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。     

数字多波束相控阵天线在测控系统中的应用研究

基于数字多波束相控阵天线的测控系统可实现全空域范围内任意分布的多达几十个目标的同时测控,其作为一种新型的地面测控系统,能够适应未来测控网络化的发展趋势。概括基于数字多波束相控阵天线的测控系统的主要技术特点,深入分析在测控系统中应用数字多波束相控阵天线的主要性能考虑,最后对天线阵面及结构热控等主要的系统设计内容进行阐述。     

低轨星座多波束相控阵天线研究进展与发展趋势

多波束相控阵天线是一种利用波束形成网络,同时实现多个独立的高增益波束的多波束天线,具有高灵活性和宽角度扫描等优点,是低轨通信卫星系统的核心载荷之一。旨在针对应用于低轨星座的星载多波束相控阵天线进行归纳和分析。对低轨星座多波束相控阵天线的发展历程、波束形成技术、关键技术进行了介绍,并对低轨星座多波束相控阵天线的未来发展趋势进行了分析,为我国未来低轨卫星星座建设提供技术参考。     

基于FPGA＋DSP的数字波束形成系统的设计

自适应数字波束形成(ADBF)是新一代相控阵雷达的核心技术.讨论了ADBF的工程实现算法,并给出了一种基于FPGA和DSP结构的数字多波束形成系统模块,该DBF模块具有高速数字波束形成、通道校正、自适应干扰置零功能,在实践中有良好的应用.     

面向卫星通信系统的低成本超表面相控阵技术

低轨通信卫星系统因其传输延迟小、通信容量大、发射运营成本低等优势,受到了国内外的广泛关注。然而,低轨通信卫星技术的发展对星载天线系统提出了挑战。为提高卫星星座的通信容量以及实现对用户的跟踪覆盖,波束扫描、波束可重构及多波束覆盖不可或缺。在低成本建设运营的背景下,迫切地需要一种低成本的天线系统方案。作为一种低成本新型相控阵技术,综述了超表面相控阵天线技术及其在波束调控中的应用。首先对超表面天线波束形成的方法进行了简单的研究,之后介绍了超表面电磁调控的机理以及实现可重构的手段,最后介绍了超表面相控阵天线在波束形成、波束扫描、多波束产生中的应用。该技术相较于传统相控阵技术,大幅降低了成本,且在电磁波极化、频率调控中展现出巨大的灵活性。通过对该技术的综述,展望了超表面相控阵在低轨通信卫星中的应用。     

基于子空间追踪的无源信号检测技术

数字阵列瞬时全空域覆盖时,所需的波束数量随着阵列规模增大而增加,这将使得信号处理复杂度提升,设备量增大.为了减少大型阵列的设备量,提出了一种基于子空间追踪的无源信号检测技术.该技术利用辐射源信号在空域的稀疏性,用子空间追踪算法实时跟踪辐射源信号,将波束对准辐射源信号方向,进行自适应空域滤波,从而减少波束个数,降低计算量.该算法可以适应多信号形式,自适应地对多个辐射源的来波进行滤波,滤波之后的信号可以进行信号检测及信号分选,且波束个数不随阵列规模的增加而增加,可以大大减少大型阵列的设备量.     

对相探阵雷达的侦察识别研究

论述了相探阵雷达的基本原理及其抗干扰优势，讨论了截获相控阵雷达信号的可能性。然后在此基础上，利用相控阵雷达波束扫描速度快、扫描时波束展宽等特性，提出几种能对相控阵雷达处于搜索状态时实施有效侦察、识别的方法，并在计算机上进行进行了模拟仿真。     

星载双面多波束相控阵GNSS-R海洋微波遥感器设计

为实现对多个海面区域覆盖,对星载全球导航定位系统反射信号(GNSS-R)海洋微波遥感器设计进行了研究。遥感器采用层叠式双面多波束高增益相控阵天线,通过在轨镜面反射点快速搜索和波束调度,接收北斗或GPS系统发射的直射信号和海面反射信号,经原始信号采样、时延多普勒相关功率计算等处理,为全球海面风场反演和海面高度测量提供高时效微波遥感数据。给出了系统指标和组成、工作模式,以及星载层叠式双面多波束相控阵天线、星载镜面反射点预测和星载GNSS-R高精度海面测高等关键技术及实现途径。仿真和计算结果表明:系统测高精度22cm,可满足系统指标要求。实际测高精度待飞行试验验证。     

对相控阵雷达的侦察识别研究

论述了相控阵雷达的基本原理及其抗干扰优势 ,讨论了截获相控阵雷达信号的可能性。然后在此基础上 ,利用相控阵雷达波束扫描速度快、扫描时波束展宽等特性 ,提出几种能对相控阵雷达处于搜索状态时实施有效侦察、识别的方法 ,并在计算机上进行了模拟仿真     

基于光学波束形成网络的数字调制信号传输试验研究

文章在介绍了光学波束形成天线原理的基础上，进行了一种采用实时延技术的光学波束形成天线的方案设计，然后重点介绍了数字调制信号通过该天线的波束形成网络的传输实验。给出了实测的频谱性能、分析与结论，并指出了光学波束形成技术用于实际通信系统的可行性。     

星载相控阵天线的技术现状及发展趋势

星载相控阵天线采用现代微波集成技术,在有限的卫星平台空间条件下,实现独立控制的多个点波束,满足未来通信的需求。相控阵天线可以实现波束间通信容量的调整,还可以根据需要改变波束形状,使用自适应调零的抗干扰技术,这些技术已在国外星上设备中广泛采用,具有广阔的发展前景。文章介绍了星载相控阵天线的研究现状、关键技术,以及发展趋势,并对我国星载相控阵天线技术的发展提出了建议。     

空间目标小型相控阵雷达探测技术

地基探测系统受站点布局限制,难以实现全轨道空间的目标探测与跟踪。为对高价值航天器邻域空间目标进行全时探测与跟踪,提出基于伴随微纳卫星的小型化相控阵雷达技术。通过分析不同波段雷达对大范围空间目标搜索与精细跟踪的性能,并综合考虑系统复杂度与功耗等因素,最终选择C波段作为雷达工作频段。详细阐述小型化相控阵雷达的系统设计、目标搜索与跟踪的信号处理方法、测距与测角误差分析等。仿真分析证明,该小型化相控阵雷达能对25 km范围内、40°×40°的三维空间进行目标搜索,实现0.4 m的测距精度与0.03°的测角精度,满足空间目标大范围搜索与跟踪应用的需求。     

电大尺寸平面数字相控阵外场通道校准测试方法

电大尺寸平面数字相控阵通道校准测试对暗室规模和质量要求极高，扫描架探针移动速度受限导致通道校准的暗室测试时间长达数小时，且长时间测试引起的温度变化会造成通道相位漂移从而导致测试结果不准确。针对存在的问题，提出了一种外场通道校准测试方法，整个阵面中所有通道单次校准测试仅需几分钟，可有效解决由于长时间测试引起的温度变化进而造成的通道相位漂移问题，并通过引入基准通道来解决外场通道校准测试中存在的收发不同源问题。测试方法可有效缩短电大尺寸平面数字相控阵的通道校准时间，提高测试准确性，降低天线测试过程中的时间成本和暗室硬件建造成本。最后，通过某Ka频段电大尺寸平面数字相控阵测控系统的外场测试，验证了方法的可行性和正确性。     

一种相控阵雷达指纹特征提取技术

相控阵雷达指纹特征提取技术是相控阵雷达个体识别研究的一项重要内容。通过建立一种典型的相控阵雷达脉冲流模型,利用高精度测量的PRI值,提取了相控阵雷达的相对晶振钟频。     

一种相控阵天线转台伺服控制系统设计

针对相控阵天线测控系统小型化的需求，提出一种相控阵天线转台伺服控制系统设计方法，采用集成化的设计思想，将伺服控制系统集成到转台内部。系统设计有波束控制器，具有波束控制功能和自动跟踪目标的功能，以及利用网络通信方式实现对多套伺服控制系统的远程控制功能。系统的伺服控制器采用参数自适应模糊PID控制结合时间最优控制的复合控制算法，阶跃信号、正弦信号测试和跟踪测试结果表明，伺服控制系统具有优异的动态性能和较高的跟踪精度。该伺服控制系统功能丰富，控制性能良好，具有广阔的应用前景。     

对预警机相控阵雷达主瓣干扰的可行性分析

相控阵雷达是当前广泛采用的一种战术雷达，它可以地面、舰船为平台，也可以飞机为平台。机载平台中，除了作多用途雷达外，也可用作预警机预警雷达（如美Ｅ－８Ａ中的ＡＰＹ－３）。由于它具有高的主瓣增益和超低副瓣电平、相关接收技术，加上有的相控阵雷达采用实时自适应数字波束形成技术，使用灵活的控制和排序软件可有效对付多部干扰机，给对主瓣干扰带来极大困难。对相控阵雷达干扰有多种方法，本文提出一种分布式干扰方法，即     

对空时自适应处理技术的欺骗干扰研究

介绍了机载相控阵雷达STAP技术的基本原理,提出一种针对目标保护的相干散射干扰方法。将接收到的雷达信号用数字射频存储器（DRFM）存储,经频率调制形成密集的相干脉冲串干扰信号,使得最优二维频率响应,在目标所在的距离单元上除了真实目标外,还存在多个欺骗假目标。理论分析和仿真结果表明了该方法的有效性。     

一种基于移相插值方法的相控阵列天线波束形成网络

文章提出了一种移相插值网络方法,可以有效降低大型相控阵列天线馈电网络的复杂性;然后基于该方法设计了一种相控阵列天线的波束形成网络;最后对13单元的一维线性阵列和19单元的面阵进行了仿真,仿真结果验证了该方法的有效性。