基于GA的智能天线系统前端扇区阵列设计

使用遗传算法(Genetic Algorithm)设计了智能天线系统前端的扇区天线阵列。该天线阵列用于TD-SCDMA基站系统中。依据智能天线系统扇区覆盖模式(即广播波束)对方向图的要求，利用GA的全局搜索性能，综合了阵列结构及单元激励相位。对该阵列结构使用GA模拟了智能天线系统工作模式(业务波束)下所要求方向图的阵列激励幅度和相位。给出了实际的智能天线系统前端扇区天线阵列结构，对智能天线技术的应用具有重要意义。     

宽带无线Mesh网络中的多扇区天线阵列设计

在宽带无线Mesh网络中,为了扩展传输距离和提升链路速率,天线的性能至关重要。提出了一种多扇区天线阵列,每个扇区天线为带反射板的微带偶极子阵列天线,工作频段为5.1～5.9 GHz,其水平主瓣张角为45°,增益为18 dbi。多扇区天线阵列共包括8个扇区,信号在各扇区天线间进行动态切换,从而实现水平360°全向覆盖。通过采用HFSS三维电磁场仿真工具进行仿真及实际生产并在微波暗室中进行测试,结果表明和传统无线Mesh网络所采用的全向天线相比,在满足全向覆盖的同时,天线的方向性有了很大的改善。     

多扇区天线阵列中的微带开关设计与实现

在宽带无线网络中,为了扩展传输距离和提升链路速率,天线系统的性能至关重要。提出了一种应用于多扇区天线阵列中的单刀八掷微带开关,工作频段为5．7-5．9GHz,多扇区天线阵列共包括八个扇区,每个扇区天线水平面波束覆盖范围为45°,信号通过单刀八掷微带开关在各扇区天线间进行高速波束动态切换,从而在满足高增益的同时实现了水平360°全向覆盖。单刀八掷微带开关由微带线和PIN二极管构成,通过采用ADSMomentum电磁场仿真工具进行仿真及实际生产并进行测试,结果表明所设计的单刀八掷微带开关的插入损耗、隔离度和驻波比等关键性能指标均达到设计要求。     

一种紧凑型线阵列扇区智能天线的设计

本文提出一种紧凑型线阵列扇区智能天线,给出了天线的结构和工作原理.该结构大大缩短了扇区天线横向尺寸从而减小了风阻,降低工程施工难度,对于加快实现TD-SCDMA系统组成大网,实现商用化起到推动作用.     

一种高增益并行激励全向天线设计

针对全向天线高性能的要求,提出了一种并行馈电的天线阵列方案并完成设计。天线设计采用了三扇区合成全向覆盖的方案。通过改变寄生单元的负载,调整扇区天线波束宽度,使之满足扇区天线的-6dB波束为120°的要求,有效的减小了天线在水平面的波动性。实际测试表明该天线具有高增益,良好的全向性,达到了设计要求。     

基于扇区空域预滤波的方位估计新方法

提出了基于扇区空域预滤波的微弱信号目标方位估计新方法,通过对传感器阵列接收数据进行扇区空域预滤波.抑制扇区以外的干扰和噪声,获得扇区内源信号相关的阵元域数据.应用虚部MUSIC方法对空域预滤波后的阵元域数据进行方位扫描,获得扇区内非对称信号源的方位信息,提高了系统对低信噪比信号的处理能力.计算机仿真结果表明,扇区空域预滤波后的虚部MUSIC方法,能有效地检测和分辨出偏离对称中心的低信噪比信号.     

5G天线方位角智能纠偏的方法研究与应用

波束赋形是一种阵列定向发送和接收信号的信号处理技术。它既可以用于信号发射端,又可以用于信号接收端。通过调整天线矩阵的幅度和相位,智能调整波束成形的方向。但通过大规模天线阵列来支持波束赋形,却由于更加集束的覆盖区域产生了一个新的问题,那就是这个最大波束位于正中央,且其传播方向和天线阵列垂直,虽然可以通过移相器来完成一定角度的天线相位的调整,但如果无法精准有效确认用户的分布规律,信号无法照射不到手机上也是无效。如何确认用户的分布规律并通过天线权值调整使得小区扇区尽可能精准覆盖到用户密集区是该文研究的重点。     

TD-LTE智能天线性能分析和应用研究

智能天线是一种安装在基站现场的双向天线,通过一组带有可编程电子相位关系的固定天线单元获取方向性,并可以同时获取基站和移动台之间各个链路的方向特性。TD-SCDMA最大的优势是把相控阵雷达天线的原理搬到蜂窝移动通信的智能天线上来,过去2G、3G天线大多采用单频道的天线,本文研究的LTE只能天线是一种多阵列、紧凑型、双极化的天线,因此,充分利用多阵列的特点就可以打造更好的网络。一个蜂窝电话有三个扇区,一个扇区覆盖120度,两个扇区之间重叠是弱信号区,要改善这一区域是非常困难的,作为2G或3G天线,不同的场合要用不同度数的天线,更换起来非常麻烦,但是智能天线则不同,它仅有一个天线,在不同的环境、不同的场景中,我们可以通过基站的软件设置、电场设置就可以改变。     

6扇区组网技术研究及应用效果

TD-LTE面临室内深度覆盖的瓶颈,而新增站点又存在很多困难,考虑如何不增加站点又能改善深度覆盖。软件六扇区组网方案,可充分利用智能天线的波束赋形能力,将传统单站三扇区模式转变为六扇区模式,最大程度提升单站覆盖能力。本文将软劈裂六扇区组网技术应用到各类场景中,进一步检验此技术在深度覆盖及容量提升中的优势和特性,探索六扇区组网在LTE网络长期演进中的应用需求,对不同组网方案的特性指标进行分析和比对,不同场景呈现不同应用效果。     

LTE网络4扇区部署性能分析和优化建议

在移动通信站址资源日益稀缺的背景下,LTE网络4扇区部署是一种提高站址利用率、单站覆盖范围的方案.在介绍了LTE网络4扇区部署的基本概念和主要干扰问题的基础上,分别通过理论分析和验证测试论述了4扇区部署对网络质量的影响;并对解决4扇区干扰问题的两种优化技术手段——SFN合并优化技术和RF优化技术分别进行了简要介绍;而后借助现网站点的仿真结果对比了两者的优化增益;最后提出了4扇区建设和优化建议.     

某星载SAR天线阵面的游离设计与验证

星载SAR在轨展开后天线阵面平面度影响其电性能,其中,热变形是影响阵面平面度的一个重要因素。基于某卫星大口径、长时间工作、高精度天线系统的结构设计要求,提出了天线阵面的游离设计,运用数值仿真方法分析游离设计安装时热变形对天线阵面平面度的影响,并进一步采用非接触式双相机摄影测量系统开展热变形试验。结果表明,天线阵面热变形仿真与试验数据的一致性较好,采用游离设计可有效降低天线阵面的热变形,满足卫星天线系统的结构设计要求。     

基于BD-DFT扩展的大规模MIMO码本设计

考虑到大规模多输入多输出（Multiple Input Multiple Output, MIMO）阵列尺寸及外形等因素的限制,本文提出了一种适用于基站采用交叉极化天线面阵的大规模MIMO（Massive MIMO）码本设计方法。该方法综合考虑交叉极化信道的对角化特点和相邻天线之间的相关性,首先设计出与采用交叉极化线阵匹配的码本,进而利用垂直维度天线间的相关性对其进行扩展,最终生成与交叉极化面阵相匹配的码本。仿真结果表明该码本设计方法可使大规模MIMO系统的传输速率和误码率性能得到明显地提升。     

LabVIEW与MATLAB混合编程在数字天线阵列测试中的应用

数字天线阵列由于其众多的优点使其在军事和民用领域都得到了广泛的应用。但是阵列系统的多天线单元和多收发通道必然带来阵列系统的误差,这些误差会影响系统的性能,所以必须对其进行校正。在虚拟仪器系统开发平台——LabVIEW上编制具有友好人机交互界面的数据采集和监视VI(虚拟仪器);利用MATLAB强大的数据处理能力进行数据分析。并通过LabVIEW调用MAT-LAB Script节点和COM组件法进行LabVIEW与MATLAB的混合编程,实现了阵列天线测试过程中的通道监视、数据采集和验证,最终完成了数字天线阵列的测试工作。     

箭载共形相控阵天线波控系统设计分析

为完成适用于天基测控的箭载共形相控阵天线对波束指向控制的需求,分析了箭载天线波控系统的设计要求与任务,论述了平面相控阵天线波控系统的实现方法,并根据波控系统基本原理推导出基于阵因子函数的箭载共形相控阵天线波控算法。针对运载火箭天基测控这一新需求提出了基于查表法的集中式波控设计方案,给出了系统设计方法。样机测试结果表明,该波控系统方案正确、可行,满足工程需求。     

一种波束切换机载测控天线的设计方法

机载测控天线采用定向波束切换天线,不仅可以提高天线的增益,而且可以提高系统的抗干扰能力。采用全向天线单元组阵、通过简易波束控制实现的波束切换天线,具有电气性能好、控制方法简单和可实现性好等特点。介绍了7单元圆形阵列结构波束切换天线的工作原理以及采用简易相位控制实现波束切换的方法,并给出了天线的实测结果,验证了设计方法的正确性。     

舰载平面相控阵天线安装倾角的设计方法

利用舰载惯性导航系统提供的姿态信息,对处于静态和动态姿态下的舰载平面相控阵天线的波束指向变换进行了分析,得到了平面相控阵天线的扫描角。在此基础上,以相控阵天线最大扫描角度最小为目标,给出了天线随舰载安装平台处于运动姿态条件时的安装倾角的设计方法。该方法能够在给定的舰船纵摇和横摇范围内,针对相控阵天线需求的空域扫描覆盖范围,实现对任意多面旋转布阵的平面相控阵天线安装倾角的计算。由该方法计算得到的天线安装倾角能够使平面相控阵天线有最小的最大扫描角,从而提高相控阵天线的电气性能。     

天线阵结构对非视距室内MIMO信道容量的影响

采用2维射线跟踪法分析了非视距室内环境中天线间隔、天线阵形对MIMO系统容量和互补累积分布函数(CCDF)的影响。结果表明随着天线间隔减小,MIMO系统容量降低。10%中断容量表明,天线间隔相同时,有独立同分布瑞利信道容量大于线性阵容量大于方阵容量或者圆形阵容量的关系。当天线间隔大于等于3 时,不同天线阵列阵形对容量影响非常小,此时i.i.d.瑞利信道理论容量几乎全部实现。当天线间隔小于等于1 时,天线阵列阵形对容量影响较大,矩形阵和圆形阵MIMO系统容量相差较小,但都显著小于线性阵列系统容量。在非视距的室内环境中,要实现最大的MIMO容量增益,设计天线阵列时应该对天线间隔和阵列阵形综合考虑。     

相控阵雷达系统建模中的天线仿真技术

在对相控阵雷达系统建模仿真工作中,相控阵天线建模仿真是其中的关键所在。首先研究和探讨了平面相控阵天线仿真数学模型,给出了方向图数学函数。接着介绍了相控阵雷达系统建模中天线建模仿真的两种主要方法,多通道阵元级合成方法和方向图数据载入法。阵元合成法基于方向图数学函数给出了常规和差多通道的仿真算法,方向图载入法研究了如何对数据文件进行双线性插值来计算任意角度的增益。最后利用多通道阵元级合成方法进行了天线方向图建模仿真,通过仿真结果表明该算法的正确性,并说明两者仿真方法的适用条件。     

基于System Generator的某导航设备相控阵天线相位解算技术

某导航设备相控阵天线主要由天线阵子、移相器和控制单元组成，移相器负责对天线阵子的相位进行实时控制。为了消除设备相控阵天线移相器之间的相位偏差，提出一种基于System Generator的快速傅里叶变换（FFT）相位求解技术，通过System Generator快速构建设备相控阵天线移相器相位解算模型，完成相位解算和补偿工作。经验证，该方法能有效缩短设计人员软件编程时间，具有较强的使用价值。     

搜零法在相控阵雷达罩电性能测试中的应用

在机载相控阵雷达罩电性能测试过程中,由于被测天线是相控阵天线,使得测试方法与经典测试方法有所不同.文中对搜零法在相控阵雷达罩电性能测试中的应用进行了探索,确定了搜零系统中相控阵天线的安装方式和收发电轴对准的判据,集成了一套相控阵雷达罩电性能搜零系统,系统功能和精度满足测试需求.还在X波段相控阵雷达罩电性能测试中验证了搜零法的有效性,测试数据规律正确且重复性良好.测试结果表明相控阵雷达罩电性能搜零系统可用于新型战斗机雷达罩研制过程.