐述了卫星通信双极化信道模型以及去极化效应对信号产生的影响。最后,分析了极化特性在卫星通信中的发展趋势。     

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。     

移动卫星通信终端天线极化跟踪研究

针对移动通信终端天线的极化失配损失问题,利用两个正交线极化天线结合相应的馈电网络实现了任意方向的线极化波,用于移动状态下的天线极化跟踪。提出了通过控制两个正交线极化天线的相位差来接收任意线极化波的方法,并给出了相位差与极化角的关系。当两个正交线极化天线增益及其对应通道间的幅度和相位均相同时,接收到的信号强度随相位差的变化而作余弦,且当相位差ψ为2θ-π2时,信号强度有最大值。基于该方法进行理论仿真,并得到了极化跟踪曲线,与测试结果相比,吻合良好。将该方法应用到卫星通信移动终端,在运动过程中信号稳定,未出现明显极化失配现象,验证了该算法的有效性。     

极化雷达系统的原理与关键技术

介绍了国内外极化理论的研究进展,比较详细地分析了极化雷达系统的组成和基本原理,探讨了极化雷达的关键技术,如全极化天线、快速极化开关、双路接收校准、高速数据处理、极化目标识别等技术。     

一般极化散射矩阵最佳解的简单求解法

讨论了在目标信号和杂波的琼斯极化散射矩阵不一定对称情况下求解天线最佳发射和接收极化状态以使回波信杂比达到最大的问题,提出了一种简单易行的算法,给出了详细的推导过程和相应的仿真数据,结果验证了算法的有效性,并表明了对于天线的最佳发射和接收问题,琼斯极化散射矩阵无须对称。     

一种双频双圆极化层叠结构微带天线的设计

对一种新型的双频双圆极化微带贴片天线进行了研究,该天线可发射L波段的左旋圆极化信号,接收S波段的右旋圆极化信号。天线采用双馈点馈电的层叠结构,利用宽带功分移相器设计馈电网络,为双馈点提供双圆极化所需的激励电流。贴片和馈电网络上附加短截线,通过调整短截线的长度,即可微调谐振频率,使得天线的调试十分方便,又提高了天线的收发隔离度。该天线结构简单,调试方便,为便携式卫星通信机提供了一种实用的小型化收发天线。     

基于标校球的瞬态极化雷达校准方法

理论上瞬态极化雷达可获取动态目标全极化散射特性的精确测量信息,但由于存在极化通道不一致、极化隔离度有限以及背景杂波等非理想因素,其极化测量存在误差,必须进行校准。当前极化校准需要多个定标体,且定标体姿态摆放误差将引起校准偏差。针对上述问题,提出了一种基于标校球的瞬态极化雷达校准新方法,在考虑双天线空域极化特性的基础上,仅需单个金属球即可完成定标,提高了校准精度。该方法为解决制约瞬态极化雷达实际应用的校准难题提供了技术支撑。     

基于"三步"解耦思想的分布式目标最优极化求解法

针对现有分布式目标天线接收功率优化求解运算量偏大、不易编程实现等不足,本文提出了一种基于"三步"解耦思想的分布式目标最优极化求解新方法.考虑到分布式目标的散射回波多为部分极化,文中首先讨论了部分极化波的天线最优接收,得到了部分极化波的天线接收失匹配条件及天线接收功率上下限,并给出了该上下限对应的发射天线最优极化数值求解.以此为基础,借鉴确定性目标"三步"解耦求解思路,给出了收发天线无约束情形的分布式目标最优极化求解具体步骤.算法关键是通过优化部分极化波天线失匹配接收条件下的天线接收功率得到发射天线最优极化,而不是通过优化目标散射回波功率得到.与现有算法相比,由于"三步"解耦思想简化了分布式目标天线接收功率优化求解,因而它较现有算法更具有实用性.旧金山地区的AIRSAR实测极化数据的实验结果验证了新方法的有效性.     

极化SAR目标相对最优极化研究

极化SAR通过测量地物目标的散射回波得到极化散射矩阵或Stokes矩阵,利用极化合成技术得到任意发射和接收极化组合下的天线接收功率。目标相对最优极化就是选取一种收发极化状态使得研究目标和背景地物的接收功率对比度达到最大。文中首先分析了目标相对最优极化的模型,指出了它们的优缺点,然后提出了一种新的改进模型,并用交替迭代方法进行了模型的解算,最后结合荷兰Flevoland地区全极化数据作了试验,证明了其有效性和正确一陆。     

E&C跟踪对极化角的影响及解决方法

针对船载卫通站使用线极化卫星通信过程中出现的反极化信号干扰问题,根据不同状态下信号电平变化,发现干扰信号强度与天线跟踪角度有关.结合天线采用的三轴稳定体制结构特点,建立天线转动几何模型,通过不同跟踪模式下天线角度的比较,对其相互关系进行了分析,推导出了该体制下极化角计算公式,据此进行极化补偿,有效解决了EC模式下跟踪线...     

矩形腔十字裂缝天线

随着卫星移动通信技术的发展,一种能适合机载和地面移动载体卫星通信的天线越来越受到人们的青睐。该种天线应具有宽频带、圆极化和电扫描跟踪等特性,而矩形腔十字裂缝天线就是该种天线理想的辐射单元之一。基于矩量法分析,本文提出了计算矩形腔十字裂缝天线的数值方法,给出了天线单元的输入阻抗、增益和轴比等辐射特性的数值结果,进行了实验验证。验证表明,理论和实验结果有着很好的一致性。     

矩形腔十字裂缝天线的研究

随着卫星移动通信技术的发展,一种能适合机载和地面移动载体卫星通信的天线越来越受到人们的青睐。该种天线要求具有宽频带、圆极化和电扫描跟踪等特性。矩形腔十字裂缝天线就是这种天线理想的辐射单元之一。基于矩量法的分析途径,本文提出了计算矩形腔十字裂缝天线的数值方法,给出天线单元的输入阻抗、增益和轴比等辐射特性的数值结果,并进行了实验实证。理论和实验结果有着很好的一致性。     

"动中通"天线极化轴稳定性研究

为克服动中通两轴稳定造成的极化失配问题,在对卫星天线波束特性和波束稳定实质进行分析的基础上,建立"动中通"卫星天线极化轴稳定的通用性模型。基于此模型对天线极化轴稳定性进行了仿真,定量地证明了极化轴稳定的必要性。最后根据所推模型给出了两种极化稳定方案。     

一种新型双频宽波束四臂螺旋天线的设计

根据移动卫星通信和卫星导航定位中对天线宽波束、圆极化和低仰角增益等要求,设计了一种新型的双频四臂螺旋天线,通过将工作于不同频段的两副结构类似的天线以内外共轴的方式形成一个整体来实现双频工作。天线通过开槽线巴伦实现平衡馈电,利用四臂螺旋自身的结构特点构造了90°自相移结构,获得了较好的宽波束圆极化特性。测试结果表明。实测和仿真结果基本一致,天线在两个频段都实现了较好的宽波束圆极化特性。     

一种宽带宽波束移动终端卫星通信天线

提出一种实用型宽带宽波束移动终端卫星通信天线。该天线采用双臂渐变螺旋以及锥形反射板的结构提高了常规双臂螺旋天线的性能。结合HFSS 软件与理论分析进行了天线结构参数设计,并进行了仿真和实验。仿真结果与测试结果吻合良好。该天线采用左旋圆极化方式,中心工作频率为1. 6GHz,工作频带150MHz,波束宽度大于110毅,且天线结构简单、牢固、易于加工,适合于各类小型移动卫星通信终端,以及高纬度地区的卫星通信。     

线极化卫星异地校相方法研究

船载卫通站使用线极化卫星转发器进行通信时,通过极化面调整来适应地理位置改变而引起的极化角变化,以确保极化隔离度满足指标要求,而极化面调整将引起跟踪接收机相位发生变化,使天线跟踪性能下降。为克服海上动态条件下无法对跟踪接收机校相带来的困难,提出了一种静态条件下对接收机进行异地校相的方法,并将试验结果应用于海上实际跟踪,初步验证了该方法的可行性,可为后续线极化卫星在船载卫通站的应用提供参考。     

动中通卫星通信天线

为实现动中通卫星通信 ,采用反射式宽带 TE2 1模跟踪器、双通道旋转关节及极化程序跟踪技术 ,研制出适用于动中通的高性能卫星通信天线 ,填补了国内空白。     

宽带圆极化微带天线的设计

在传统圆极化天线的基础上,设计了一种宽带四元组合圆极化微带天线,采用双层电磁耦合馈电结构,不仅拓宽了阻抗匹配带宽,而且有效改善了天线的圆极化轴比特性。经过计算和测试,天线工作于Ku波段时,阻抗带宽和3dB轴比带宽分别达到了26.4%(VSWR<2)和8.64%。这种结构的圆极化天线在卫星通信等领域应用前景广阔。     

一种可调式自相移印制四臂螺旋天线

船载海事卫星(INMARSAT)通信天线波束宽度较窄,且在风浪下船体摇晃难以与低仰角处卫星进行通信。提出一种带有开槽巴伦的可调式自相移四臂螺旋天线,避免了馈电网络造成的横向面积过大等问题。天线长振子臂长度可微调,结合调整开槽巴伦上的移动环,可以局部改变天线通信频带。通过基于有限元算法的HFSS仿真和实验,得出该天线具有宽波束特性,3 dB 波瓣宽度约为165°。另外,可以实现左右圆极化互相转换,在较宽的角度下,天线轴比低于6 dB。该天线既可以作为海事卫星通信天线,又可以作为北斗、GPS 导航天线和测浪高所用的左旋圆极化天线。