卫星通信中的椭圆波束天线

总结了在卫星通信中椭圆波束天线的应用场合,分析了各种椭圆波束天线的性能及其优缺点,给出了如何提高椭圆波束天线效率及极化性能的方法,并探讨了这类天线在卫星通信中的发展趋势。     

基于卫星平面阵列多波束天线波束空间的 自适应调零和干扰源定位技术

 本文建立了卫星平面阵列多波束天线的基本模型,并给出了平面阵列多波束天线的阵元空间和波束空间的基本概念.研究了基于卫星平面阵列多波束天线波束空间的自适应调零和干扰源定位技术并给出了仿真结果.理论分析和仿真结果表明:基于平面阵列多波束天线波束空间的自适应调零和干扰源定位技术可以在卫星通信系统中得以应用,可以极大的提高卫星通信系统的抗干扰能力.     

应用于卫星多波束天线的自适应波束形成算法比较

射频干扰会严重影响卫星通信链路性能,而自适应调零天线是一种有效的卫星抗干扰措施.本文对应用于多波束天线的各种自适应波束形成算法进行对比分析,理论分析与仿真结果皆表明,DMI和RLS算法相对经典的LMS算法而言,在收敛速率和输出信噪干扰比上皆有相当的优越性.这些快速算法适合卫星通信的干扰抑制应用.     

通道响应失配对星载平面阵列多波束天线波束成形的影响

本文以星载平面阵列多波束天线为研究对象,建立了平面阵的数学模型,并给出天线的阵列方向图。研究了通道响应失配对天线波束成形的影响并给出仿真结果。分析表明:波束成形对通道响应一致性有很高的要求,必须对多通道接收机进行幅相一致性的校正。在卫星通信对多波束天线的要求下给出了幅相误差的可容忍范围,并提出了误差校正指标。     

锥状波束天线研究进展

锥状波束天线在车载卫星通信、弹载探测系统等诸多民用和军用领域有着广泛的应用,是通信、探测制导等应用中射频系统的关键技术之一。目前在圆极化、宽带、大倾角和可重构锥状波束天线的实现及其方向图综合等方面都面临诸多挑战。文章介绍了近年来国内外包括本团队锥状波束天线的研究进展,阐述了锥状波束天线的基本理论和关键技术,并对今后的发展趋势进行了展望。     

多波束卫星通信系统中功率和转发器增益联合优化算法

多波束天线已经广泛用于现代卫星通信系统中,但是在多波束卫星通信系统中基于转发器增益设置的功率分配算法的研究成果很少。旨在最大化系统容量,提出了一种联合功率分配和转发器增益设置的资源优化分配算法。首先建立了功率分配和转发器增益设置联合优化的资源分配模型,该模型考虑了不同波束转发器增益单独可调的因素。然后利用对偶理论和最速下降法,提出了多波束卫星通信系统的功率和转发器增益联合优化算法。仿真结果表明,这里所提出的算法能够提高透明转发卫星通信系统的信道容量。     

星载多波束天线干扰源定位与自适应调零技术研究

具备干扰源定位与自适应调零能力是卫星通信系统的一项基本电子防护要求。本文在对星载多波束天线各种干扰源定位和自适应调零技术研究的基础上,提出了一种干扰源定位与自适应调零一体化实现方案。计算机模拟表明该方案是可行的。     

基于OPNET的卫星多波束天线仿真建模研究

多波束天线技术是卫星移动通信系统中的关键技术之一.研究卫星多波束天线的几何模型,推导卫星多波束天线方位角和俯仰角的计算公式,分析卫星多波束天线的辐射特性,总结了利用OPNET生成卫星多波束天线模型的方法,并建模实现了OPNET多波束天线模型,通过构建网络仿真场景仿真分析了卫星多波束天线覆盖区内用户SNR的分布特性,仿真结果表明OPNET多波束天线模型较好地模拟卫星多波束天线的辐射特性.     

通信传输技术九十年代新动向

本文概述九十年代通信技术的新动向,主要讲卫星通信、移动通信、光纤通信以及公用和专用通信网传输技术的发展趋势。文中着重指出各种有前途的新技术,包括卫星通信的星上点波束天线,小孔径天线地面终端,与ISDN兼容;数字移动通信的蜂窝微区(micro-cell),个人便携通信的无线接入交换网;光纤通信的掺铒光纤放大器,DFB调谐单频激光管,多量子阱(MQW),光电子集成,外差检测,密集FDM多路载波通信;以及公用通信网数字化、综合化、宽带化组成B-ISDN,同步光纤网,同步数字体系,异步转移方式;专用通信网的局域网(LAN和MAN),光纤分布数据接口,分隙环(slotted ring),分布排队双总线等新建议。     

星座通信数字多波束天线技术

本文简要介绍了星座通信星载多波束天线的应用现状和发展趋势,分析比较了几种典型多波束天线的性能特点,提出了数字波束形成(DBF)技术应用于星座通信系统星载多波束天线的可行性方案,针对星座通信系统特点,对数字多波束天线的关键技术问题进行了初步探讨.     

Phased array antennas for mobile communications

An antenna system including antenna elements and a tracking method is considered a key technology in mobile communication systems. A phased array antenna has been considered the most favorite candidate because of many attractive characteristics such as a low and compact profile, high-speed tracking and potentially low cost performance for vehicle antennas in mobile communications. On the other hand, it has several such disadvantages as beam steering error, loss in feed lines and an increase of noise level in a receiving frequency band. Some of phased array antennas have already been used in satellite communications, and some of them are under development. This paper overviewed basic performance and some examples of phased array antennas for especially satellite mobile communications.     

Mapping spatial distribution of comm-satellite's beam based on ground omni-antennas

The current satellite communications (SatComs) systems are composed of a large number of satellites, beams and terrestrial devices. Due to their multinode dynamic nature, the usage of frequency resources is variable, complex and difficult to characterize. In particular, with the development of satellite-borne phased array antenna technology, SatCom beams carrying different frequencies are directionally and dynamically distributed in global scale. Mapping and locating the spatial beam distributions of communication satellite (comm-satellite) are the bases of intersystem cofrequency interference mitigation and spatial frequency reuse. In this paper, we design a data selection–multiparameter fitting iteration (DS-MFI) algorithm on the basis of ground-based omnidirectional antennas. The proposed approach can effectively map the spatial distribution of comm-satellite's beam, including satellite transmitter position, equal-gain off-axis angle, and beam pointing in azimuth and elevation. Simulation results verify the effectiveness of the proposed approach for satellites with fixed or steerable beams at different altitudes. Furthermore, the results become increasingly accurate as the dense of ground omni-antenna increases.     

龙伯透镜天线的原理及其研究进展

龙伯透镜天线是一种折射率渐变的透镜天线,可将特定频率的入射波汇聚到透镜表面的某点或将电磁波沿原方向反射,能够实现波束扫描和多波束聚焦,已用于电子对抗、第五代移动通信技术、卫星通信以及军用战机和舰艇.介绍了龙伯透镜天线的基础理论,归纳梳理了球形龙伯透镜天线和变形龙伯透镜天线,总结了三种制备技术,对比了不同类型的透镜天线性能,并分析了馈源对龙伯透镜性能的影响,最后对龙伯透镜天线的发展提出建议.     

卫星反射面天线波束赋形的研究

卫星波束赋形天线普遍采用阵馈抛物反射面天线和单馈成形反射面天线。针对前者阵馈和后者反射面表面形状复杂的特点,本文分别采用了遗传算法和共轭梯度法对这两种天线进行了优化,并获得了中国版图的波束赋形,说明上述算法在卫星反射面天线波束赋形优化中是有效的。     

一种基于信标的移动卫通相控阵波束跟踪算法

提出并实现了一种利用卫星信标信号来实施基于相控阵天线的波束跟踪算法。该方法适用于采用相控阵天线技术的各种卫星"动中通"天线,克服了卫星信标信号强度弱,检测困难的弱点,提高了跟踪信噪比,同时采用了软件无线电方式解调可以提供最大的灵活性。跟踪算法的最大优点是没有任何陀螺仪的辅助,极大地提高了天线在各种极端运动环境下的适应能力。算法最终在自行研制的Ku波段相控阵移动卫星天线系统上获得验证。     

Parametric design and analysis of multiple-beam reflector antennas for satellite communications

This paper presents the parametric design and analysis of multiple-beam reflector-antenna systems employed for satellite communications. It is based on extending the earlier work of Rao (see IEEE Antennas and Propagation Magazine, vol.41, no.4, p.53-59,1999) by taking into account the efficiency of the horn and pointing error of the satellite in the design of the multiple-beam antennas (MBAs), and by analyzing the edge-of-coverage directivity and co-polar isolation (C/I) performance. Design and analysis equations are developed for the multiple-beam antennas using offset parabolic-reflector antennas by including various design parameters such as the number of reflectors, the number of frequency cells, the focal-length-to-diameter (F/D) ratio, the horn efficiency, and the pointing error. The analysis employs a quasi-Gaussian beam representation for the primary and secondary patterns in order to take into account the effect of the sidelobes. Results of the analysis given in this paper agree well with rigorous computations based on physical optics analysis of the antenna radiation. Design curves showing the impact of horn efficiency on the C/I performance of multiple-beam antennas are presented for various frequency-reuse schemes.     

一种实用新型宽波束圆极化天线

圆极化天线是一种应用非常广泛的天线形式，尤其是在卫星通信和卫星定位设备中，随着这些系统的发展，对天线提出了越来越高的要求，低剖面、宽波束覆盖的圆极化天线越来越受到追捧，本文提出了一种新型宽波束圆极化天线—双臂螺旋天线，该天线3dB 波束宽度可达160°以上，具有结构简单、尺寸小、性能稳定等优点，可以广泛应用于各种军用、民用通信领域。     

可重构全息超表面辅助卫星通信关键技术

超密集低地球轨道卫星通信网络能弥补传统地面网络频谱资源稀缺、覆盖范围有限的不足,有潜力提供全球大规模接入的高速率服务。由于卫星的高速移动性,卫星通信对天线性能,如波束控制能力和天线增益等,也提出了更为严苛的要求。因此,对一种新型的超材料天线——可重构全息超表面（reconfigurable holographic surface,RHS）辅助卫星通信展开了研究。RHS采用全息原理对超材料单元进行电控,从而实现波束成形。基于 RHS 的硬件结构和全息工作原理,提出了一种 RHS 辅助多卫星通信方案,该方案同时考虑卫星跟踪和数据传输。同时,设计了全息波束成形优化算法以最大化和速率。仿真结果验证了所提方案的有效性并表明了相较于传统相控阵天线,RHS提供了一种成本效益更高的卫星通信支持方式。     

卫星光通信终端CCD成像光斑弥散圆尺寸选择

利用CCD对自由空间传输的激光进行成像,可得到入射光束的角度信息以实现对发射光束的控制。卫星光通信中,提高对入射光束角度偏差实时测量的精度,可以有效地提高终端的光束跟踪性能,进而有效地保持激光链路的稳定。通过分析角度偏差检测原理,建立了卫星光通信中跟瞄装置测角性能分析模型。分析了测角精度与CCD成像光斑弥散圆尺寸之间的关系,并通过模拟实验进行了验证。结果表明,在卫星光通信系统设计中,综合考虑测角精度要求、终端功耗限制等因素,选择CCD成像光斑相对尺寸在2到3之间为最佳。