利用GPS信号信噪比反演土壤湿度变化

采用右旋圆极化(RHCP)天线和左旋圆极化(LHCP)天线分别接收GPS直接信号与反射信号，跟踪反射点并探测土壤粗糙度，并用小波分析方法对土壤干燥区域与湿润区域反射信号的信噪比进行去噪分析，验证GPS信号对土壤湿度变化敏感的特性。试验结果表明，利用GPS反射信号可精确跟踪地面反射点，并且GPS反射信号信噪比的大小可以反映土壤湿度变化。     

GNSS-R海冰遥感的模拟和试验验证

介绍了利用全球导航卫星的反射信号(GNSS-R, Global Navigation Satellite System reflected signals )进行海冰遥感的技术原理,通过对辐射传输模型的分析,得到GNSS反射信号的功率与海冰厚度关系的模拟.分析了2013年天津渤海湾海冰实地观测试验数据,试验中利用一个垂直向上的右旋圆极化天线负责接收直射信号,同时另一个45°朝向海面的左旋圆极化天线接收反射信号,将观测得到的反射信号信噪比和GNSS卫星的镜像点轨迹相结合,得到冰面和水面的反射信号空间分布,相对于直射信号只与卫星发射信号强度和天线增益相关,反射信号则比较复杂,除了卫星发射信号和天线增益,还受到反射面的影响,分析结果表明GNSS反射信号用于海冰观测具有较高的敏感性,可用于海冰密度的反演.     

基于超表面的极化可重构天线设计

设计了一种应用于WiMAX频段的极化可重构天线。天线由交叠放置的两个方环构成的“8”字形超表面和缝隙天线两部分组成，通过机械旋转超表面实现了线极化（LP）、左旋圆极化（LHCP）以及右旋圆极化（RHCP）三种状态的转换。仿真和测量结果表明，该天线实现了线极化和圆极化之间的转换，圆极化状态下的-10 dB相对阻抗带宽为35.4%(2.84 GHz～4.06 GHz),3 dB轴比带宽为10.2%(3.34 GHz～3.7 GHz)；线极化状态下-10 dB阻抗带宽为37.4%(2.74 GHz～4 GHz)。天线具有较好的辐射特性，工作频段内增益均高于6 dBi。     

一种新型宽带圆极化UHF RFID读写器天线

针对超高频射频识别(ultra high frequency radio frequency identification,UHF RFID)技术的发展需求,设计了一款覆盖UHF RFID全频段(840-960 MHz)的圆极化读写器天线.天线采用简单的平面缝隙贴片结构,利用π型线耦合馈电,获得了良好的宽带圆极化性能.重点分析了天线的宽带圆极化辐射机理和双向圆极化波的形成过程.天线的仿真和测试结果表明,S11≤-13 dB的阻抗带宽为200 MHz,3 dB轴比(axial-ratio,AR)带宽达到175MHz,频段内增益均大于3.4 dBi,且顶点的右旋圆极化(right-handed circular polarization,RHCP)电平和左旋圆极化(left-handed circular polarization,LHCP)电平差值均大于17 dB,具有较好的宽带性和抗干扰能力.仿真结果和实验测试结果的一致性良好,满足了UHF RFID读写器天线宽频带、高增益的应用要求.     

一种耦合馈电的双频圆极化缝隙天线的设计

设计了一种结构简单的双频圆极化微带缝隙天线.该天线采用微带线耦合馈电,通过4条长短不等的正交缝隙臂和正方形环状缝隙实现了双频圆极化.仿真与测试结果表明:该天线在1.220~1.539 GHz和2.740~3.047 GHz两个频段实现了良好的阻抗匹配,在1.415~1.505 GHz和2.825~2.890 GHz分别实现了圆极化性能,且最大增益均大于3 dBi.该天线具有较宽的工作带宽及良好的辐射特性,其中低频段为右旋圆极化(RHCP),高频段为左旋圆极化(LHCP).天线性能良好且结构简单,实际测量结果与仿真结果吻合一致.     

一款适用于CNSS及GNSS的双频圆极化天线

介绍了一款适用于北斗导航卫星系统（CNSS）以及格罗纳斯导航卫星系统（GNSS）的天线．该天线为双频圆极化层叠贴片天线,可覆盖1258．52～1278．52MHz（133频段）以及1575～1609MHz（B1—2／L1频段）．仿真结果显示,在B3频段和B1—2／L1频段,该天线为右旋圆极化（RHCP）,法线方向轴比均小于1．5,增益可分别达4．6dB和4．7dB,驻波比分别小于1．4和1．1．     

基于非对称U型槽的GPS微带天线设计

针对GPS接收机天线的发展需要,结合目前宽频化与圆极化微带天线的设计技术,提出了一种基于非对称U型槽的GPS微带天线。利用在辐射贴片上加载非对称U型槽缝,实现了圆极化与宽频化设计。重点分析当天线左右槽缝长度做非对称变化时,对天线轴比(axial ratio,AR)和圆极化等性能参数的影响。天线仿真及测试结果表明,3 dB圆极化带宽为21 MHz(1.562～1.583 GHz),在中心频率处的右旋圆极化轴比为1.19 dB,天线E面(φ=0°)与H面(φ=90°)的3 dB空域覆盖分别达143°(-76°～67°)和176°(-90°～86°),且右旋圆极化(right-handedcircular polarization,RHCP)电平均大于其交叉极化左旋圆极化(left-handed circular polarization,LHCP)电平,具有较好的阻抗带宽和广角圆极化空域分布特性、较强的抑制交叉极化和抗多径干扰的能力,能满足GPS接收机的实际应用需求。     

复合相位调控的单层双功能反射型超表面

基于传输相位与Pancharatnam-Berry（PB）相位的复合相位调控机制，采用单层介质结构，提出了一种单一圆极化（circularly polarized, CP）波入射和在反射的正交双极化信道条件下实现两种独立功能的双功能超表面。推导分析了传输相位与PB相位对同极化与交叉极化反射分量的相位调控机理，并提出了实现同时调控两种分量的单元设计要求。针对单元旋转造成的PB相位失真，提出了一种加载空心圆形贴片的单元改进模型，确保了相位的稳定性。通过精确调控两极化分量的波束空间相位分布，在单圆极化电磁波入射条件下，该超表面可利用两正交极化信道同时实现两种不同功能。仿真和测试结果表明，在右旋圆极化（right handed circularly polarized,RHCP）电磁波入射下，在13~15 GHz工作频段内，所设计的双功能超表面可在同极化反射信道获得携带轨道角动量（orbital angular momentum,OAM）的偏折涡旋波束，在交叉极化反射信道获得偏折笔形波束。该设计具有结构简单、加工成本低等优点，为实现圆极化信道复用与多功能集成提供了新的思路。     

数字卫星接收系统的调试

随着卫星通信技术的飞速发展,通过卫星进行信息传递的业务也越来越多,因此用户如何准确有效的收到卫星节目信号就变得至关重要。而数字卫星接收天线的调试是成功接收卫星信号的关键。根据卫星接收的原理，     

一种用于微波无线能量传输的S波段圆极化整流天线设计

在针对移动目标的微波输能(wireless power transmission,WPT)系统中,适应移动目标方位变化是急需解决的问题。圆极化微波整流天线可以减小或避免极化失配对微波输能效率的影响。本文提出了一款新型共面带线(coplanar stripline,CPS)结构的高效微波整流电路,与一对金属交叉偶极子直接连接,组成S波段圆极化整流天线。该整流天线结构紧凑,避免了同轴和微带结构,提高接收整流效率。实验结果表明:在2.45 GHz,圆极化天线|S11|为-13 dB,轴比为1.76 dB,半功率波瓣宽度为85.6°;整流电路在输入功率为16.3 dBm和负载250Ω时,效率达到了71.6%。该整流天线具有低成本、圆极化、易组阵等优点,在移动目标WPT领域具有应用潜力。     

GNSS-R data acquisition system design and experiment

In this paper, the design of a GNSS-R data acquisition system is described, including the antenna, RF (radio frequency) front-end and FPGA (field programmable gate array) based logic circuit for data storage interface. Two RF front-ends are connected with the RHCP (right-hand circular polarization) and LHCP (left-hand circular polarization) antenna to collect the direct and reflected signal separately. Both the specifications and the circuit connections are given in detail. Experiments are performed for statics at the seashore and dynamic scenario in the sea using airplanes. The results of the data analysis show that the proposed data acquisition system is suitable for GNSS-R primitive data collection.     

卫星电视接收天线的主要性能要求与极化调整

介绍了卫星天线对于天线增益、频带特性、驻波比、天线噪声、天线方向性等主要性能的要求，并阐述了天线的极化调整，包括只收线极化波时极化器的调整及圆极化器的调整。     

功分热态微波信号的导航测距测角方案及性能分析

根据光学中应用热光场的二阶关联特性,得到与纠缠光场相类似的关联成像、时钟同步和关联测距等方法,将其延伸至微波频段,利用热态微波信号进行二阶关联导航测距测角。热态微波信号用于二阶关联测距测角的过程为,首先用功分器对制备的热态微波信号分成相同功率的两路,并将功分后的2路热态微波信号通过两个天线发射,然后在接收端对2路信号进行实时功率测量,对测得的功率波形进行相关运算,通过对关联峰值的提取,计算出2路信号传播的距离差,进而应用干涉式测角原理推导出目标方位角信息。通过实验和仿真方法对热态微波信号的导航测距和测角方案进行了分析验证,利用热态微波场的真随机特性,能够解决以往无线电导航定位中由于信号周期性引起的整周模糊问题,并且拥有更好的抗噪性能、抗多径能力,使定位精度得到提高。     

应用全极化辅助天线和Kalman滤波器的旁瓣干扰对抗方法

为减小干扰极化方式对旁瓣对消系统的影响,提出一种基于全极化辅助天线和Kalman滤波器的极化域-空域联合抗旁瓣干扰方法。首先对辅助天线进行正交双极化改造,根据极化通道功率优选辅助通道信号,进而利用Kalman滤波器进行闭环旁瓣对消。该方法将旁瓣对消系统看作误差预测滤波器,将优选的辅助通道加权和作为量测,通过迭代修正权值矢量,减小主通道信号与量测的误差,从而消除旁瓣干扰,提高主通道信噪比。仿真实验表明:该方法收敛速度快,适用于多辅助通道情况,对正交极化干扰的输出信噪比优于常规旁瓣对消约10dB,在低快拍条件下稳定性好。     

部分发射天线损毁时 MIMO 雷达信号认知优化

针对电子战环境中多输入多输出(multiple input multiple output,MIMO)雷达部分发射天线遭受摧毁时目标检测问题,提出基于互信息量(mutual information,MI)准则的雷达感知天线状态并再次优化的算法.作为MIMO雷达信号优化设计方法之一,注水法能依据环境状况自适应分配发射信号功率,所提算法能提升分配功率的注水水位,降低天线损毁时目标脉冲响应与目标回波间互信息量损失,进而改善目标检测概率(target detection probability,TDP).仿真结果表明,低检测性能天线损毁时,当信噪比大于0 dB时采用所提方法能提升互信息量;高检测性能天线损毁时,采用所提算法能有效提升互信息量和目标检测概率.信噪比为20 dB时,互信息量提升4.96 nat;若以达到同一检测概率时所需信噪比的减少量表示性能增益,则检测概率为0.8时,性能增益为3.73 dB.     

不同夹角V型蝶形天线性能比较

采用基于RWG(rao wilton glisson)边元建模、RWG基函数的矩量法求解蝶形天线表面电流,得到天线的性能参数,比较分析了天线两臂夹角分别在30°、45°、60°、90°、180°(平面结构)时,频带在25 MHz~4 GHz内天线的输入阻抗、反射系数、增益、辐射功率及方向性。分析可知:夹角越小,频带辐射功率越大,高频比低频更能有效辐射,方向性略有增强;平面结构天线性能参数在频带内变化更平稳,更有利于低频带的辐射。     

一种自适应调零阵的LCMV算法

详细推导了基于功率倒置阵列的线性约束最小方差(LCMV)算法及其递推公式,避免了矩阵求逆的复杂运算。然后在Matlab环境里构建了仿真模型来模拟实际的接收环境和复现阵列接收到的信号,对均匀线阵和圆阵都做了仿真,并得到了相应的阵列波束图,为自适应天线的实用设计提供了参考和依据。仿真结果表明:该算法收敛速度快、易于实现,利用LCMV算法作为自适应算法的功率倒置阵列抗干扰方案适合在强干扰的环境下工作,干扰越强,其对应的零陷越深。     

螺蜷天线特性的数值分析

利用基于RWG(rao-wilton-glisson)基函数的矩量法求平面螺蜷天线和圆锥螺蜷天线表面电流,并进一步计算出天线的输入阻抗、方向性、增益、辐射功率、空间电场大小。分析结果显示这两种天线的输入阻抗值约为自互补结构天线的输入阻抗的理论值(满足巴比涅原理),即空间本征阻抗1/2,188.5Ω;方向性、增益和辐射功率大小在这一频带内也比较稳定。在高斯微分脉冲激励下,结合傅立叶反变换方法得到时域的辐射脉冲电场波形,从波形可知螺蜷天线用作脉冲辐射天线时,辐射电场波形具有高斯二次微分特性。     

一种极化MIMO雷达导引头关键技术研究

为提高雷达导引头的工作性能,提出一种新体制极化多输入多输出(MIMO)雷达导引头的概念,研究了该雷达导引头中的关键技术. 该雷达导引头采用双极化天线阵列,各个天线子阵发射正交频分线性调频信号;同时接收雷达回波信号的双极化分量,采用匹配滤波技术实现各个回波信号的有效分离;引入瞬态极化检测与识别技术,有效提高雷达导引头的抗干扰性能;采用单脉冲测角技术实现对目标的正确测角和跟踪. 理论分析和仿真结果表明,极化MIMO雷达导引头具有优良的电子战性能.      

微波暗室内静区的功率比计算模型

基于模拟目标运动原理和数学建模方法,通过控制相邻两天线的辐射强度成比例的变化,运用等价重心原理,模拟了视在目标点的相对连续运动,应用光学镜像原理,分析了微波从"发射点→墙面反射区→静区"的传播过程,建立了静区从诸墙面得到的反射信号的功率之和与从信号源直接得到的微波功率之比的数学模型.运用MATLAB软件,实现了计算的程序化过程,数值计算结果可为判断微波暗室能否满足仿真技术要求提供理论依据.