星載智能天線波束形成技術(shù)研究.pdf

1、衛(wèi)星通信是現(xiàn)代通信的主要方式之一,它在軍事應(yīng)用和航天科技領(lǐng)域具有重要的地位。由于通信衛(wèi)星的暴露性和廣泛使用的廣播型的通信方式,其上、下行鏈路容易受到干擾。為此本文從抗干擾的角度研究了同步軌道衛(wèi)星上的智能天線的波束形成技術(shù),可有效地抑制不同干擾對衛(wèi)星通信的影響,這對實現(xiàn)安全的衛(wèi)星通信具有重要的理論意義和實用價值。
　　 本論文的主要研究成果及創(chuàng)新點如下:
　　 1.基于降雨(降雪)、云霧、沙塵、大氣分子吸收及大氣閃爍等大氣

2、環(huán)境對Ka頻段電磁波的傳播影響,分析了Ka頻段星地鏈路信號傳播的特性,進而建立了典型天氣條件下的Ka頻段衛(wèi)星通信信道的仿真模型。
　　 2.針對LMS算法收斂速度與穩(wěn)態(tài)誤差不易同時滿足,以及受到干擾時跟蹤效果較差的問題,提出了一種基于誤差的自適應(yīng)變步長LMS波束形成方法,分析了算法參數(shù)的取值原則及其對收斂性能的影響。該方法步長因子與誤差信號之間函數(shù)關(guān)系簡單,對干擾信號具有較好的抑制作用。仿真實驗表明該方法具有當誤差較大時能夠快速

3、變化、而誤差接近零處時緩慢變化的良好特性,且當系統(tǒng)突變時仍有較好的跟蹤性能。
　　 3.針對星上寬帶信號的波束形成問題,提出了一種新的恒定束寬波束形成方法——恒定主瓣低旁瓣頻率不變恒定束寬波束形成方法(CMLS-FDFIBS)。該方法能保證波束旁瓣低于設(shè)定值的條件下,主瓣以最佳準則逼近參考波束;仿真實驗表明在通信衛(wèi)星的鏈路受到強干擾以及協(xié)方差矩陣存在估計誤差造成零陷偏移情況下,CMLS-FDFIBS方法能根據(jù)需要設(shè)計出具有一定寬

4、度和深度的零陷來抑制干擾,同時保持恒定的波束主瓣響應(yīng)。
　　 4.在詳細分析了跳頻通信對智能天線波束形成的影響以及多種干擾方法對跳頻通信信號干擾可行性的基礎(chǔ)上,針對能有效干擾跳頻通信信號的部分駐留時間干擾(PTRI),提出了一種抑制部分駐留時間干擾的智能天線波束形成方法,建立了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型,并提出了轉(zhuǎn)換矩陣的概念。仿真實驗表明該方法對部分駐留時間干擾具有較好的抑制作用,且能利用多跳的數(shù)據(jù)連續(xù)估計,提高了自適應(yīng)波束形成的收斂速度和