雷达遥感卫星频率分配与射频干扰抑制:机遇与挑战

雷达遥感卫星作为一种重要的民用空间基础设施，能够实现全天时、全天候的高分辨对地观测，对推动科学进步、促进经济发展和维护国家安全具有重大战略意义。但随着全域无线电业务的快速增长，频率共享导致的兼容冲突日益加剧，衍生出的射频干扰已成为困扰定量化精确遥感探测性能的共性难题。本文系统地梳理了典型波段的对地观测业务频率分配现状，介绍了射频干扰的定义和影响机理，提出了模型数据混合驱动的干扰抑制新思路，并对面临的机遇与挑战进行了归纳总结，为新一代雷达遥感卫星的频率优化设计提供知识依据，进而保障其在复杂电磁环境的对地观测效能。     

一种瞬时大带宽DRFM系统的信道化设计

为实现宽带雷达回波信号的模拟生成,通常采用基于信道化技术的射频存储(DRFM)系统。在信道化DRFM系统中,不合理的信道划分方案和多相滤波器设计会导致频谱混叠、频谱分量缺失和幅度失真。文章提出了一种相邻信道频谱有50%交叠的信道划分方法,并对信道化滤波器组进行了优化设计。在此基础上,给出了一种瞬时大带宽DRFM系统的实现方案。仿真结果表明,文章提出的设计方案可以实现Nyquist采样带宽内雷达信号的射频存储和模拟转发,且具有较小的幅度失真,可以满足瞬时大带宽雷达回波信号的模拟需求。     

Real-time ray-based channel generation and emulation for UAV communications

A real-time ray-based hardware emulator for Unmanned Aerial Vehicle (UAV) communication channels which suits for the Three-Dimensional (3D) dynamic scenarios and considers the movements of both terminals is developed in this paper. The time-variant channel parameters, i.e., ray delay, ray gain, and ray Doppler frequency are precalculated in the host by using the Ray Tracing (RT) method. Meanwhile, RT simulation dramatically increases the number of valid rays. To address the problem of resource limitation and huge computational burden in the implementation, an efficient ray coefficients generation method based on iteration is proposed and implemented. With the advantages of low cost and high flexibility, a Software Defined Radio (SDR) hardware platform is used to emulate the ray-based UAV channels by utilizing the compact architecture including the Time-Division (TD) scheme and Tapped-Delay Line (TDL) for channel convolution. Finally, hardware measurement results demonstrate that the properties of emulated channel, i.e., Power Delay Profile (PDP) and Doppler Power Spectrum Density (DPSD) consist with the simulated ones, which verifies the correctness of hardware implementation. The proposed channel emulator provides an efficient way for optimization, verification, and evaluation of UAV communication systems.     

一种多源测距与视觉惯性融合的月球车定位方法

针对月球车月面探测活动任务中对高精度定位的需求,当前视觉惯性定位方法存在误差累积,并且在缺乏先验环境信息时无法消除,基于三角测量原理的无线电定位方法可以通过测量接收端到至少三个不同发射端的距离来确定目标物体位置,但需要架设三台以上基站,因此难以满足月面环境下大范围定位的需求。文章提出了一种基于基站无线测距和视觉惯性里程计融合定位方法,以解决上述定位手段存在的问题。该方法首先利用视觉惯性里程计构建的环境模型将WIFI、UHF和UWB三类无线电基站测距信息进行融合,然后将测距结果和视觉IMU信息进行位置联合解算来确定月球车位置,最后在Matlab和Gazebo软件平台上进行仿真验证,在距离基站最远行进1500米的条件下实现了0.92米定位误差。实验结果表明,该方法能够在满足月面探测任务对于精准定位的需求。     

合成孔径雷达射频干扰抑制技术进展及展望

射频干扰(RFI)是影响合成孔径雷达精确遥感的一个难点问题,严重阻碍了原始回波的采集、成像和后续解译过程。本文对适用于合成孔径雷达系统的RFI抑制技术进行了综述研究。首先分析了典型的星载和地面RFI源以及其对合成孔径雷达系统的影响,给出了典型RFI类型的信号模型和实测数据示例;然后系统地介绍了抑制RFI的先进信号处理技术,并从适用性的角度讨论了每种方法的优缺点;最后从认知、综合和自适应的角度探讨了未来干扰抑制技术的发展趋势与展望。     

空间低频射电天文天线材质-观测性能分析

15MHz以下的射电天文信号由于受到电离层的阻挡只能通过空间卫星平台进行观测。采用空间展开的电小天线是目前普遍的做法。就电小天线的材质-接收性能方面进行分析，构建了基于材质磁导率、电导率对后端接收机噪声影响模型。通过计算结果比对和就天线材质空间展开难易程度的综合考虑，归纳总结了不同材质对空间低频射电天文观测噪声影响以及展开难度，为新天线的研制提供了数据依据。该项工作将为下一步L1点空间天气监测卫星中的太阳射电观测载荷提供技术支持。