基于多波束/TDOA技术的双星干扰源定位

单星多波束干扰源定位方法需要在3个以上的同频波束都能接收到干扰源信号的情况下才能实现定位。由于同频波束的数量有限以及干扰源位置的随机性,往往会出现能接收到干扰源信号的同频波束少于3个,或接收增益过低影响定位精度的情况。【目的】针对只有两个可用波束的定位问题以及进一步提高干扰源的定位精度,提出了通过邻星与主星建立基于多波束天线与到达时间差(TDOA)技术的双星联合定位模型。【方法】通过建立双星联合定位模型,并联立出定位方程组证明了该模型的可行性。同时,基于定位几何稀疏精度因子(GDOP)对定位模型的接收增益误差、波束指向误差、到达时间差误差以及位置预测误差4个方面进行了定位误差分析,并使用Matlab进行仿真对比。【结果】仿真实验表明,基于多波束天线与TDOA技术的双星联合定位方法的定位精度明显优于传统的单星多波束定位方法。【结论】基于多波束天线与TDOA技术的双星联合定位方法利用了TDOA对定位精度影响较小的优势,使其代替部分波束参与到卫星定位中,不仅减少了对定位波束数量的需求,而且减少了测量增益的误差与波束指向的误差,大大提高了定位的精度并提升了可靠性,较单星多波束定位更具优势。

一种基于多波束天线增益差的单GEO卫星干扰源定位方法

卫星通信中单颗同步轨道(GEO)卫星受干扰后对干扰源很难定位。针对GEO卫星,提出了一种基于多波束天线的单颗卫星干扰源定位方法。介绍了单星多波束天线干扰源定位原理,分析了边缘波束受干扰情况下,邻波束的可用性,重点分析了增益测量误差、波束指向误差和海拔对定位精度的影响。从仿真结果可以得出,增益测量误差是导致定位误差的重要因素。波束指向存在0.01°误差时,最终的定位误差一般在几千米到十几千米。干扰源未知海拔高引入的误差相对增益测量差一般在500 m以下。当干扰源偏离星下点的时候,无论是增益误差还是波束指向误差对定位误差的影响都会偏大。

COSPAS-SARSAT系统第二代示位标信号的软件无线电设计实现

遇险示位标是全球卫星搜救系统(COSPAS-SARSAT)的一个重要组成部分。目前遇险示位标大多是第一代窄带示位标,采用固定的调制变频架构,存在集成度低、功能单一、升级需要更换硬件电路等问题。针对这些问题,文中设计了一种基于ZYNQ7000+AD9361软件定义无线电集成架构的第二代遇险信标示位标信号产生电路,其优点是信息内容、信号格式、发射参数可软件灵活定义。文中首先根据COSPAS-SARSAT系统第二代遇险示位标信号的格式规范,设计了扩频、滤波、调制等信号处理流程,仿真验证了信号特性;然后,用ZYNQ7000+AD9361软件定义无线电架构完成了PL和PS设计,实现了符合第二代COSPAS-SARSAT示位标规范的发射信号;最后进行了测试,结果表明该设计方法符合设计要求,有效可行。该设计具有分立器件少、集成度很高、高度可编程性、可灵活实现示位标的在线维护升级和信号转换等优点。

动载体天线稳定系统

提出了在动载体天线稳定系统中,一种以电子罗盘和角速度陀螺为核心的三轴座架结构的低成本控制系统方案,给出了稳定系统的构成,论述了系统稳定补偿策略,特别提出了对电子罗盘这一关键器件的保精度处理措施。最后对系统抗位置、速度和加速度扰动的能力分别进行了仿真分析,仿真结果表明该稳定系统抗扰动能力强,跟踪误差能达到系统技术要求。

动载体卫星天线稳定系统

提出了在动载体卫星通信系统中,一种以电子罗盘和角速度陀螺为核心的四轴座架结构的低成本控制系统方案,讲述了稳定系统的构成,阐述了系统稳定补偿策略,特别提出了对电子罗盘这一关键器件的保精度处理措施。最后对系统抗位置、速度和加速度扰动的能力分别进行了仿真分析,仿真结果表明该稳定系统抗扰动能力强,跟踪误差能达到系统技术要求。

基于频率复用的单星多波束天线干扰源定位

文中基于频率复用原理和多波束天线的特性,对单星干扰源方法进行了分析。文中首先分析了多波束天线的覆盖特性,主受波束和其同频波束会同时接收到干扰信号,从而引出单星干扰源定位原理;接着构建天线增益指向模型,并结合地球星历信息得到干扰源的位置;最后分析定位误差,对其进行理论推导和仿真,并得出结论:功率误差、波束中心指向误差和高程误差对定位误差影响比较大,卫星轨道误差对定位误差影响相对较小。

研究生国际学术交流课程思政混合教学模式探索

本文围绕国家战略目标,将课程思政融入研究生国际学术交流课程,采用混合教学模式,构建无边界的学习空间和立体化学习生态圈,丰富学习形态。教学设计以知识传递、能力培养和思想价值引领为核心,同时对教学目标、内容、方法、资源分配、评价等方面进行优化。本文旨在加强师德师风建设,提升研究生学位公共课程的教学质量,推进课程思政建设,发挥研究生教育“铸魂育人”的作用,为党育人、为国育才。

一种S频段反射型可调模拟移相器的设计

设计了一种应用于S频段卫星通信相控阵系统的反射型可调模拟移相器。该移相器利用三分支线定向耦合器扩展了带宽,改善了工作频段内驻波;采用传输线和变容二极管构成的L型反射负载扩大了相移量。测试结果表明,在上行频段1.98~2.01 GHz内,相移量达到191°±1°,在下行频段2.17~2.2 GHz内,相移量达到186°±0.1°;插入损耗优于3.3 dB且插入损耗波动小于1 dB,回波损耗在整个电压调谐范围内均大于20 dB。该移相器结构简单、便于调节且价格低廉,在卫星通信领域有一定的应用价值。

基于增益曲线拟合的单星多波束干扰源定位

单星多波束干扰源定位的公式是基于卫星的信号增益曲线建立起来的,用理论公式描述信号增益曲线存在较大偏差,针对该问题提出用拟合函数代替理论公式。建立干扰源定位方程时,用实际增益点的拟合函数代替理论公式可以减小误差。对实际增益点采用先插值后拟合的方法,插值方法分别选用线性(Linear)插值和三次样条(Spline)插值,拟合函数分别采用傅里叶函数(Fourier)和多项式函数(Polynomial)。两种插值方法分别搭配两种拟合函数产生4种拟合方法,对比分析理论公式和4种拟合方法共5种算法的性能,分别比较与实际增益的偏差以及定位误差的大小,发现拟合方法优于理论公式,且线性插值加3阶傅里叶函数拟合方法性能最优。

新工科背景下多模块、自主式、多维度综合设计课程群的探索与实践

介绍在“新工科”背景下,以电子信息类专业学生工程能力培养为目标的综合设计课程群的改革实践经验。通过开展多模块、自主式、多维度不同层次的教学模式,持续改进教学过程,满足“新工科”背景下对复合能力工程人才培养的更高要求,从而不断适应信息化时代新技术的快速变化。

卫星通信圆锥扫描跟踪

提出了一种在动载体卫星通信控制系统中,无需空心电机的圆锥扫描测角跟踪方案。介绍了该圆锥扫描旋转副面的有关结构安排和圆锥扫描测角系统的原理。实验研究了载体姿态变化对角误差计算的影响,并在此基础上介绍了圆锥扫描测角系统抗噪声检测的有关手段。该圆锥扫描测角系统结构安排巧妙、简单、成本低、工作可靠、具有实用价值。

一种圆锥扫描跟踪技术

提出了一种用于移动卫星通信系统的圆锥扫描测角跟踪技术。在介绍该项技术工作原理的基础上,详细分析了圆锥扫描跟踪的两个关键参数——圆锥扫描波束偏角和圆锥扫描频率,并且仿真了其对系统性能的影响。该技术由于采用了巧妙的结构设计,缩小了体积,降低了成本。系统采用了数字化的信号处理方法,省去了传统的模拟误差解调器等电路。

小型三轴数字罗盘测量误差分析

小型三轴数字罗盘能输出当前载体的航向角、俯仰角、横摇角,由于其体积小、精度高、使用方便而在三轴测量中越来越得到广泛使用。文中给出了一种分析小型三轴数字罗盘构成的三轴测量系统的工作原理的新方法,并推导出了测量系统中各相关量之间一系列计算关系式,在此基础上对影响三轴测量精度的因素进行了综合分析,提出了减少误差的方法,并辅于测量数据给予说明。

一种新型三轴数字罗盘的设计

三轴数字罗盘能输出当前载体的航向角、俯仰角、横摇角,由于其体积小、精度高、使用方便而得到广泛使用;对三轴数字罗盘航向角的测量受周围铁磁物质的影响原理进行了研究,给出了一种可改善航向测量性能的三轴数字罗盘的研制新方案,并提出了具体的修正计算关系式;实验证明该三轴数字罗盘在工作时无须停机就能矫正环境磁场,从而大大提高了航向角动态测量精度。

一种车载卫星通信跟踪技术

文中提出了一种基于两轴座架结构的低成本车载卫星通信天线跟踪技术。首先介绍了该座架结构形式,分析了其特点,介绍了横摇轴对系统性能的影响,推导出了其空间对星三轴计算补偿公式,在此基础上进一步对跟踪误差进行了仿真分析,说明了补偿的必要性。还对系统一些关键技术如传感器卡尔曼滤波、圆锥扫描跟踪进行了介绍。工程实际应用表明,该项跟踪技术跟踪卫星信标信号稳定,达到了系统设计要求。

姿态测量单元在船载卫星天线上的应用

提出了在船载卫星天线系统中,一种以姿态测量单元为核心的控制系统方案,详细叙述了该系统的三轴空间转动关系,推导出了如何由姿态测量单元输出的三维方向角进行天线反射面姿态修正的一系列数学表达式,介绍了进行前馈补偿的系统稳定方法;对系统进行摇摆试验测得方位角误差小于1.3°,俯仰角和横摇角误差小于0.5°;福州海关应用证明该系统能满足卫星通信稳定系统的技术要求。

基于溅射板馈源的Ka频段卫星通信天线设计

提出了一种Ka频段卫星通信地球站赋形天线的设计方法。该天线主面为环焦抛物面,采用溅射板式馈源。初级馈源、介质材料及副面通过胶粘接。文中理论推导了赋形等关键设计公式。根据设计结果进行天线样机加工,并进行了方向图测试。测试结果证明该1 m口径天线增益高达47 d Bi,且天线性能与理论仿真基本吻合,表明该设计方法有效可行。

单片机课程学习兴趣引导及内容安排的探索

探讨了单片机原理及应用课程的教学体系,对当前该门课程存在的问题进行了分析,提出了教学中可将传统的单片机与现代功能强大的单片机相结合;汇编语言的学习有助于培养学生的高效率编程能力和故障分析能力;可通过工程演示加实验教学的方式,合理安排课堂教学内容。通过这些方式,激发学生对这门课程的学习兴趣。

基于FPGA的L波段卫星数字信标机

描述了一种新型的零中频L波段卫星信标接收机。本接收机同时运用了零中频和数字信号处理技术。使用Matlab软件辅助设计数字滤波器,结果表明当滤波带宽越窄,信噪比越高。当输入测试信号频率为950.5 MHz,-80 dBm时,接收机输出-1 dBm,信噪比为30 dBm;当输入信号为-100 dBm时,接收机输出为-20 dBm,信噪比为15 dBm。

高频接近开关检测原理与设计

研究了电感式接近开关工作电路的原理,其电路可分为振荡电路、检波电路和输出电路三部分,对这三部分电路分别进行了研究以及详细说明。