一种新型的太阳能无人机分布式相控阵天线

由于远距离传输、小口径安装、精确波束指向等诸多因素,传统的相控阵天线无法满足临近空间长航时太阳能无人机的通信需求。针对此问题,提出了一种新型的太阳能无人机分布式相控阵天线,以实现高数据率远距离传输;基于分布式阵列方法解决天线安装问题;采用基于应变测量元件的波束校正方法实现精确波束指向。设计了一种Ka频率的分布式相控阵天线,通过仿真,验证了本文提出方法的正确性。     

一种基于阵列天线的时延估计方法

本文主要讨论了无线通信中多径信号的时延估计问题，针对阵列天线，基于非线性最小二乘准则，我们提出了一种有效的时延估计方法，仿真结果表明该算法有较好的性能。     

阵元失效对相控阵天线绝对时延影响分析

相控阵天线的阵元失效会造成绝对时延等性能参数的恶化。利用相控阵天线阵列综合和群时延特性的原理,分析了天线阵元随机分布失效和子阵失效情况下,天线绝对时延随之变化的趋势。通过算例仿真可知,在阵元随机失效数学模型下,天线绝对时延受失效阵元分布形式和失效阵元数量因素影响较大,20%的阵元失效情况下时延偏差最大达到0.39 ns;在子阵失效数学模型下,靠近阵面中心位置,子阵失效会导致绝对时延出现较大偏差。分析结果及结论可用于实际相控阵天线绝对时延的修正。     

基于GPU的宽带信号时延差与相位差估计方法

针对多天线信号合成系统对于宽带、高速、并行信号的实时合成需求,设计了基于图形处理单元（Graphics Processing Unit,GPU）的宽带信号时延差与相位差估计方法,对估计方法中的快速傅里叶变换（Fast Fourier Transform,FFT)、共轭相乘、累加平均等模块进行了相应的线程并行程序设计。为充分发挥GPU的并行运算能力,利用异步流并发的方式对估计方法进一步优化,从结构层面有效提高了数据的并行处理效率。对基于GPU的宽带信号时延差与相位差估计方法进行了实验验证,多次实验测试结果表明,数据量为512 000时,在保证估计正确性的基础上,该方法相比传统串行CPU估计方法约有125倍的加速比,采用该方法可实现对多天线信号参数的实时估计。     

基于子空间的宽带信号时延差与相位差估计方法

针对现有的Simple、Sumple等互相关类算法无法分辨多个信源的问题,结合子空间算法中的超分辨估计——Music算法,提出了基于子空间的子带相位差估计算法——Music-Simple。对Music-Simple算法的合成性能进行了仿真分析并与传统的Music算法进行对比,验证了Music-Simple算法的正确性。结果表明,Music-Simple具有分辨多个信源的能力,可以同时估计出多个信源在多个接收天线处的相位差,显著提升了对包含多个信源信号的合成性能。     

有源相控阵天线的信号分配技术

本文论述了应用于有源相控阵天线的各种极高频(EHF)信号分配技术。强调了在波导型结构中固有的低插入损耗、良好的导热性以及支撑构成有源天线的单片微波集成电路(MMIC)子阵模件的坚固性。     

车载相控阵卫星监测天线应用探讨

最近几年全球各国大量发射的NGSO通信卫星,给卫星无线电造成潜在威胁,利用传统的固定监测天线难以在境内实现大范围无线电监测覆盖.车载卫星监测天线将有效解决固定天线覆盖范围有限的问题,而相控阵天线具有多波束、体积小、可靠性高等优势,因此本文对车载相控阵卫星监测天线使用场景进行探讨,为新形势下的卫星监测模式及监测方法提供参...     

中继卫星终端相控阵天线自跟踪算法设计与性能分析

针对飞行器与中继卫星之间建立全球实时通信数据链的需求,开展了飞行器二维有源相控阵天线自跟踪技术研究。结合载体坐标系,对自跟踪算法原理进行了分析,给出了计算公式,并完成了二维相控阵天线跟踪系统设计与实现。仿真和系统测试表明,跟踪算法静态角跟踪误差≤0.25°,角速度≤25°/s时,跟踪算法能正常工作,且在阵元失效率≤20%时性能保持不变。     

阵列信号处理中的时延估计

在有噪情况下，精确的时延估计是非常困难的，本文提出了一种新的时延估计方法，该方法有效地降低了噪声对时延估计的影响，和常用的自相关函数法相比较，这种算法明显降低了时延的估计误差。     

一种用于卫星地面移动通信系统的相控阵天线

介绍了一种用于卫星地面移动通信系统的相控阵天线。该天线采用GPS与电子罗盘相结合的跟踪控制方案,控制天线波束在仰角30°~90°,方位角0°~360°的空域内快速扫描,自动跟踪通信卫星,确保话音通信和数据传输。增益优于14 dB,圆极化工作,天线工作在L波段,直径小于550 mm。介绍了单馈源双频圆极化天线单元、波束控制器的理论分析和工程设计,以及天线系统的组成和主要性能。实测结果表明该天线能够满足卫星地面移动通信终端的应用。     

相控阵雷达与光控相控阵雷达

对在国际军备竞争中占据了重要地位的雷达作了全面的概述。针对传统机械扫描雷达扫描速度缓慢、精度低、可靠性不高等缺点引出了当今研究热点相控阵雷达，阐述了其工作原理及优缺点，并指出随着现代国际形势的发展传统相控阵雷达所暴露出的无法适应宽带宽需求的缺陷。在此情况下光控相控阵雷达应运而生，描述了光控相控阵雷达中的关键技术-光学真延时技术的原理，归纳了光学真延时技术的各种实现方案，并简述了国际上光控相控阵雷达的发展历程。     

True Time Delay Scheme for X-band Phased Array Radar

The system of a true-time delay line for X-band and 8-unit phased array antennas is introduced. Changing the length of a chirp grating with piezotranslator（PZT）, the variable delay is obtained. The scheme is applied to X-band phased array radar whose searching data rate is 56/s. It is simulated that the beam squinting is influenced by the error of real time delay. The relation between the beamforming mode and its modifying volt is discussed.     

相控阵雷达天线延时技术的发展

介绍了相控阵雷达天线在大扫描角及大瞬时带宽应用场景下延时补偿技术的发展概况。对天线阵列的波束色散现象以及延时补偿技术对天线方向图的影响进行了分析,并介绍了国内外的一些延时方案。依据延时实现架构,将其分为微波延时、表面声波延时、光延时以及数字延时四类。重点对微波延时的几种不同类型的实现形式进行了描述,并根据微波延时线实现载体的不同,分为GaAs 芯片、射频电缆、印制板和微同轴四种。另外,针对延时拓扑电路进行理论推导分析,说明单延时路径在电路设计上的优势,并分析了基态链路对延时路径的幅度、相位补偿和介质材料对延时量的误差引入。对相控阵雷达天线在大扫描角及大瞬时带宽应用场景下的延时补偿技术研究有一定参考价值。     

随机布局多天线信号联合时差估计Cramer-Rao下界

该文针对随机布局多天线信号联合时差估计Cramer-Rao下界（CRLB）开展研究,在深入研究多路联合参数估计和经典时差估计算法的基础上,首先建立信号模型,进而得到频域的联合概率密度函数,然后推导出Fisher信息矩阵和Cramer-Rao下界的解析表达式。最后,对结果进行了讨论分析,并同两路时差估计Cramer-Rao下界进行了对比。结果表明,多天线联合时差估计能够利用各信号的相同信息,有效提升时差估计性能,而且在低信噪比条件下估计性能改善更为明显。此外,可以看到增加天线数目不可能无限降低时差估计Cramer-Rao下界,其受待估时差的两路信号信噪比限制。      

星载DBF多波束发射有源阵列天线

 低轨通信卫星大容量、终端小型化要求卫星采用多波束天线技术来实现高增益、宽覆盖.本文针对低轨CDMA通信系统,设计了具有近"等通量"覆盖的平面阵列多波束发射天线,该天线由61微带单元天线阵、61个发射射频通道和数字波束形成网络组成;数字波束成形网络对输入的16个波束信号进行正交化、加权处理输出61路中频信号,由发射射频通道完成上变频和信号放大,最后通过天线阵辐射出去在空间形成期望的16个赋形波束覆盖.文章详细介绍了天线的实现方法和试验结果,通过对16波束发射天线原理样机的测试,结果表明天线各指标都符合设计要求,有效验证了天线系统设计的正确性.     

一种低轨卫星接收的相控阵天线校准方法

针对相控阵天线设计中传统校准方法的缺陷,提出了一种适用于低轨卫星信号接收的通道校准方法,利用实际卫星下行信号对相控阵天线的各接收通路进行动态校准。该方法根据星历得到卫星动态位置坐标,计算卫星相对天线的方位和俯仰角度和理论相位差,再采集各个通路的实际信号,测量实际的相位差,理论值和实测值之间的差异即通道不一致性。最后利用波束合成指标验证了改进后校准的正确性。该方法简单可行,为低轨卫星侦察时相控阵天线的设计提供了一种先进、合理、有效的校准方案。     

一种适于卫星通信系统的圆极化相控阵天线

介绍了一种中等增益圆极化相控阵天线系统 ,其波束可以在仰角 3 0～ 90°,方位角 0～ 3 60°的空域内快速扫描。天线工作频率为 1 .5 45～ 1 .66GHz,增益优于 1 4dB ,圆极化工作 ,直径小于 5 0 0mm ,厚度小于 2 0mm ,重量小于 2 .5kg。文中介绍了宽带圆极化天线单元、3bit数字移相器的理论分析和工程设计 ,以及天线系统的组成和样机的主要性能。该天线具有成本低、体积小、重量轻、波束扫描灵活、易于与移动载体表面共形的特点 ,特别适合于中继通信卫星和卫星移动通信的地面移动终端上。     

卫星通信中相控阵天线的应用及展望

随着高通量卫星、低轨卫星星座的蓬勃发展,受益于规模经济的相控阵天线因其特有的优势,在卫星通信中得到了越来越广泛的应用。针对当前卫星通信系统对相控阵天线性能、形式的具体需求,详细介绍了国内外相控阵天线在中低轨道、同步轨道卫星以及用户终端的应用情况,结合超宽带宽角扫描、高速传输处理、软件无线电通用平台、自适应数字波束形成和低成本集成等关键技术,对卫星通信中相控阵天线的发展趋势进行了展望。     

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。