基于超表面天线的自适应抗干扰方案

针对传统抗干扰方案无法根据不同类型干扰形式选择合适抗干扰策略的问题,提出了一种基于超表面天线的自适应抗干扰方案,根据期望信号和干扰信号的入射方向判断干扰的类型并制订针对性抗干扰方案。首先,设计了一种改进的稀疏度自适应匹配追踪(sparsity adaptive matchingpursuit,SAMP)算法进行波达方向(direction of arrival,DOA)估计,可以利用超表面天线的多维观测能力在少快拍采样下实现高精度相干信号源的信源数与DOA联合估计。其次,利用信号的DOA信息判断主瓣干扰和旁瓣干扰的存在性并选择对应的抗干扰策略。当存在主瓣干扰时,利用超表面天线的多维观测能力将改进阻塞矩阵预处理结构配置在天线上实现主瓣干扰抑制。当存在旁瓣干扰时,采用一种二次不等式线性功率最小化算法实现抗干扰。当两种干扰形式同时存在时,采用阻塞矩阵和波束成形联合抵抗干扰。仿真结果表明,所提方案针对不同干扰类型均有较好的信干噪比(signal interference noise ratio,SINR)提升,当主瓣干扰和旁瓣干扰同时存在时,相较于传统方案最高可具有6dB的增益提升。

主瓣掩护式干扰下单脉冲雷达目标检测方法

针对单脉冲雷达在目标与干扰视线夹角变小时抗干扰性能显著下降的问题,提出了一种基于分布式辅助天线的改进型单脉冲雷达抗主瓣掩护式干扰方法。对雷达系统添加分布式辅助天线,以抗干扰改善因子最大化为准则,综合运用单脉冲雷达的和、差波束及分布式辅助天线波束在波束域进行自适应干扰抑制,最后利用恒虚警检测验证所提算法的抗干扰性能,并与其他方法进行了对比。数值仿真验证了所提抗干扰方法可有效提升抗干扰改善因子及目标检测概率,当目标、干扰视线夹角较小时亦具备较好的抗干扰性能。

一种频控阵抗主瓣欺骗干扰的方法

针对雷达发射信号时采用频控阵模式、接收信号时采用相控阵模式的抗主瓣欺骗干扰方法,研究了一种干扰置零方法,在频控阵发射方向图的主瓣对准需鉴别目标的位置时,使其他目标位于方向图的零陷处,解决了在使用频控阵进行目标鉴别时其他位置处目标若位于频控阵方向图较高旁瓣上时仍能对雷达形成干扰的问题。计算机仿真结果证明了所使用的干扰置零方法具有可行性和有效性。

多全球导航卫星系统联合的探月飞行器轨道定位分析

针对探月飞行器月球公转轨道上的卫星导航定位问题,以高轨道飞行器卫星导航定位的研究为基础,采用多全球导航卫星系统联合定位的方法进行仿真。分析了载波功率与噪声功率密度比为15d BHz的弱信号捕获门限下,各系统联合定位时波束主瓣和旁瓣的可用性,同时对各系统联合情况下的精度因子值进行分析。仿真结果表明:当接收到的卫星天线辐射的主瓣和旁瓣信号均高于载噪比门限时,全球导航卫星系统的三系统或四系统的联合能满足实时定位条件;而旁瓣损耗不加以补偿时,接收信号载噪比低于门限并导致任意联合方式均无法完成定位。各系统联合的精度因子分析表明:单系统或双系统联合的几何精度因子变化剧烈,四系统联合相比三系统联合的几何精度因子下降16.93%;三系统联合定位方案中,美国全球定位系统、中国的北斗卫星导航定位系统与欧洲的伽利略卫星导航定位系统联合方案的几何精度因子值变化最平稳,为最佳选择。理论分析和仿真结果为探月飞行器定位技术研究和星载多系统接收机设计提供参考。

侧射式天线阵和端射式天线阵的角分布

天线阵的辐射角问题是电磁波辐射的重要内容,也是电磁场理论与实际问题相联系的重要范例。文章对侧射式天线阵和端射式天线阵的最大辐射方向、主瓣宽度和副极大辐射方向进行了研究和比较,并作了理论上的探索。设计者可以根据需要调节天线阵的角分布,以提高天线阵的定向性能及其抗干扰性。

大型阵列天线子阵划分及栅瓣抑制方法

利用遗传算法(genetic algorithm,GA)将大型阵列划分为非均匀邻接子阵,以主旁瓣比作为适应度函数,并对遗传操作增加约束条件,得到具有栅瓣抑制能力的子阵结构。提出了基于子阵级的波束扫描方法,在每个扫描分区内无需改变阵元权值,仅通过子阵级数字波束形成即可完成阵列的波束扫描,并分析了不同扫描角对阵列方向图的影响。为了抑制大扫描角带来的高旁瓣,运用自适应原理使子阵级方向图在高旁瓣位置形成凹陷。分析与仿真结果表明,该方法能够进一步提高阵列方向图的主旁瓣比,增加扫描分区的范围。

均匀圆阵的二次加权自适应零点处理

本文从分析均匀圆阵的空间方向性出发 ,提出了基于最大方向系数约束条件和最大信噪比准则的自适应零点形成的二次加权方法 ;应用该方法研究了均匀圆阵的一维自适应零点形成问题 。

5GHz无线频段的复合数字阵列天线噪声抑制

针对当前天线噪声抑制方法不能有效处理主瓣干扰,导致噪声抑制效果差的问题,提出了基于5GHz无线频段的复合数字阵列天线噪声抑制方法。根据5GHz无线频段相关理论设计出复合数字阵列天线。因目标到达天线方向与角度的不同,将噪声干扰分为主瓣干扰与旁瓣干扰,主要对主瓣干扰引起的波束形变、方向曲线失真等情况进行抑制。对噪声影响下的追踪信号进行差波束零点约束处理,运用倒数约束法限制单脉冲比曲线,将其保持在曲线线性条件内,同时利用阻塞矩阵降低追踪信号自由度,实现对天线噪声的有效抑制。仿真结果表明,研究方法的数字单脉冲测向精度高,噪声抑制耗时短,效果好。

角跟踪信号的动态模拟

为了检验天线伺服反馈源系统的性能和状态,要对角跟踪信号进行动态模拟。根据天线方向图中角度偏移与和差信号幅度的对应关系,通过控制和差信号幅度从而改变角度偏移,可以对角跟踪性能进行动态模拟。介绍了角度模拟在工程中的实现方法,分析了影响模拟精度的因素。实际工程应用验证了该方法的有效性。

基于遗传算法的天线波束方向主瓣位置控制的研究

天线波束方向形成是智能天线中的一项重要技术。经典的波束形成算法多涉及复杂的矩阵运算且收敛速度慢。因此本文提出将遗传算法应用于阵列天线波束形成中,并以一维均匀直线等幅天线阵波束方向主瓣位置控制为例进行仿真研究。仿真结果验证了遗传算法在得到满意解情况下,运算更加简单收敛速度快。实际应用表明,基于遗传算法的天线波束方向形成技术是切实可行的,且具有很好的推广潜力。

卫星通信系统邻星干扰分析方法研究

针对多星组网频率复用卫星通信系统的邻星干扰问题,对一种卫星通信系统邻星干扰分析方法进行了研究。首先计算地面站能否同时接收到邻星信号,若无,则不存在邻星干扰,若有,则需分析干扰的影响。其次计算邻星是否在接收天线主波束范围内,若不是,可认为两星的极化方式对接收系统无影响;若是,考虑双星完全重叠的极限情况,分析最严重的邻星干扰,并给出了综合考虑天线、降雨、倾角、冰晶等因素导致的去极化效应的信噪比计算模型。该方法已成功用于我国某卫星星座通信系统设计并通过了在轨测试,误码率满足系统设计要求。研究可为我国其他多星组网频率复用卫星通信系统的研究和设计提供参考。

基于频域多目标测向的星载赋形天线调零算法

为了保证通信卫星在人为电磁干扰及复杂电磁环境下的正常工作,给出了一种用于星载赋形天线的频域多干扰目标测向及调零方法。该方法首先采用频域多目标测向算法实现多干扰源的方向估计;然后基于估计出的干扰源到达方向,采用带主波束保形的波束置零算法,以达到对主波束保形和多个干扰进行抑制的目的,较好地兼顾了调零深度与主波束保形效果这两个方面;最后分析了有多个干扰时该方法的性能。仿真结果和性能分析验证了该方法的有效性和可行性。

一种主瓣保形的波束形成新方法

为了保证通信卫星在人为电磁干扰及复杂电磁环境下的正常工作,利用主天线和辅助天线相互配合的思想调整相控阵天线阵元的初始静态权值,通过带有主波束保形的调零算法来对多个干扰实现有效抑制的同时达到波束主瓣保形的目的,即保证在主瓣干扰处准确形成较深的零陷时,主瓣内其他方向上波束方向图与静态方向图尽可能相似。这样可以保证通信时有效地抑制电磁干扰,同时尽量减少对周围服务区域通信质量的影响,并通过仿真验证了这种方法的有效性。

偏焦偏置抛物面天线的辐射特性

以馈源横向偏焦量Δy作为变化因素分析了偏焦偏置抛物面天线的远场辐射特性。在采用坐标转换、相位计算的基础上运用口径场法推导了远区电场的近似表达式 ,并对不同偏焦量Δy下的天线方向图进行了计算和比较分析。结果表明 ,随着偏焦量Δy的增大 ,天线主波瓣偏离抛物面的焦轴线角度越大 ,天线增益越小 ;而且主波瓣宽度越宽 ,旁瓣的不对称性越明显 ,第一旁瓣的相对强度也越大。

相控阵天线的通道误差对数字波束形成的影响

为了研究相控阵天线的通道误差对数字波束形成的影响,首先对通道误差进行了建模,并推导得出通道间幅度误差对波束指向的影响不大,但会使波束方向图的主瓣增益降低,旁瓣电平升高;相位误差不仅会使波束主瓣增益降低,旁瓣电平抬高,还会引起波束指向偏差,最后用Matlab对此结论进行了仿真验证。

基于天线波束偏转的高轨卫星对雷达主瓣侦收方法

为了提高高轨电子侦察卫星对雷达信号的侦收灵敏度,增大截获概率,提出了一种基于天线波束偏转的雷达主瓣侦收方法。根据雷达辐射源最大仰角,高轨卫星可以获得雷达信号的主副瓣侦收区域。通过天线波束在短时间内进行特定方向和一定角度的偏转,使指向雷达副瓣的天线波束实时对准雷达主瓣侦收区域,实现雷达主瓣侦收。仿真实验结果表明:取雷达主瓣最大仰角为40°、天线波束宽度为2°,通过天线波束偏转7.6°,可完成雷达辐射源主瓣侦收;与副瓣侦收相比,主瓣侦收信号信噪比至少可提高12.24 d B。

一种相控阵天线的FSS天线罩设计与分析

为一相控阵天线设计了频率选择表面(FSS)天线罩。通过对比分析原相控阵天线与引入不同结构FSS天线罩后天线/FSS系统的增益方向图,设计了FSS的单元结构类型和FSS天线罩的尺寸;同时,以天线/FSS系统副瓣电平最低为目标,优化了在相控阵天线扫描角为0°时,天线平面与FSS天线罩的距离参数,完成了相控阵天线/FSS天线罩系统的设计。以此为基础,对比分析了相控阵天线扫描工作时,加入FSS天线罩前后,相控阵天线的增益方向图,研究了有限尺寸FSS天线罩对相控阵天线的增益、主瓣电轴方向、副瓣电平以及瞄准误差等性能的影响。

浅谈辐射安全防护距离在移动通信基站环境影响评价中的应用

本文根据移动通信基站天线传播特征,结合天线在水平和垂直方向对周围环境的影响,通过辐射安全防护距离判定的方式,得出移动通信基站建设是否符合国家相关要求。

基于HIS的低剖面宽角扫描相控阵天线设计

本文设计了工作于1.9~3.2 GHz的宽波束宽带蝶形偶极子,增加四分之一波长短路柱,改善匹配拓展阻抗带宽,将蝶形偶极子组成一维八元线阵,研究波束扫描角度和阻抗带宽。此外,设计了一种矩形HIS(High Impedance Surface)单元并研究其带隙与同相反射特性。将HIS加载到阵列上,利用HIS的同相反射特性降低其剖面高度。同时,由于HIS对表面波的影响,将相控阵的扫描角度进一步拓展。结果表明,加载HIS比未加载HIS相控阵扫描至±60°时的主瓣增益和副瓣电平分别提高了3 dB和12 dB,并且交叉极化鉴别率XPD(Cross Polarization Discrimination)可以提高13 dB,加载HIS的相控阵在主瓣增益下降3 dB以内可以达到±65°的扫描角度。

偶极板天线设计原理与实践

系统地描述了偶极板天线水平和垂直方向性函数，介绍了偶极板天线的主要参数选择原则，讨论了两种常用的波束下倾和零点填充方案，提出了总体设计中必须注意的问题。