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。     

星上数字波束形成系统及硬件实现

数字波束形成系统是一种可实现天线自适应调零的窄带数字系统。本文构筑了星上数字波束形成系统的模型，并对模型中各个模块的功能进行了介绍。文中对数字波束形成系统的误差进行了简单的分析，介绍了数字波束形成系统硬件实现以及外场测试系统方面的内容。最后对下一步的工作提出了一些建议。     

阵列天线赋形波束幅相加权实现自适应控零

基于改进的Woodward法，给出了一种在阵列天线方向图赋形的同时，对干扰方向实现自适应控零的方法。该方法对阵列单元的幅度和相位进行预置加权，可使波瓣自适应形成凹口。并把此方法和正交化方法相比较，文末给出了结论。     

通信卫星干扰源定位与自适应调零的一体化实现

上行干扰会造成卫星通信系统性能严重下降,本文提出了干扰源定位与自适应调零技术一体化实现的新构想。基于多波束天线的空间谱估计方法可对干扰源进行精确定位,利用获取的DOA估计信息进一步实现干扰信号的有效抑制。应用MUSIC算法的计算机仿真实验表明该方案是可行的。     

一种超高自由度的稳健调零实现算法研究

针对在卫星导航自适应调零天线研究领域中信号失配导致自适应计算性能下降和性能恶化的问题,提出了一种超高自由度的稳健调零算法。首先在SFAP框架下提出SYSTOLIC阵列在矢量不确定集约束下的实现方法,给出分析滤波器组与综合滤波器组的处理架构,分析了空时滤波器模型,通过理论分析得出矢量不确定集加载量的取值范围,实现空频宽带处理器SYSTOLIC阵列的最优权值求解过程。算法有效改善了空频自适应调零算法的输出信干噪比,仿真结果证明该算法对通道失配不敏感且收敛性能良好。     

典型星载螺旋天线的大功率微放电效应仿真分析及试验研究

为了对星载螺旋天线的微放电效应进行分析和研究,文章以典型星载双绕背射螺旋天线为例,首先采用HFSS软件对该天线进行微放电设计及阈值仿真分析,从设计上保证天线满足卫星微波系统50 W的功率容量要求;随后用前后向功率调零检测法对天线进行功率耐受和微放电试验,验证天线的功率耐受能力;为了研究天线放电现象及放电对天线性能的影响...     

通信卫星干扰源定位与自适应调零的一体化实现

上行干扰会造成卫星通信系统性能严重下降,本文提出了干扰源定位与自适应调零技术一体化实现的新构想.基于多波束天线的空间谱估计方法可对干扰源进行精确定位,利用获取的DOA估计信息进一步实现干扰信号的有效抑制.应用MUSIC算法的计算机仿真实验表明该方案是可行的.     

抑制机载雷达平台散射杂波的自适应天线空—时处理技术

先进的机载雷达可能要求自适应空－时处理技术以便能检测远距离的小目标。自适应空－时处理是一种多维度自适应滤波技术，它将雷达接收到的数据分解成角度和多普勒频率座标的平面波谱。机载雷达平台可能将入射信号散射到天线内，导致杂波信号频谱展宽复盖住目标信号，因而提高了虚警率。     

应用星载多波束调零天线进行跳频跟踪干扰抑制

本文将多波速调零技术与跳频技术相结合，提出了一种新的基于线性约束差分恒模算法的跳频跟踪干扰抑制方案。该方案干扰抑制速度快，对系统误差不敏感，能对快速跟踪干扰进行有效抑制。     

基于Kriging代理模型的环形网状天线展开过程规划

针对环形网状天线小冲击、低能耗展开的应用需求，提出了一种基于动力学分析的环形网状天线展开过程规划方法。建立了综合考虑铰链摩擦、索网张力及驱动绳索柔性的环形网状天线展开动力学模型，并针对动力学分析模型的计算耗时问题，基于Kriging模型构建了环形网状天线展开过程动力学分析的代理模型。基于此，提出了环形网状天线展开过程规划的非自适应和自适应两种优化策略，通过合理设计驱动绳索的索长收纳函数实现天线展开角加速度峰值和驱动功率峰值最小化。优化结果表明，与运动学规划方法相比，基于动力学分析的环形网状天线展开过程规划能够显著降低展开角加速度峰值和驱动功率峰值；与非自适应策略相比，自适应优化策略能够在保证代理模型精度的条件下大幅度提高优化效率。该研究结果可为环形网状天线实现小冲击、低能耗展开提供一定的实际指导作用。     

智能天线自适应波束成型常用算法的研究

智能天线的自适应天线阵列的工作过程就是不断地调整权值,使之快速地收敛于当前的最优解,跟踪信道的变换.文章简单地介绍了智能天线的技术,在其基础上对智能天线的自适应波束成型的两种常用算法进行研究.     

高效率宽频带新型短背射螺旋天线

给出一种适合空间应用的新型高效率宽带背射螺旋天线，应用背景是UHF频段卫星移动通信。在L波段给出了1：5缩比样机的方向图、阻义气风发及增益等参数的实测结果。实验结果表明，此项新方案结合了谐振腔型天线效率高以及螺旋天线频带宽的长处，其口面频率达到甚至略大于1，而输入阻抗带宽（驻波比＜1．2）接近15％，方向性增益带宽（下降1dB)可达12％，较之一般短背射天线1－2％的带宽有很在改进。     

智能天线结构模糊自适应变形控制实验研究

基于dSPACE半物理仿真系统和所研制的压电作动器,设计并构建了智能天线结构实验平台,进行了结构变形控制实验研究。实验中采用常规PID作为基本控制方法,并在此基础上设计了一种模糊自适应PID控制器,将两种方法对应的不同控制效果进行了对比。结果表明:在所给的实验条件下,基于压电材料可实现对智能天线结构变形的控制,作动器控制变形量最大可达166μm;两种控制方法均可对结构变形进行控制,模糊自适应方法的绝对位置控制精度达到±0.5μm;应用模糊自适应PID控制方法对结构进行变形控制,较之常规PID控制方法能够降低系统响应的超调量,缩短稳定时间,提高控制精度,得到更好的控制过程。     

机载遥测发射天线的安装技术

从航空飞行试验的特点出发，阐明了安装机载遥测发射天线的基本原则及安装质量检验方法，介绍几种天线的具体安装方案，提出用三维计算技术定位机载发射天线的设想。     

自适应旁瓣对消分析

旁瓣对消技术在雷达、通讯等领域有着很重要的作用,文章依据自适应天线原理,对自适应旁瓣对消效果和权值的调整对干扰信号的抑制进行了物理意义上的解释,并进一步探讨了自适应旁瓣对消技术性能。     

变波长变时延迟光控相控阵天线

一种新的完全用光调调谐的光延迟器件可用作光控微波相控阵天线无偏斜波速控制的实时延迟产生器，光波波长相对微波波束方向的图形允许对光控组合提供一种有效的硬件结构，很容易和大口径天线成比例，描述了采用这种单片延迟器件的全光控相控阵天线系统的性能，提出并检验了采用中级光波长变换，单独控制方位和仰角二维天线阵的范围，组装了实时延迟光控双阵元X波段天线来验证宽瞬时带宽的工作情况。     

采用锥削天线阵列的机载自适应MTI

空时自适应处理能实现机载雷达的最佳杂波抑制。本文讨论了实际雷达系统的设计阶段所遇到的几个与空时自适应处理有关的问题；采用实际阵列天线（１２０４单元平面圆形阵列）时的空时自适应处理，前视阵列结构的空时自适应处理，空时自适应处理与常规时域ＭＴＩ处理的比较，销削的效果及蓄意干扰对空时自适应处理的影响。这一研究工作的成果将用于三国联合ＡＭＳＡＲ（机载多功能固态有源阵列雷池）计划。     

天线雷达散射截面的分析与实验

本文利用天线散射的基本原理，以波导激励振子抛物面天线为例，计算并分析了天线的结构项散射雷达截面ＲＣＳｓ和模式项散射雷达截面ＲＣＳｅ，给出了此天线雷达截面的预估值。实验结果表明，理论预估值与实测值吻合较好，并且证明天线的模项ＲＣＳｅ大于结构项ＲＣＳｓ，天线总的雷达截面主要受天线模式散射的影响，减小模式项ＲＣＳｅ将有效地降低天线的雷达截面。本文结果为探索以克服天线模式散射为主的天线ＲＣＳ减缩技术提供了理论依据     

一种满足静止气象卫星测控要求的天线设计方案

提出了满足新一代静止气象卫星测控要求的测控天线设计方案,采用测控天线斜装实现卫星变轨时天线波束覆盖。在FEKO电磁仿真软件中进行了仿真,讨论了单天线的性能及整星状态星上布局条件对测控天线的影响,并对方案进行了优化。结果表明:所选测控天线设计方案可行,满足卫星测控需要。     

星间光通信中BER的口径自适应控制法

从接收机的比特误码率与发射机的振动关系出发,采用OOK调制方式,以APD为光电探测器,推导得到了描述发射机天线口径与发射机振动关系的数学模型。针对比特误码率(BER)随振动幅值增加而上升的问题,提出了用发射天线口径与自适应方法控制BER的解决方案。用MATLAB6.5计算得到了自适应和标准条件下BER与跟踪系统信噪比的关系曲线。计算结果表明,采用天线口径自适应方法可将BER值控制在设计要求以下。