基于波束扫描的DBF天线方向图测试方法

DBF天线安装后,一般不具备可机械旋转的常规测试条件.研究DBF天线方向图的间接测试问题,提出一种基于波束扫描的测试方法,给出其测试原理和测试流程.针对波束宽度、副瓣水平和波束指向等天线主要参数,用仿真比对该方法与常规方法的测试结果和误差.在DBF天线方向图正常和异常两种情况下,两种方法可得到相近的仿真测试结果,证明间接测试方法的有效性.

DBF在数字阵列天气雷达中的应用

将DBF技术应用于天气雷达,可以同时获取不同高度层的气象数据,使得对天气的观测更加精细,为后续气象产品反演提供更好的技术手段。首先介绍DBF的基本原理,然后阐述在天气雷达研制过程中设计DBF时需要注意的问题,最后给出对实际气象目标的探测效果。

发射DBF预置零点波束控制技术

在介绍均匀线阵发射数字波束形成技术的基础上,对预置零点的控制问题进行了研究,将发射波束的零点控制描述为一个约束优化问题,并利用Lagrange乘子法得到了发射波束的最优权值。仿真结果表明,文中给出的方法对预置零点的发射波束控制是非常有效的。

一种DBF体制卫星接收共形相控阵天线

提出了一种全数字波束合成(digital beam forming,DBF)体制卫星接收共形相控阵天线设计思路.该天线采用半球形共形阵排布方式,阵元采用双层微带贴片天线实现宽带圆极化.在半球形的布局下,通过判断卫星信号来波方向在球面上的投影来选择工作的阵元,形成与来波方向一致的波束,在全空域(—75°~75°)的仰角内可实现增益起伏小于1.5dB的波束覆盖;后端采用射频数字一体化设计技术,可同时形成多个波束,实现了一个天线跟踪多颗卫星的能力.最后加工和测试了天线样机,验证了共形半球阵的波束形成能力.提出的天线设计思路有助于拓展数字波束体制在卫星通信中的应用,对全空域多波束相控阵天线的研制具有指导意义.

自适应DBF在数字电视系统中的应用

介绍了自适应DBF(digitalbeamforming)的基本原理,重点讲述了数字电视系统中采用阵列天线实现DBF的优势、算法实现和系统设计,并给出仿真结果。

基于DBF-SCORE的Ka SAR-GMTI信号处理方法研究

在SAR信号处理中为增大接收增益,提高系统回波的信噪比,可利用数字波束形成(DBF)技术(扫描接收技术)生成灵活控制的高增益窄波用于多通道接收、处理回波信号。分析并推导了距离向多通道的回波信号,然后详细分析了基于偏置相位中心天线(DPCA)的SAR-GMTI处理方法。在此基础上给出了一种使用DPCA杂波抑制技术处理基于时变加权DBFSCORE回波的Ka SAR-GMTI处理方法,并给出了系统实现原理。与其他SAR-GMTI处理方法相比较,使用DBF技术可以提升系统信噪比,有助于改善杂波抑制性能。通过仿真,验证了用DPCA技术处理基于DBF动目标回波的有效性。

卫星通信DBF天线快速宽零陷波束赋形算法

该文提出了一种新型快速宽零陷波束赋形方法,基于变步长爬山算法,卫星通信DBF天线在多个给定卫星方位上分别形成了高增益和零陷波束,在满足所需高增益卫星通信链路的同时在其它链路上实现了信号抑制。该算法具有速度快、零陷宽且深等优点,试验结果证明了算法的有效性。天线能够主动选择目标卫星进行通信并抑制其它卫星信号,适宜安装在车辆、舰船、无人机等移动工作平台。

基于空间分集的多阵列天线智能切换方法

随着数字信号处理技术的发展,基于数字波束形成(Digital Beamforming,DBF)技术的共形相控阵天线已成为全空域多目标测控的主要解决途径。随着测控站与目标的相对位置变化,共形相控阵中用于接收遥测信号的有效天线阵元会进行切换,切换过程中常常会因切换时延和遥测信号失锁造成数据丢帧现象,致使遥测接收数据不连续。针对全空域多目标系统中对测控目标的连续跟踪测量需求,提出了基于空间分集的数字相控阵天线智能切换策略和信号处理解决方案,给出了天线切换具体实现方法,并对天线切换进行了模拟测试和效果验证,可为数字相控阵全空域多目标跟踪测量提供借鉴思路。

多通道相控阵天线数字波束合成技术及实现

本文针对多通道相控阵天线数字波束合成的需求,研究多通道阵列波束数据采集和实时处理技术,实现了基于FPGA的多通道数字波束合成系统,完成了对16路阵列信号的数据同步采集、方向图波束合成、数据快速传输与实时处理。实验结果表明:该技术具备良好的工程可实现性,且实验系统工作稳定,合成的方向图各项指标能真实地反映多通道相控阵天线的性能优劣。

智能天线发射数字多波束形成方法研究

智能天线技术应用于第三代移动通信系统中具有可以减小因频率复用造成的共信道干扰 (CCI)、提高频谱利用效率及增大系统容量、减小发射功率和空间电磁干扰、增加发射效率、对小区进行动态划分等优点。阵列天线的数字多波束形成技术是智能天线中的一项重要技术。关于接收数字多波束形成处理技术国内外相关文献报导较多 ,而对于发射数字多波束形成技术报导较少。文中主要讨论了两种发射数字多波束的形成方法 ,并通过计算机仿真试验验证该方法的可行性。此方法对蜂窝定位 ,空分多址系统的实现也有实用价值。

利用天基雷达观测低地轨道上的危险空间碎片

针对空间碎片观测中尚未得到确切观测数据的危险碎片的观测需求，对天基雷达观测的要求和关键技术开展研究，针对低地轨道上5～70mm的危险碎片的普查任务提出了适合小卫星搭载的35GHz毫米波雷达，并进行了雷达系统设计。

恒模数字波束形成器在多天线软件无线电平台中的实现

在一个多天线软件无线电平台上实现了基于恒模算法(CMA)的数字波束形成器。利用DSP的EDMA传输方式可以提高数据传输的速率,增加波束形成的实时性。试验结果表明:采用恒模数字波束形成算法,可以使天线主波束对准用户信号到达方向,旁瓣或零陷对准干扰信号达到方向,达到抑制干扰的目的。当采样速率为500 kHz时,在我们的平台上可以实时实现数字波束形成。

一种基于自适应阵列天线的波束赋形算法

自适应阵列天线中的数字波束赋形(DBF)技术是智能天线数字信号处理部分的核心。提出了一种可用于自适应阵列波束赋形的SMI-LMS算法——由SMI(采样协方差矩阵求逆)算法决定LMS(最小均方)算法的初始权向量。该算法充分结合了SMI算法收敛速度快和LMS算法稳态误差小的优点,能在较强干扰环境下,确保权向量的快速收敛和跟踪速度。与传统的LMS算法相比,SMI-LMS算法具有良好的收敛性能、较快的跟踪速度和较小的输出误差,并可以有效改善自适应方向图的副瓣性能。仿真结果验证了该结论。

智能天线数字波束形成的LMS-DRMTCMA算法

本文提出一种适用于TD-SCDMA智能天线系统数字波束形成的LMS(最小均方)解扩重扩多目标恒模阵列(LMS-DRMTCMA)算法。该算法通过将Z.Rong等提出的LS解扩重扩多目标恒模阵列(LS-DRMTCMA)参考信号形成方法应用到LMS算法,并将TD-SCDMA标准提供的训练序列用于加速算法的收敛,使运算量远低于LS-DRMTCMA算法,明显低于导频LMS解扩重扩多目标阵列(LMS-DRMTA)算法。LMS-DRMTCMA算法还适用于激活用户数远大于天线阵元数的移动通信系统。仿真实验表明,LMS-DRMTCMA算法比LS-DRMTCMA算法和导频LMS-DRMTA算法具有更低的误码率,适合在极低信噪比环境中工作。LMS-DRMTCMA算法具有运算量低、易于实时实现的特点。

基于子阵列的低轨星载多波束相控阵天线的设计与实现

该文针对采用CDMA通信体制的低轨通信卫星,设计了具有"等通量"覆盖的平面阵列多波束天线,克服了卫星波束大角度扫描带来的"边缘问题"和"远近效应"。采用遗传算法对正六边形天线阵列进行综合,结合"子阵"分割理论,在波束空间和阵元空间进行子阵分割,简化了波束赋形的参量数目,同时还提出了一种波束成形网络复用结构,节省了2/3的资源。最后研制了16波束相控阵发射天线,其平面近场测试结果表明天线各指标都符合设计要求,有效验证了算法的正确性。

数字阵列天线的阵面监测方法研究

阵面监测是数字阵列天线在阵面测试和工作过程中的重要自检监测手段,阵面监测可检测出数字阵列天线中存在异常的通道,避免这些通道对阵面性能造成影响。文中首先介绍了数字阵列天线的阵面监测原理及分类,并对各种监测类型的应用场景作了分析;然后,详细描述了阵面监测中几种常见的通道故障类型、以及这些故障类型的监测方法和判断依据;最后,结合实际阵面测试,将阵面监测结果与实际通道性能进行比较,证明了该阵面监测方法的有效性,对比阵面监测处理前后的波束形成结果,验证了阵面监测方法对数字阵列天线的作用。

阵列通道幅相误差影响通信系统EVM指标的分析与评估

误差矢量幅度(error vector magnitude:EVM)被广泛地用来测试通信系统的性能。文中研究了阵列通道幅相误差对星载数字波束形成(DBF)多波束相控阵天线系统EVM指标的影响,推导了幅相误差与EVM关系的解析表达式。仿真结果还表明,同样幅相误差均方差的情况下,相位误差对EVM的影响较大。

数字波束形成器的FPGA实现

数字波束形成技术是天线波束形成原理与数字信号处理技术相结合的产物 ,其广泛应用于阵列信号处理领域 。

相控阵雷达波控系统技术研究

介绍了相控阵雷达波控系统的基本功能和发展趋势,重点从雷达新技术的发展阐述了现代雷达对波控系统的新需求,并通过理论分析和实例相结合的方式介绍了波控系统发展的主要方向。

可重构星载多波束相控阵天线设计与实现

提出了一种适合于在轨重构的星载多波束相控阵天线软、硬件架构方案,分析了星地环路可重构策略、实施可行性和关键技术。通过对比分析,利用可编程门阵列的动态可重构特性,确定相控阵天线采用数字波束形成的工程实施方案。研制了可重构星载相控阵天线原理样机,模拟S波段两组不同波束指向的波束形成参数间动态重构,有效验证了可重构策略的正确性与合理性。