太阳同步对日定向卫星的测控天线布局设计

对日定向姿态卫星在轨没有固定指向地球的一侧,若采用在卫星对天面和对地面反向对称各安装一副测控天线以实现准全向覆盖的传统布局设计,在测控弧段中地面站方位跨越测控天线组合方向图干涉区的过程中,测控链路极易受到该区域天线增益的剧烈波动而出现链路中断,从而对测控任务产生较大影响。太阳同步轨道具有轨道平面和太阳矢量保持相对固定夹角的特性,若运行于太阳同步轨道的卫星采用对日定向姿态,则可利用该轨道特性,结合我国地面站主要位于北半球的特点,通过优化测控天线在星上的布局,减少测控天线干涉区对测控链路的影响。通过仿真分析给出该设计的具体实现过程,并给出不同轨道高度和降交点地方时对应的测控天线推荐安装角度,可为运行在太阳同步轨道上的对日定向姿态卫星提供测控天线布局参考。

多天线无线充电器的安全布置研究

多天线无线充电器的安全布置问题(SPINNER)涉及给定一组无线可充电设备和一组无线充电器,每个充电器都配备了多根有向天线,需确定其功率水平和策略(包括充电器的位置和天线方向),以最大化整体充电效用,并确保目标区域内任意位置均满足电磁辐射安全约束。文中考虑了两种场景,分别是具有给定位置集的多天线无线充电器的安全布置(SPINNER-G)和具有任意点的多天线无线充电器的安全布置(SPINNER-A)。首先,采用分段常数函数近似非线性充电功率函数,并将二维区域划分为有限数量的子区域,使得无限的电磁辐射安全约束减少为有限个。然后,针对SPINNER-G,提出了一种最大覆盖集提取方法,以限制无线充电器的方向。针对SPINNER-A,构造了最大相交情况,以限制充电器的位置和方向。文中提出了两种基于线性规划的贪心方案,分别求解SPINNER-G和SPINNER-A,近似比均为1/2-ε。仿真结果表明,所提算法在充电效用方面相比3种对比算法至少提高了54.2%。

基于粒子群算法的分布式MIMO系统圆形小区天线位置优化研究

本文研究分布式MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)系统圆形小区基站侧天线端口的位置优化问题.论文首先建立了包含小尺度Nakagami衰落、阴影衰落和路径损耗的复合衰落信道模型,然后在收发端皆配置多根天线、移动台于小区内具任意概率分布、发射和接收端分别实施选择性传输和最大比合并方案下,在高信噪比条件下推导出圆形小区下行平均遍历容量的近似闭型表达式;随后通过对小区进行相应的区域预划分,采用粒子群算法而非传统遗传算法以快速搜索当前区域内天线端口的最佳位置,并最终根据小区天线端口位置的整体搜索结果确定天线优化布局.仿真结果表明,本文所推导的平均遍历容量近似表达式能较好地反映分布式MIMO系统性能,且所采用的基于粒子群算法的小区最优天线端口位置搜索结果也能较好地接近理论最佳位置.

舰船短波通信天线优化布置数学模型

通过对舰船短波通信天线布置时要考虑的技术参数进行分析,采用线性加权和法建立了相应的目标函数模型,解决了多参数的天线优化布置问题。结合舰船短波通信天线布置的特点和国军标建立了约束条件模型。

网状可展开天线反射面精度调整技术研究

给出了改进型周边构架式空间网状可展开天线的具体结构方案,利用权因子法对辅助牵引面式网面精度调整技术进行了理论分析及调整方法研究。给出了网面精度调整的基本理论、公式以及调整步骤,在此基础上提出了型面精度优化的数学模型,并利用单纯形法进行了优化。利用ANSYS软件建立了相应的反射面精度调整模型,并进行了调整计算;证明了所提出的方法是正确性及所给天线的结构方案的合理性。

多监视区域偏好可控的MIMO雷达优化布站算法

针对分布式多输入多输出(MIMO)雷达在同时多区域监视情况下的优化布站问题,文中提出了一种多监视区域偏好可控的MIMO雷达优化布站算法。首先,建立评价监视性能的性能指标函数,在此基础上,分析偏好信息确定重点监视区域,并确定监视区域预期性能要求;进而,提出基于偏好信息的粒子群优化算法(PSO),对天线布站位置进行优化,获取满足偏好要求的天线布站方案,并根据偏好信息从中挑选布站方案进行布站;最后,通过对多监视区域进行布站仿真,验证了所提布站方法的有效性。

网状天线反射面形状精度控制智能结构作动器的位置优化

就网状天线反射面振动控制智能结构的作动器位置优化进行了讨论;把模态分析和能量作用原理相结合,提出了一个网状天线反射面振动控制智能结构的作动器位置优化的新方法;求每个候选单元的位置评价准则TC(所有模态的模态可控度之和),TC大的候选单元就是作动器的最佳位置.并用算例验证了该方法的正确性.

基于特高频传感阵列的局部放电定位误差分析及优化布置

局部放电的测量和诊断已成为评估高压电力设备运行状态的重要方法之一。但目前的局部放电监测主要以单个设备监测为主,测试仪器程序多,成本高,维护工程大。文中介绍了利用4个以上传感器组成传感阵列接收特高频电磁波对变电站设备局部放电源定位的方法,分析讨论了基于时差法的定位算法,分析其主要误差来源,理论推导了定位结果误差与传感器阵列布置及信号到达时延序列误差的关系,最后给出了特高频传感器阵列布置的优化方法。

应用于液体类商品的RFID标签贴放位置优化设计

液体对超高频电磁波有较强的吸收作用,为减少液体对超高频RFID标签的影响,提出RFID标签在液体类商品表面贴放位置的设计从理论和数值仿真两方面分析了液体环境对RFID天线性能的影响,提出了标签贴放位置的选择问题。在此基础上,将仿真实验与实际应用相结合,设计了液体类商品仿真模型,将弯折偶极子天线贴放于商品的合理位置,测试标签在该环境下的回波损耗和增益性能。研究结果表明,RFID天线的回波损耗小于-20dB,天线的增益方向图也显示天线具有良好增益。标签的设计针对实际液体类商品应用场景,标签天线测试结果良好,为RFID标签在液体类商品中的应用提供了解决方案。

分布式MIMO系统线形小区天线位置优化研究

对于研究分布式MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)系统线形小区基站侧天线端口的位置优化问题具有很重要的现实意义。以最大化小区平均遍历容量为目标函数,研究了分布式MIMO系统中基站侧天线位置的最优分布问题。根据仿真结果可得出如下结论:基于粒子群智能优化算法的次优搜索可以有效解决该类优化问题;对天线最优位置产生影响的主要因素包括:用户位置的分布、基站天线的布局方式以及基站侧天线端口的数目等。

FEKO在直升机天线布局中的应用

电磁仿真软件FEKO具有强大的电磁场计算分析能力。以直升机载航管应答天线和无线电高度表天线为例,研究了FEKO在直升机天线布局设计中的应用,给出了FEKO中的模型建立方法,通过仿真计算天线辐射方向图和隔离度及其分析,说明FEKO可完成天线布局的优化设计。研究中的试验测量结果与仿真计算结果基本吻合,验证了FEKO进行直升机天线布局仿真方法的合理性和可行性。

基于大面元物理光学的超电大尺寸求解技术

随着工作频率不断提高,待分析问题的电尺寸也迅速增大,全波分析方法面临着内存需求巨大,仿真周期长等极大的挑战。物理光学[1]方法求解电大问题速度快,资源少,但要求网格划分与矩量法划分规则一致,当处理超电大尺寸模型时,同样面临着网格数量多,仿真时间长,内存需求大等问题。而大面元物理光学(Large Element Physical Optics)方法对传统物理光学基函数相位修正,可以采用大尺寸单元进行网格划分,相比传统的物理光学方法,求解速度更快,需求资源更少,FEKO[2]采用大面物理光学方法可实现超电大尺寸目标的天线分析、天线布局、雷达隐身等。

动态环境下MIMO雷达站点优化配置方法

针对动态环境下多监视区域的分布式多输入多输出(MIMO)雷达站点优化配置问题,提出基于卡尔曼滤波(KF)与粒子群优化(PSO)的站点配置方法。文中考虑MIMO雷达系统要实时监视多区域,并根据环境的变化计算不同时刻的站点最优配置方案,建立了待优化数学模型,给出了算法的求解过程及步骤,最后通过仿真验证了算法在动态环境下的有效性,可显著提升各个时刻雷达站点最优配置方案的计算效率,并改善最优配置方案的性能。

可控性能偏好下的MIMO雷达站点优化配置方法

针对多监视区域下MIMO雷达站点优化配置问题,本文提出了一种性能偏好可控的站点优化配置算法。首先,梳理了衡量监视性能的指标函数并建立优化问题的数学模型;其次,提出了基于动态参考点的粒子群优化算法(PSO),在ZDT1-ZDT3系列测试函数下仿真验证了该算法的有效性,定量评估了其相对于传统静态参考点PSO算法的优势;然后,利用基于动态参考点的PSO算法对MIMO雷达站点配置问题进行优化,获取性能偏好可控的站点配置方案集;最后,在实际MIMO雷达站点配置场景下验证了该算法的有效性。

天线架设方式对天线测试的影响浅析

分析了在移动通信基站天线架设过程中天线相位中心偏离转台转轴中心对天线测试的影响,采用理论分析与实测相结合,实测结果表明:天线相位中心偏离转轴中心时主要引起方向图角度误差,导致波宽偏窄;并通过实测验证了金属杆对天线测试的影响,数据显示:金属杆对置于支撑杆的顶部的低增益天线(如室分天线、喇叭天线等)影响较大,而对抱于支撑杆上的高增益天线(如基站天线)几乎没影响,该分析为科学合理地架设天线提供了数据依据。

机载天线伺服系统鲁棒控制器设计

机载天线对中伺服系统要求根据上位机发出的控制指令实时调整天线姿态,隔离扰动对天线指向的影响,保证天线始终高精度对中目标卫星。如何测量系统的随机扰动并进行补偿控制,保证伺服系统的动态跟踪性能是设计的一大难题。为解决上述问题,提出了一种利用干扰观测的鲁棒控制器方法,采用极点配置法设计干扰转矩观测器,将观测到的干扰前馈到控制信号输入端进行补偿控制,为了抑制观测器误差对伺服系统性能的影响,设计鲁棒H_∞控制器来保证整体反馈系统鲁棒稳定性。通过对伺服系统进行仿真分析,动态跟踪误差可以控制在±0.2。范围内,说明带有干扰观测的鲁棒控制器能够有效地补偿外部扰动,提高天线稳定跟踪的精度。

基于双引导值的三轴天线等待点置位效率的初步研究

针对三轴天线等待点常规置位方法存在效率不高的问题,提出提高置位效率的置位方法。通过分析三轴天线常规分步置位方法的运行流程,确定提高置位效率的关键环节,解决改进置位方法所带来的安全隐患,提出基于双引导值的三轴天线等待点置位方法,实现可靠提高天线利用率的目的。通过置位时间分析,结果表明,该方法具有置位时间短、可靠性强的特点,降低了天线等待点置位时间。

深亚微米SOI工艺SoC设计中天线效应的消除

深亚微米SOI片上系统芯片(SoC)因其工艺特性,按照常规的布局布线(PNR)流程,出现了约一万个天线效应违规。介绍了一种在布局布线阶段不插入反偏二极管就可以消除大量天线效应违规的优化迭代流程。通过对天线效应的产生以及天线比率公式的分析,从线长和栅面积角度考虑天线效应的修复,结合自动布局布线设计工具SoC Encounter对这些因素的控制,可以在布局布线阶段消除天线效应的违规,并能与版图验证的结果保持一致。在一款通用抗辐照SoC芯片的设计中,应用该优化流程在布局布线阶段消除了设计中的天线效应违规,有效节约了芯片整体设计时间。