由多波束发射阵常见故障引出的思考

针对多波束发射阵常见故障的现状,结合多波束发射阵在生产制造和使用中出现的情况,重点讨论了在发射阵安全设计和使用设计上存在的一些容易被忽视的问题.并对问题进行探讨分析,同时给出参考处理建议.目的是最大限度地降低行波管的损坏率,提高发射阵的可靠性和稳定性.仅对发射阵在安全设计和使用设计中存在的典型问题做个探讨.     

多波束发射阵集中供电电源控制保护新技术

简述多波束发射阵集中供电电源控制保护功能的要求，扼要介绍国外已经采用的新技术，分析了集中供电时行波管螺线电流检测的难点，并推荐一种可行的检测方案。     

宽带多波束发射阵的误差分析与性能测试

给出一维多波束发射阵的功率方向图和等效辐射功率表达式,并采用数值计算方法,对喇叭存在幅度、相位误差,阵元失效时发射阵功率方向图各项指标的变化进行仿真计算,得出一些有益于发射阵设计和维护的理论指导结论。最后对正常情况和部分阵元失效时的功率方向图及等效辐射功率进行测试比较,实测结果与理论计算的趋势完全一致。     

基于子阵的数字多波束形成技术研究

数字多波束技术具有在不影响天线增益的情况下增加系统空域覆盖范围的优点，因此在电子战领域受到很大关注。通过对基于子阵的数字多波束形成方法的分析、计算机仿真和性能分析，提出电子战系统采用此项技术的制约因素和需要解决的技术问题，工程实现时可以以此为参考，合理的使用基于子阵的数字多波束形成技术。     

基于发射子阵集中式MIMO雷达波束形成

与相控阵雷达相比,集中MIMO雷达发射在采用正交波形时,虽然能够得到波形分集增益,但同时也损失了相干处理增益。针对这一问题,本文提出了发射子阵波束合成的思想。首先对集中式MIMO雷达的发射端进行非相干子阵划分,然后利用子阵内波形的相关性和子阵间波形的正交性来同时获取相干处理增益和波形分集增益,并推导出了子阵划分MIMO雷达波束方向图和输出SINR的数学表达式。与相控阵雷达和常规集中式MIMO雷达相比,采用该方法的雷达能够实现较低的空域副瓣和较大的输出信干噪比。仿真实验证明了该算法的有效性。     

罗特曼透镜多波束发射阵的结构设计

介绍一种１６元６１波束罗特曼透镜多波束发射阵结构设计，设计中遵特微波天线电气特性与结构设计一体化的思想，运用ＣＡＤ优化设计技术，并对电磁兼容进行充分的考虑，使天线阵设计取得了较好的总体效果。     

发射多波束的非线性功放影响分析

随着雷达通信系统的要求越来越多样和复杂,多功能相控阵雷达的应用已经成为一种趋势,而数字多波束技术正是其主要的技术手段之一。对于发射系统来说,实现发射多波束存在的难点之一就是功放的非线性会对多波束的形成造成影响。因此,分析了发射多波束在无记忆的非线性功放中受到的影响,主要研究了功放的非线性影响的根源,从波束图和期望信号与干扰信号功率比的角度,将非线性对多波束的影响进行了理论分析和仿真,为实际工程中的功放设计提供了依据。     

相控参量阵波束合成设计

针对矩形和圆环形换能器阵列,完成了宽带参量阵信号的波束合成仿真与结果比较分析.仿真结果表明,同等阵元个数N=9、相似阵列边界半径rm=49 mm条件下,矩形阵列差频波波束主瓣-3 dB指向角约为6.3°(圆环阵列约为7.4°),旁瓣几乎被完全抑制(圆环阵列约为主瓣峰值的10％),矩形阵列更利于提高主瓣指向性和抑制旁瓣幅度.针对矩形阵列,该文仿真分析了采用阵元信号延时方法实现参量阵信号波束偏转时的各波束特征,仿真结果显示,偏转后波束存在主瓣峰值点幅值削弱、主瓣峰值点未对准预定方向、主瓣宽度增大等问题.分析表明,以上问题可通过增加阵元数目及增大阵列尺寸进行修正.     

二维相控阵-MIMO雷达联合发射子阵划分和波束形成设计方法

为了有效地抑制干扰信号并进一步提高雷达系统的性能,该文提出一种基于2维相控阵-MIMO雷达的联合发射子阵划分和波束形成设计方法。该方法首先将MIMO雷达系统的发射阵列等分成一定数目的非重叠子阵并给每个天线分配相同的发射能量,以确保发射信号具有恒模特性;其次,在一定的约束条件下,以最大化接收波束形成器的输出信干噪比为准则建立关于子阵结构、每个子阵对应的发射波束形成权矢量以及接收波束形成权矢量的优化模型,并采用循环迭代方法进行求解。仿真结果证实了所提方法的正确性和有效性。

     

多波束阵列干扰发射机中的高压电源

叙述了多波束阵列干扰发射机中高压电源的方案选取、全桥软开关变换器的工作原理。     

基于SIW的多波束波导缝隙阵列天线设计

基片集成波导(SIW)是一种新型的波导结构,具有低插损、高Q值、易于加工和设计等优点,在雷达、通信和导航等领域有很好的应用价值。本文应用SIW技术设计与仿真了一个Ku波段基于Butler矩阵馈电网络的多波束波导缝隙阵列天线。仿真结果表明该天线通过俯仰维实现同时4波束,提供±45o覆盖,具有良好的方向图和驻波特性。它采用一体化设计方式,大大减轻阵列天线重量和减小尺寸,具有较高的工程实用性。     

阵列多波束雷达的优化设计

针对阵列多波束雷达主要参数的优化设计进行了理论分析,提出了阵列多波束雷达的空域覆盖、接收波束和接收通道的设计原理、误差分析和工程实现,给出了实验系统的实际效能结果及其分析。这对优化雷达系统参数、合理利用雷达资源有一定的工程指导意义。     

基于多波束网络的宽带阵列接收系统

宽带阵列接收系统因其瞬时带宽大、动态范围大、灵敏度高等特点,在电子战系统中有着重要应用。针对以较小的硬件代价解决宽空域、高灵敏度接收多个宽带信号的需求,提出了基于多波束网络实现宽带阵列信号接收的解决方案,该系统主要包括射频前端、多波束网络、宽带变频及宽带数字接收机。详细论述了多波束网络损耗模型及级联噪声系数模型,扩展了包含合成器的阵列接收系统噪声系数结论;并从系统的角度分析灵敏度指标,对同类工程系统的设计具有参考意义。系统测试结果表明,灵敏度优于-94dBm,瞬时动态范围大于40dB,已在某侦察系统中取得成功应用。     

二维多波束系统波束阵列畸变及校正

波束阵列的畸变对测向精度等指标有很大影响。简述了二维多波束系统的波束形成方法,重点分析了二维多波束阵列的畸变情况,对二维多波束测向原理进行了讨论,提出了二维多波束阵列畸变的校正方法。     

星载DBF多波束发射有源阵列天线

 低轨通信卫星大容量、终端小型化要求卫星采用多波束天线技术来实现高增益、宽覆盖.本文针对低轨CDMA通信系统,设计了具有近"等通量"覆盖的平面阵列多波束发射天线,该天线由61微带单元天线阵、61个发射射频通道和数字波束形成网络组成;数字波束成形网络对输入的16个波束信号进行正交化、加权处理输出61路中频信号,由发射射频通道完成上变频和信号放大,最后通过天线阵辐射出去在空间形成期望的16个赋形波束覆盖.文章详细介绍了天线的实现方法和试验结果,通过对16波束发射天线原理样机的测试,结果表明天线各指标都符合设计要求,有效验证了天线系统设计的正确性.     

干扰环境中多波束阵列天线的指向优化

通常多波束阵列天线的指向是固定的,在干扰环境下对于接近其子波束方向的强干扰的抑制能力较差。多波束指向优化问题是指,在子波束方位间隔保持不变的情况下,使得多波束整体指向在小范围内可调整,以尽量避开干扰进入子波束的情况,从而抑制强干扰、提高多波束输出的信干噪比。以输出总功率之和最小化为准则,推导了最优调向方法和次优的快速方法,后者用"等效波束"的概念来解释多波束对干扰信号的总体响应。仿真表明,基于自适应波束形成的快速调向方法既可接近最优调向方法的性能,又能较大地减少运算量。     

基于方向图综合和空域插值的大型阵多波束形成技术

为了克服大型阵阵元级多波束形成的造价,复杂度和子阵级多波束形成的抑制栅瓣困难的问题,提出了一种方向图综合与空域插值相结合的方法,该方法既可以实现在任意方向上形成多个波束,又可以避免使用大量的数字权,简化了波束形成网络,具有较高的工程实用价值。计算推导和仿真结果均表明此方法是有效的。     

On Blocking Probability of Multi-Beam CDMA Systems Using SBF Array Antennas

In wireless cellular systems, a code division multiple access (CDMA) technology with array antennas can significantly reduce interferences by taking advantage of the combination of spreading spectrum and spatial filtering. We investigate blocking probabilities of multi-beam CDMA systems using switched beamforming (SBF) array antennas considering non-homogeneous traffic loading over a cell which may cause traffic congestion and introduce large blocking probability in a hot-spot area. We also propose a feasible main beamwidth deployment and a beam reassignment (BR) method to mitigate the hot-spot beam, named the hot-beam. The feasible main beamwidth deployment suggests that we can relieve the hot-beam situation by deploying the feasible main beamwidth which can guarantee below 1% blocking probability. Using the BR method, the blocking probability of hot-beam and total blocking probability over a cell are significantly reduced. Further, it is shown that the feasible traffic load ratio of the hot-beam to the lightly loaded beam is significantly enhanced when the total blocking probability of the cell is maintained below 1%. Hyunduk Kang received the B. Eng. degree in electronics engineering from the Dong-A University, Busan, South Korea, in 1997, and the M.S. degrees in information and communications engineering from the Gwangju Institute of Science and Technology (GIST), Gwangju, South Korea, in 1999. He is currently a Ph.D. candidate in information and communications engineering from the GIST. His current research interests include performance analysis and resource management of next generation mobile communications and wireless sensor networks. Seokjin Sung received the B.Eng. degree in radio science and communication engineering from the Hong-Ik University, Seoul, South Korea in 2002, and the M.S. degree in information and communications engineering from the GIST, Gwangju, South Korea in 2004. He is currently a Ph.D. candidate in information and communications engineering from the GIST. His research interests are in the areas of adaptive smart antenna system design and analysis for moving-user environments. Insoo Koo received the B.Eng. degree in electronics engineering from the Kon-Kuk University, Seoul, South Korea, in 1996, and the M.S. and Ph.D. degrees in information and communications engineering from the GIST, Gwangju, South Korea, in 1998 and 2002, respectively. From 2002 to 2004, he was with the GIST as a Research Professor. In 2005, he joined the University of Ulsan where he is presently an Assistant Professor. His current research interests include next generation mobile communications and wireless sensor networks. Kiseon Kim received the B.Eng and M.Eng from the Seoul National University, all in electronics engineering, in 1978 and 1980, and the Ph.D. degree from the University of Southern California, Los Angeles, in 1987, in electrical engineering-systems. From 1988 to 1991, he was with Schlumberger in Texas, as a Senior Development Engineer where he has been involved in development of telemetry systems. From 1991 to 1994, he was a Computer Communications Specialist for Superconducting Super Collider Lab., in TX, where he has built telemetry logging and analysis systems for high energy physics instrumentations. Since joining the GIST, in 1994, he is presently a Professor. His research interests include wideband digital communications system design, analysis and implementation.     

空潜信道中基于多光束阵列的二维图案传输

提出了一种利用多光束阵列在复杂散射信道中进行二维图案传输的理论模型。与传统多光束传输方案思路不同,该模型有效利用信道的强散射特性,使各光束充分扩散,在接收面形成交迭区域,成像光学系统在该区域内接收光信号并恢复各发射光束的空间位置信息,完成二维图案信息在空潜信道中的多通道传输。视在参数的引入使光束原本在两个不同折射率介质中的传输简化为仅在一种介质中传输的简单问题。实验采用直径为15 mm的微透镜阵列以及长为12.65 m的海水、大气信道来模拟实际信道中的强散射作用,结果表明该模型具有较好的可行性。     

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.