波束可控天线阵讨论

本文介绍了一种新型短波高增益波束可控天线多元组阵技术实现方法，该系统由天线阵、宽带匹配网络、天线共用器、波束形成器、波束开关和短波接收机等部分组成，通过对该系统组成和原理分析可见，同传统的短波天线接收系统相比，该系统具有更好的方向性和抗干扰性，具有进一步研究和探讨的意义。     

基于波束空间CSI估计的OFDM自适应天线

现有pre-FFT OFDM自适应天线系统中信道状态信息(CSI)估计在阵元空间进行,其性能易受干扰的影响而恶化,本文提出一种基于波束空间CSI估计的pre-FFT自适应天线阵方案,可显著提高CSI估计的精度和稳健性,仿真结果表明该方案较传统的阵元空间天线阵有明显的性能提升,特别在强干扰条件下,阵元空间阵列可能无法工作,而本文方案仍然具有良好的性能.     

皮智能天线中的LMS自适应波束形成研究

自适应波束形成是智能天线的核心技术,其主要思想是利用自适应算法调整阵列权向量,使天线主瓣指向有用信号,干扰方向对准零陷,尽可能地提高阵列输出所需信号的强度,同时减小干扰信号的强度,从而提高阵列输出的信噪比.运用MATLAB仿真对LMS算法收敛性能进行常规研究,但重点研究了收敛因子、阵元个数、阵元间距等阵列系统因素,以及阵列接收信号过程中两波束夹角对LMS自适应波束形成性能的影响,为进一步优化自适应波束形成的性能奠定了基础.     

天波雷达后多普勒自适应波束形成

该文推导了短波干扰在距离-多普勒域上的解析表达式, 表现为平行于距离轴的恒幅谱脊;分析了电离层运动导致的短波干扰空间非平稳性, 其等效为各阵元上相同多普勒频点之间的幅相误差, 对自适应波束形成的影响可以忽略。在上述分析的基础上, 该文提出了天波雷达后多普勒自适应波束形成方法, 首先将各阵元接收信号变换到距离?多普勒域上, 然后在各个频点上分别进行自适应处理。实测数据处理表明该方法的干扰抑制性能良好, 稳健性也较强。      

遗传算法在宽窄波束切换天线阵设计中的应用

采用对天线单元开关通断的方法,使天线阵形成不同的远场辐射方向图,实现阵列天线方向图宽波束和窄波束的切换。对一个24元线阵天线阵进行了设计。提出了一种改进的遗传算法及其目标函数模型。采用该算法对天线阵各个天线单元的电流幅度进行了优化计算,计算结果显示能够产生满足设计要求的宽波束和窄波束方向图。最后采用HFSS软件进行了仿真,计算结果与仿真结果吻合,证明了所提方法的有效性。     

四元数域对合增广宽线性自适应波束形成

该文提出一种基于4元数的宽线性自适应波束形成方法,该方法在利用4元数构建单个阵元输出的基础上,通过充分挖掘4元数的3种对合信息,联合信号的非圆特性,建立4元数域对合增广信号模型,进而实现4元数域宽线性自适应波束形成。同传统4元数波束形成技术相比,该方法对非圆信号的接收性能显著提升,同时可以实现阵列虚拟孔径扩展,增大自适应波束形成干扰抑制自由度。仿真实验验证了所提波束形成方法的性能。     

互耦影响下的自适应圆阵分析

本文用矩量法严格分析了考虑互耦影响时自适应天线阵元的电流分布，给出了计算电流的解析式，并计算了八单元圆阵的电流分布。用等效网络法推导了考虑互耦影响时的最佳权矢量。仿真计算了不同阵元间距时，自适应阵的数字波束赋形。     

单极子-交叉环天线阵波束形成的分析

为了提高便携式近程海态测量与分析高频地波雷达（OSMARS）的风、浪探测能力,以单极子-交叉环组合天线为基本单元构建小型均匀直线阵列.分析了阵元间距对波束形成的影响,讨论了低副瓣处理对波束栅瓣的作用.结果表明：单极子交叉环天线阵波束的栅瓣幅度要比主瓣幅度小,且低副瓣处理能够将栅瓣完全压制.通过对不同阵元间距下的单极子交叉环天线阵的波束指向性能的比较,证实了可以适当地增加阵元间距,突破雷达半波长的严格要求,在获取相同的均匀旁瓣电平条件下以得到更窄的主瓣宽度.     

非线性有源天线阵接收技术研究

利用注入耦合振荡器阵列直接实现非线性接收波束合成,具有旁瓣低的优点,但难以实现接收波束扫描.因此提出了一种非线性有源天线阵接收的新技术,采用耦合振荡器阵列作为本振对接收信号进行混频,在中频进行波束合成.由于阵列单元间相位差可控,能实现接收波束扫描,还可用于生成和差接收波束.实验表明该技术可用于构建非线性有源天线阵的接收系统.     

60 GHz毫米波通信中一种新的波束搜索算法

采用毫米波进行信号传输,使多天线技术集成实现成为可能,继而可利用阵列天线波束赋形技术。然而,当天线阵元数增多时,将导致最优波束对的搜索算法复杂度急剧增加。该文充分利用不同数目阵元产生的波束特性,提出一种基于划区而治的逐步细化高效搜索算法;通过逐步增加使能天线数目,有效缩小搜索空间,最终实现最优波束对搜索。相比于现有方案,该算法能显著降低搜索过程中信令传输及能量消耗,仿真结果进一步验证了该算法的有效性。     

定向天线合成取代全向侦察天线性能分析

分析了在ESM侦察设备中利用不同方位的多个定向天线合成的方法实现全向信号接收的性能,分析表明,这种方法在一定程度上可以取代全向天线或半全向天线,用来提供测频信号。     

米波稀布阵雷达自适应旁瓣对消性能分析

详述了米波稀布阵雷达自适应旁瓣对消工作原理,米波稀布阵综合脉冲孔径雷达(SIAR)是一种新型米波分布阵体制雷达,采用稀布阵列天线,通过各个阵元全向发射正交编码频率信号以使各向同性照射,在接收端通过DBF和发射脉冲综合形成接收和发射波束。采用最小均方准则(LMS)对米波稀布阵雷达的抗干扰性能作了仿真,根据试验实测数据进行分析,取得了良好的干扰抑制效果,并分析比较了点频单个干扰源和多个干扰源对消处理效果,具有较强的工程实用价值。     

Hybrid MUSIC Dolph–Chebyshev algorithm for a smart antenna system

This paper presents practical design of a smart antenna system based on direction‐of‐arrival estimation and Dolph–Chebyshev beam forming. Direction‐of‐arrival estimation is based on the multiple signal classification algorithm for identifying the directions of the source signals incident on the sensor array comprising the smart antenna system. The smart antenna system design involves a hardware part, which provides real data measurements of the incident signals received by the sensor array. This paper presents the Dolph–Chebyshev method for the synthesis and design of antenna arrays with periodic element spacing. A Field‐Programmable Gate Array implementation is presented for an antenna array application employing digital beamforming. The array comprises 10 elements, equal in number receiving radio frequency and intermediate frequency components, as well as a Spartan‐3E Field‐Programmable Gate Array‐based unit, which is responsible for the control of the array. Low‐cost and switched‐beam, and fully adaptive antenna array suitable for 2‐GHz applications are proposed in this paper. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

机载多通道天线SAR自适应杂波抑制

本文通过分析多通道天线SAR的空间几何关系,建立了完善的多通道天线SAR回波信号模型,提出了基于相控阵天线空域阵元混迭式结构形成多个接收通道天线的多通道天线SAR自适应杂波抑制方法和实现结构.理论分析和计算机仿真结果表明,利用多通道天线技术并结合时空二维自适应杂波抑制技术,可以在进行机载SAR成像中对慢速运动目标具有良好的检测性能.     

基于压缩感知的自适应数字波束形成算法

该文根据目标在空间的稀疏性,提出了接收端的基于压缩感知理论的自适应数字波束形成算法。在阵元稀布的情况下,用压缩感知的压缩采样理论,恢复出缺失通道的回波信息,然后用恢复的信号做数字波束形成。该算法所形成的波束具有波束旁瓣低,指向误差小,干扰方向零陷深,而且没有栅瓣等优点,波束性能接近满阵时候的波束性能,而且使用该方法减少的阵元数远远大于其他稀布阵方法减少的阵元数。采用蒙特卡罗方法对该方法进行了性能评估,给出了不同信噪比、不同干噪比、不同快拍情况下的计算结果,仿真结果也验证了该算法的正确性。     

A nonlinear algorithm for output power maximization of an indooradaptive phased array

An adaptive receiving phased-array antenna is considered as one of the desirable features of the next generation of personal wireless indoor system. Such a feature will render this communication system much less sensitive to the signal fluctuations due to multipath propagation. This paper presents a prototype adaptive phased array based on an original nonlinear method. This adaptive algorithm which uses as performance criterion the maximization of the array output power to adjust a phase angle, is developed and applied to antenna system in order to control automatically its directivity pattern. Numerical results for a linear eight element array are presented. To test the algorithm experimentally, an eight element 20-GHz array, constructed using horn antennas and analog phase shifters, was used. The results obtained so far with such an array are discussed in the context of its eventual, implementation in MHMIC     

基于DDS的有源相控阵天线

有源相控阵天线不仅能提高通信系统的性能,而且还能扩充其功能,所以在通信领域的应用越来越广泛.本文介绍一种没有高频移相器的8单元有源相控阵天线系统,它由平面天线阵、数字T/R组件、接收DBF和系统控制分析软件等组成.其基本原理是在发射模式下,利用直接数字合成(DDS)代替传统的高频移相器和衰减器.由于DDS的工作频率比较低,需要通过上变频到系统所需要的工作频率(2.0GHz).在发射模式下,通过控制DDS完成发射波束形成所必需的幅度、相位加权和上变频所必需的本振信号;在接收模式下,则利用DDS技术产生接收信号下变频所必需的本振信号,然后采用DBF技术形成接收波束.文中详细介绍了基于DDS的有源相控阵天线的实现方法和实验结果.通过8单元基于DDS的有源相控阵天线系统的研究,证实了DDS技术在相控阵天线中应用的显著优点和相控阵天线在通信领域具有潜在应用市场.     

基于GPS循环平稳特性的盲波束形成算法改进

在卫星导航自适应阵列抗干扰中,为避免先验信息误差和阵列误差对自适应波束形成性能的影响,可采用基于正交投影和导航信号循环平稳特性的盲波束形成算法(OCAB)。针对GPS信号,采用周期延迟信号处理的OCAB算法(CDOCAB)时,由于数据长度有限,噪声循环自相关函数估计量不为零,因此将影响循环平稳方法的性能,而采用解重扩数据辅助的OCAB算法(DS-OCAB)可以避免噪声估计误差的影响。将两种算法进行仿真比较,仿真结果表明,DS-OCAB算法可在少数据量的情况下保证算法性能不下降,提高算法的稳健性。     

Co-channel interference canceller using CMA adaptive array antenna

A co-channel interference canceller that uses a constant modulus algorithm (CMA) adaptive array antenna is presented. In this canceller, when a CMA adaptive array antenna captures a co-channel interference signal, a replica of this signal is generated and then eliminated from a received signal, thus a desired signal can be obtained. Computer simulation results show that the proposed canceller can effectively reduce co-channel interference     

基于HFSS的智能天线自适应算法的研究

以3G基站系统智能天线阵列为研究对象,在研究了常用智能天线自适应算法的基础上,针对常用算法测向精度有限以及来波方向估计过程的复杂性等问题,通过在接收机的输出端引入阵列导向矢量信号,利用阵列导向矢量的特殊性质,得出了一种改进后的自适应算法。采用该算法的智能天线阵列,不仅具有较强的波束搜索能力和抗干扰性能,而且不存在复杂的来波方向估计过程。最后通过对8元直线型智能天线阵列的HFSS仿真实验,得出了SINR、驻波比、方向图等特性曲线,验证了该算法的可行性。