平流層通信天線關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、迅速增長(zhǎng)的無線通信業(yè)務(wù)需求，對(duì)無線通信系統(tǒng)提出了越來越高的要求。目前的地面和衛(wèi)星無線通信平臺(tái)存在諸多缺陷，而近年來逐漸受到關(guān)注的平流層通信平臺(tái)(亦稱高空通信平臺(tái))，則憑借其諸多不可比擬的優(yōu)勢(shì)，諸如信道時(shí)延擴(kuò)展小、抗衰落能力強(qiáng)、覆蓋范圍大、覆蓋靈活、終端設(shè)備簡(jiǎn)單、艇載設(shè)備更新維修方便、建設(shè)成本低、可提供多層次業(yè)務(wù)，等等，已成為當(dāng)前無線通信領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。 多波束天線系統(tǒng)是平流層通信平臺(tái)的關(guān)鍵組成部分，平流層通信平臺(tái)的自身特點(diǎn)對(duì)

2、其天線系統(tǒng)提出了眾多苛刻要求，其波束數(shù)量、系統(tǒng)復(fù)雜度等許多方面都超越了當(dāng)今世界上正在使用的工程系統(tǒng)，包含了天線、通信、信號(hào)處理等多學(xué)科的許多前沿技術(shù)。對(duì)平流層通信中的天線系統(tǒng)的研究具有工程、產(chǎn)業(yè)、學(xué)科發(fā)展等多方面的重要意義。 平流層通信平臺(tái)天線系統(tǒng)的方案包括兩大類：用于毫米波波段的高增益天線陣元組成的多波束天線，和用于較低頻段的采用數(shù)字波束成技術(shù)的多波束自適應(yīng)天線，本文針對(duì)這兩種方案分別展開研究。 在高增益天線陣元方面，

3、提出多項(xiàng)用于徑向線縫隙天線及其饋電電路的分析與設(shè)計(jì)的數(shù)值計(jì)算技術(shù)，這包括：1)帶接地板介質(zhì)層空域格林函數(shù)的快速計(jì)算方法，2)多層平面電路譜域無窮積分的極點(diǎn)處理技術(shù)和積分加速計(jì)算技術(shù)，3)共面波導(dǎo)傳輸線特征參數(shù)的快速全波提取模型。這些技術(shù)可大大提高數(shù)值計(jì)算效率，為今后建立完整的全波分析設(shè)計(jì)模型奠定基礎(chǔ)。 在數(shù)字波束成形和自適應(yīng)天線技術(shù)方面，主要做了兩項(xiàng)工作，第一項(xiàng)是對(duì)盲波束形成算法——最小二乘廣義模算法展開研究，分析了算法的收斂特

4、性和噪聲捕獲特性，得到了收斂速度和模指數(shù)的關(guān)系，并提出了避免噪聲捕獲的方法，并將算法推廣到多用戶情況下，提出迭代最小二乘投影廣義模算法。第二項(xiàng)是對(duì)用于OFDM系統(tǒng)的自適應(yīng)天線進(jìn)行研究，在分析現(xiàn)有方案的基礎(chǔ)上，提出了基于波束空間信道狀態(tài)信息估計(jì)的Pre-FFT自適應(yīng)天線方案，該方案有效地克服了原有陣元空間方案在抗干擾，特別是抗強(qiáng)干擾性能方面的不足，并且其波束空間的方法非常適合應(yīng)用于配置大量陣元的平流層通信平臺(tái)。 本文的工作可望為今