数字波束成形中峰均比抑制方法的研究

数字波束成形技术是5G通信中的关键技术之一。然而,数字波束成形中过高的峰均比会造成信号发射端功率放大器进入非线性工作区域。针对现阶段概率类方法中的选择性映射类算法带宽利用率低和运算复杂度高的问题,提出一种基于MUSIC算法的盲选择性映射方法。该方法不用传输边带信息,就可提高频带的利用率;同时,在运算复杂度和峰均比的抑制效果上,所提方法较选择性映射算法有一定的改善。

波束成形的数字信道化技术研究

多波束和星载数字处理技术已应用于通信卫星。本文采用加权叠接相加算法,从控制波束成形的角度研究并模拟了子带信号的数字信道化。根据算法的特点,提出了信道化的模块化处理方法。对TMS320C25的信道化处理能力也作了初步估算。

数字波束成形在车载毫米波雷达中的应用

汽车智能驾驶辅助系统(ADAS)和无人驾驶汽车是目前汽车领域非常热门的方向,而车载毫米波雷达又是该领域中非常重要的传感器,为车辆决策和执行系统提供目标信息(距离、速度和方位角)。随着技术的发展,现有的SIMO毫米波雷达的分辨能力难以满足自适应巡航(ACC)和紧急制动(AEB)的要求。提出了基于数字波束成形技术的车载MIMO毫米波雷达,采用两发八收天线,在发射天线利用频分复用(FDM)调制,从而达到接收天线不模糊接收回波信号。通过测试和仿真,满足水平方向1度、俯仰方向2度分辨率的3D雷达,进一步提高雷达在ADAS与无人驾驶领域的探测性能。

通道响应失配对星载平面阵列多波束天线波束成形的影响

本文以星载平面阵列多波束天线为研究对象,建立了平面阵的数学模型,并给出天线的阵列方向图。研究了通道响应失配对天线波束成形的影响并给出仿真结果。分析表明:波束成形对通道响应一致性有很高的要求,必须对多通道接收机进行幅相一致性的校正。在卫星通信对多波束天线的要求下给出了幅相误差的可容忍范围,并提出了误差校正指标。

面向灵巧通信卫星应用的数字多波束成形研究

围绕灵巧卫星数字多波束相控阵的工程应用,针对通信卫星采用的多波束频分多址通信体制,讨论了基于多相快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform, FFT)的数字信道化技术和基于二维FFT的数字波束成形原理,设计了一个20 MHz带宽的阵列接收模型,将接收到的不同用户的不同频率信号通过对应的子信道输出,从而实现对多路同时到达信号的实时截获、降速以及变频,并成功集成到一个2×2阵列的数字波束成形(Digital Beamforming, DBF)多波束模块中,达到了时域和空域的双重滤波效果。进一步通过Matlab、SysGen和现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array, FPGA)多平台联合仿真,验证模型的准确性和有效性。仿真结果表明,在15 dB信噪比的前提下,生成的波束能够完全覆盖用户终端所在的整个区域,确保了通信的全面覆盖,且传输误码率为0。

数字多波束声呐的一种内插算法

数字多波束声响的每一波束具有固定指向．为了在空间域得到较高的分辨力，减少声呐设计中的硬件开销，波束成形后的内插是十分必要的．本文基于抛物线三点与五点内插的原理，提出一种简单易行，精度较高的波束内插算法，并以直线阵和圆弧阵为例，说明这种算法的实现方法。实际计算机模拟结果表明，本文提出的算法可以改善多波束系统的指向特性，提高对目标的分辨精度．

基于数字多波束星载多通道VDES设计

阐述了甚高频数据交换系统(VDES)系统产生背景,针对目前普遍存在的系统通信速率受限以及自动识别系统(AIS)时隙冲突问题,提出一种全双工射频通信频段设计方法和时隙冲突解决途径。通过采用多个射频通道以及多个波束合成,利用阵列天线和数字波束合成(DBF)技术,将卫星大覆盖范围划分为多个相互独立区域,缩小单个天线波束视场覆盖范围,减少单波束范围内船舶数量,能有效降低AIS信号时隙冲突。以600 km卫星轨道为例,介绍了8通道及8个波束DBF设计方法,对波束视场和天线增益等进行了仿真计算。结果表明:多波束可覆盖±42°视场角范围,单波束视场角最大为±14°。

新型星载多波束相控阵天线分布式数字波束成形网络设计与实现

针对16波束61阵元数字波束成形(DBF)星载相控阵天线的高速信号处理要求,提出以实信号处理为主体的分布式DBF网络架构,较复信号处理模式节省了一半的资源和数据传输量。通过时域Hilbert变换和分布式算法对波束成形网络各单元进行合理设计,降低了算法的运算量,也减少了硬件资源开销;同时通过单音闭环校正回路设计,改善了射频通道一致性。研制了DBF网络硬件平台和半实物仿真系统,验证了算法设计的正确性。本文提出的算法对资源有限的阵列信号处理有一定的借鉴意义。

DBF-SAR系统1比特量化设计

为解决DBF-SAR系统数据率巨大和星上处理复杂的问题,提出了一种将各通道回波和距离向匹配滤波器都1比特量化的处理方法。首先证明当回波信噪比较低时,符号位已包含了目标的幅度信息,从而为1比特量化提供了可能;在此基础上,利用各通道间信号相关性强而噪声相关性弱的特点,通过数字波束成形技术,提高了系统信噪比。接着探讨了该方法的硬件实现结构和资源消耗情况。最后,仿真结果表明了方法的有效性。该方法在不明显降低成像质量的前提下,简化了系统电路设计和减小了数据率,对DBF-SAR系统的工程实现有一定参考价值。

基于延时滤波算法的阵列信号合成技术

阵列信号合成的关键是对一个参考信号如何实现高分辨率的延时.介绍了阵列信号合成的基本原理与方法,根据阵列信号的特性,深入研究了一种基于延时滤波算法的阵列信号合成技术.该方法的优点是在较低的D/A采样频率的条件下,达到了高分辨率的延时,实现了阵列信号合成.仿真结果证明,该算法结构简单,计算量小,延时精度高,工程应用前景好.

DBF相控阵天线在超高分辨率机载SAR中的应用

该文从叠加原理和相控阵天线的扫描原理出发,提出了一种灵活方便的波束生成方法。用此方法由微带贴片天线单元组成了145cm×48cm的天线阵,生成了波长为24cm,方位向半功率波束宽度为23°的宽波束。由合成孔径原理可知,条带SAR的方位分辨率随波束宽度的变宽而提高。该文将宽波束天线用于超高方位分辨率机载SAR,计算了天线的性能指标和SAR的系统参数。比较了条带SAR和Spotlight SAR这两种常见的SAR模式的分辨率和测绘范围。

浅谈DBF技术在卫星监测工作中的应用

随着各国互联网星座最近几年的不断建设,互联网卫星数量日渐庞大,对于无线电监测工作来说,利用传统的抛物面天线的监测手段开展监测难以满足对卫星监测的新需求,数字相控阵天线技术日趋成熟,给卫星无线电监测带来全新的方式。文章通过对DBF技术的研究,探讨此技术在卫星监测中的应用。

支持数字收音!索尼发布新款枪型麦克风ECM-B10

索尼日前正式发布了可实现高品质收音的枪型麦克风ECM-B10。新的麦克风采用更加紧凑小巧的外观设计,采用波束成形技术,能够对4个高性能麦克风单元收集的声音进行数字信号处理,可在不同方向增强收音的指向性来自定义音频录制模式。ECM-B10提供三种可选指向模式.

面向阵列级同时同频收发的宽带自干扰空域抑制

具备阵列级同时同频收发能力的多功能一体化平台,面临发射阵列对接收阵列的强自干扰问题。针对这一问题,该文设计了一种宽带自干扰空域抑制方法,构造了限制主波束增益损失条件下,最小化残余自干扰和噪声功率的非凸优化问题,提出了交替迭代的优化算法联合求解发射和接收数字波束成形系数,从理论上分析了所提算法的自干扰抑制极限性能,并给出了所提算法的计算复杂度。分析和仿真结果表明,给定2.4 GHz工作频率,100 MHz带宽,主波束增益损失限制在3 dB时,收发各30阵元的相控阵列宽带自干扰空域抑制能力,即有效各向同性隔离度达到168 dB,距离自干扰抑制性能极限差距7 dB。

5G及其演进中的毫米波技术

第五代移动通信(5G)低频段(Sub-6GHz)已开始商用,5G毫米波技术也逐渐成熟,预计将于2022年开始商用。第六代移动通信(6G)的研究也已启动,而且关于6G的愿景以及核心技术的论文也开始增多。本文主要讨论毫米波技术在5G及未来6G中的应用及核心作用。

自适应抗干扰系统中多通道幅相校准的工程实现

在自适应抗干扰系统中,数字波束成形技术要求阵列多通道间的幅度和相位必须保持一致。论文针对阵列自适应抗干扰系统,提出了一种多通道幅相校准的工程实现方法,该方法通过数字基带产生校准信号并利用接收的校准信号对多通道幅相进行估计和校正。仿真结果和实测结果验证了论文提出的多通道幅相校准方法的正确性和有效性。

自适应天线阵列在OFDM系统中的应用

在简要介绍OFDM系统的基础上,提出了一种将卡尔曼滤波运用于OFDM系统的自适应天线阵列方法,理论分析并计算机仿真了系统误码率性能.结果表明文中提出的自适应天线阵列在消除OFDM系统同频干扰、提高系统接收性能方面显示出良好的性能.

智能天线在地面转播系统中的应用

介绍了电视行业中的新热点——地面转播,分析了这一业务实现的技术难点与目前的实现状况。阐明了智能天线的定义、组成,介绍了多波束天线和自适应天线阵。并根据实际应用场合,给出了环形阵列的方向图分析方法与实例。

GPS/BDS双模自适应抗干扰接收机的研究与实现

目前采用阵列信号处理技术成为强干扰条件下保持卫导信号接收的有效途径。论文针对阵列天线接收处理全球卫星导航信号和北斗信号,提出了一种GPS/BDS双模自适应抗干扰接收机的设计与实现方法,该接收机采用自适应数字调零和波束调向相结合的数字波束成形技术。仿真结果验证了论文提出的数字波束成形技术的正确性和有效性。