调零天线中的空域极化域联合抗干扰算法

在期望信号功率较小情况下,强同频干扰容易造成系统灵敏度下降,比如卫星导航和卫星通信。采用一个4阵元正交极化阵列,可以通过空域和极化域联合方式对干扰进行抑制。阵列参考阵元位于圆心,其余3个阵元均匀分布在圆周上。自适应滤波采用功率倒置准则下的 LMS算法,该方法调整每个正交极化阵元权系数,使得阵列在干扰极化下等效的极化匹配因子接近为0,实现干扰抑制。算法无需信号空间信息,实现简单,同时使阵列自由度达到6,从而增加抗干扰个数。计算机仿真证明了4个阵元阵列可以有效抑制最多6个干扰,而且,通过极化域处理,即使干扰信号与期望信号入射角度相同,只要极化不同,也可以抑制干扰而保持对期望信号增益。     

卫星导航增强系统中一种天线阵抑制多径方法研究

本文对卫星导航增强终端的天线阵多径抑制方法展开研究,设计多相关器数字接收机结构.天线阵各阵元接收信号数字化后,在导航接收机的每个通道内,相关处理出各阵元接收该通道跟踪卫星的载波相位,进行相干信号二维来波方向估计、数字波束形成,跟踪相应卫星信号,抑制其多径.本文研究分析了立体阵来波方向估计方法,及立体阵估计相干来波方向的去相干方法.电偶极子组成立体天线阵——球体阵,接收相干来波,体积小,结构紧凑.X,Y,Z轴三个线阵分别采用前后向平滑技术去相干,组成去相干后的接收数据相关矩阵,用MUSIC方法估计出相干来波的二维方向,不需要对估计出的来波方向进行匹配.结合卫星直达信号来波方向的导航电文处理结果,确认多径的来波方向.本文仿真中用估计出的卫星直达信号来波方向和多径信号来波方向形成权值,使天线阵波束形成指向卫星直达信号方向,零陷指向多径入射方向,抑制多径干扰.     

电子侦察中圆形天线阵列配置方式仿真分析

针对星载电子侦察阵列天线二维测向的应用背景,研究如何选取合适的圆形天线阵列方式以适应多倍频程信号的接收、处理.通过理论分析,给出了3种圆阵模型的阵因子表达式,并对其分别进行大量的最优搜索和计算.结果表明,带有中心阵元的外层阵元数为奇数的单层均匀圆阵是比较合理的选择.     

在卫星干扰源定位系统中信号时间差计算的小波变换方法

在卫星干扰源的卫星定位理论中,需要通过计算信号的时间差和多普勒频差来确定卫星干扰源的位置.测量两颗相近位置卫星的时间差和多普勒频率差的精度,决定了卫星定位的准确度.本文研究计算时间差的信号处理及其计算.利用小波变换方法计算两个信号的相关特性可以减少计算的数据量,同时可以根据需要,很快得出所需要的信号时间差.     

基于SIR结构的毫米波汽车雷达天线阵列设计

为了提高汽车雷达天线阵列的增益,使形成窄波束辐射,设计了一款工作在24.000 GHz的阶梯阻抗谐振器(stepped impedance resonator,SIR)微带阵列天线。天线阵列采用两级低损耗T型结功率分配器和四分之一波长微带阻抗变换器馈电,将四个SIR线阵单元组成天线阵列。通过增加SIR微带贴片的数目来提高阵列天线的增益,调整SIR的尺寸以控制工作频带,利用功率分配器进行阻抗变换和波束宽度控制。天线阵列的峰值增益可达到21.67 dBi。在中心频率24.125 GHz上,XOZ面的主瓣宽度为10°,YOZ面的主瓣宽度为17°,旁瓣抑制度为11 dB。该阵列天线面积小、增益高、波束窄、旁瓣电平低、后向辐射小,适用于汽车雷达系统。     

解析未来移动通信系统中的智能天线技术

如何消除同信道干扰（CCI）、多址干扰（MAI）与多径衰落的影响是提高无线移动通信系统性能的主要因素。智能天线利用数字信号处理技术,产生空间定向波束,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到达方向,可以达到高效利用移动用户信号并抑制干扰信号的目的。     

基于改进波束域MUSIC算法的高分辨方位估计

波束域MUSIC算法在波束域高分辨目标方位估计算法中是最具代表性的方法.和阵元域处理相比,波束域处理具有计算量小,分辨信噪比门限低的优点,文中论及窄带信号的波达方向估计问题,提出了高分辨处理的一种改进的波束域MUSIC算法.仿真计算表明,这种改进算法降低了信号的分辨信噪比门限.     

基于压缩感知的频率不变波束旁瓣水平优化方法

频率不变波束形成技术属于恒定束宽波束形成,能解决宽带信号中不同频率分量对应的波束响应不一致的问题.针对现有的一类将恒定主瓣宽度作为约束条件的频率不变波束形成方法,当阵元个数确定以后,形成的波束旁瓣水平往往达不到实际需求的问题,借助压缩感知理论,提出了一种改善波束旁瓣水平的新方法.提出的方法引入压缩感知理论(compressed sensing,CS)进行信号的预处理,并利用二阶锥规划(second order cone programming,SOCP)进行频率不变波束形成.由于压缩感知的恢复算法可以对压缩采样矩阵采集的信号进行精确重构,从而达到以更少的阵元获得相同的波束形成器性能.换言之,在相同的阵元个数条件下,通过阵列虚拟扩展增大了阵列的孔径,提出的方法比基于SOCP的频率不变波束形成方法有更低的旁瓣水平,仿真结果也表明了该方法的有效性,在相关的工程实践中具有一定的参考价值.     

基于时间反演的运动阵列远场功率合成

首先从理论上分析了时间反演技术运用于运动阵列近场功率合成的可能性及存在的难点和问题建立了基于时间反演技术的运动阵列远场功率合成数学模型。基于此模型,通过对信标信号从不同方向入射情况下的回溯信号波束指向进行仿真,证实了阵列辐射的TR信号可以实现自适应回溯并且比传统相控阵方法形成的合成波束能量更加集中;通过仿真获得单元天线设置为全向天线和有方向性天线时的合成信号主瓣波束3dB宽度,排除了由于阵列与目标点间的相对切向运动导致目标点脱离合成波束主瓣波束覆盖范围的可能性;分析了随机相位误差和波束指向误差对合成效果的影响,仿真结果表明:随机相位误差对回溯信号合成波束指向影响很小,但对信号的合成效果存在一定影响,由信号多普勒频移引起的波束指向误差对信号的自适应回溯影响很小。所得结论可为时间反演技术在远场功率合成的实际运用提供一定的理论依据。     

第三代移动通信中的联合时空信号处理（英文）

使用空间和时间联合方法解决第三代移动通信中的信号处理；根据基站的空一时信号模型，考虑了具体算法的结构和复杂性；通过对直扩-码分多路接入信号、多用户、多径瑞利衰落信道下自适应天线阵接收端信号的数值分析表明理论可行性；研究表明当SNR达9dB时，误码率下降100倍左右。     

基于MIMO阵列的混合波束赋形算法

低轨(low earth orbit，LEO)卫星通信可以克服恶劣地形影响实现远距离通信，面对突发灾害能快速部署解决通信问题，但是，卫星在保持高速运动的同时采用高频段的信号，容易导致通信时产生严重的信号衰落。针对此问题，基于传统遗传算法提出一种适用于混合波束赋形架构的算法。固定模拟域对数字域进行迭代优化，然后固定数字域对模拟域进行迭代优化，通过共同的待优化矩阵进行联合求解，在固定功率的前提下不断迭代优化矩阵，采用混合波束赋形方法有效减少硬件复杂度，更加接近数字波束赋形的性能。仿真表明，在混合波束赋形架构应用上，相对于传统的正交匹配追踪(orthogonal matching pursuit,OMP)算法，所提算法性能提升了6.61%。     

一种新型的恒模自适应阵列初始化方法

智能天线在移动通信中的应用已经引起了广泛的关注．恒模阵列能够形成自适应波束，但其初始权矢量的选取影响着对所需信号的捕获性能．该文提出一种在信号到达方向(DOA)已知的情况下，基于泰勒(Taylor)阵列的恒模阵列权值初始化新方法．仿真结果表明，这种新方法不仅能解决抗干扰问题，还可加快恒模算法的收敛速度．     

一种改进的基于极化敏感阵列的弱信号检测算法

针对空间复杂电磁干扰影响下全球导航卫星系统(GNSS)连续性、完好性和可用性方面面临的巨大挑战,基于极化敏感阵列,提出了一种改进的弱压制干扰信号检测算法。首先对各个极化天线阵子接收的实时数据进行空域、频域和极化域的联合处理,然后对各个频域分量的特征值进行降序排列,进而通过全频段的特征值分布曲线准确分离出强干扰环境下的弱信号分量。结果表明,采用基于多级维纳分解的改进最小描述长度(MDL)准则,可以在不进行特征值分解的前提下有效地进行干扰检测,极大降低了检测算法的实现功耗和复杂度,仿真结果也验证了算法的有效性和准确性。改进算法适用于不同的天线阵型,在存在幅相误差的情况下仍有较高的检测概率,具有较大的工程实践价值。     

基于伍德沃德-劳森抽样方法的阵列平顶波束综合

为获得高增益和强方向性，阵列天线应运而生，波束赋形技术在降低阵列副瓣电平、扩大阵列角度覆盖范围、抑制干扰等方面具有重要意义。其中，具有平顶形状波束的天线可辐射具有相同增益的波束，实现宽角度覆盖，且伍德沃德-劳森抽样具有方法简单、抽样点少、运算速度快的优势。因此，本文运用伍德沃德-劳森抽样方法对均匀直线阵列进行平顶波束赋形。通过计算抽样点数和抽样点位置，得到激励系数，确定阵元位置，计算出激励电流，从而求得各单元的电流分布，计算出阵列的方向图函数，利用MATLAB编程绘制方向图，并分析其基本特性，同时用控制变量法分析不同参数变化对方向图基本特性的影响。研究结果表明：综合的线阵单元数越多，抽样点就越多，综合得到的方向图就越接近预期，综合后方向图主瓣范围内的波纹起伏越小，副瓣电平越低。此外，定向辐射的平顶波束赋形天线在点对多点的无线通信中发挥着重要作用，也可以应用在车载和机载防撞天线、自动驾驶和飞行器等安全控制中心的核心组件中，市场前景广阔。     

V 频段星载宽角扫描圆极化阵列天线设计

提出一种应用于V频段卫星通信的旋转圆极化阵列天线,阵元为圆极化微带贴片,其波束扫描状态天线轴比利用调整阵元激励幅度和激励相位的方法进行优化,从而保证该天线具备宽角扫描性能,建立8×8阵列天线模型,选取φ=0°、φ=45°平面进行仿真验证.仿真结果显示,60°扫描范围内优化后,天线在给定波束指向上轴比可实现0dB,波束指向60°时天线增益、副瓣电平及后瓣电平可分别实现18.7、-22.3和-12.0dB,比线极化单元形式分别提高4.0、2.4和10.1dB.该天线在宽角扫描状态具备优良的圆极化天线性能,能够较好地满足卫星通信应用需要.     

GPS/BDS/GLONASS组合系统相对定位选星算法

通过分析多系统相对精度衰减因子(RDOP)与选星数的关系,借鉴选星前后几何精度衰减因子(GDOP)差值随选星数变化的负指数衰减模型,利用从苏州获取的卫星数据,对选星前后的RDOP差值与选星数的关系进行了分析。根据可见星的空间分布规律,提出了一种基于卫星高度角和方位角进行分区筛选的快速选星算法;并利用从河南获取的卫星数据对该算法进行了验证。结果表明,该算法具有良好的稳定性,相比于最小RDOP法,以损失少量的精度换取了计算量大幅度的减少。     

一种新的循环平稳盲自适应波束形成方法

循环平稳在阵列信号处理中的应用可以改善传统阵列信号处理方法仅仅利用空域先验信息对阵列误差敏感的缺点。但目前大部分的应用都是基于信号的循环频率已知的前提下进行处理 ,而在盲信号处理中 ,这一前提常常是不满足的。因此有必要研究在感兴趣信号的循环频率未知情况下的循环平稳盲信号处理问题。在现有的循环频率已知的循环平稳盲自适应波束形成方法的基础上提出一种新的盲信号处理方法 ,新方法不需要预先知道信号的循环频率。仿真结果证明了这种方法的有效性     

矢量多径信道的衰落相关特性

研究了天线阵系统中矢量多径信道的空 时 频衰落相关特性 ,分析并仿真了角度扩展和阵元间距对接收信号空间相关特性的影响     

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。     

电子侦察中圆形天线阵列配置方式仿真分析

针对星载电子侦察阵列天线二维测向的应用背景,研究如何选取合适的圆形天线阵列方式以适应多倍频程信号的接收、处理。通过理论分析,给出了3种圆阵模型的阵因子表达式,并对其分别进行大量的最优搜索和计算。结果表明,带有中心阵元的外层阵元数为奇数的单层均匀圆阵是比较合理的选择。