飞行器地面测控系统中天线系统时延标定

针对地面测控系统中一些天线系统时延无法利用信标塔进行精确标定的缺点,提出了对天线系统时延进行分段计算和测量的标定方法,对标定精度进行了分析和计算,并分析了不同因素对天线系统时延变化的影响。工程实践证明该方法可行,天线系统时延标定精度优于0.1 ns。     

天线时延标定在卫星导航技术中的应用

卫星导航系统通过信号传播时延的测量来实现定位、导航和授时,信号传播时延测量计算需要已知天线时延,天线时延标定准确度是影响系统服务精度的关键因素。叙述了卫星导航系统中天线时延的定义及通常测量方法,提出了2种利用卫星导航系统自身测距能力的天线时延标定方法,介绍了天线相位中心测量方法,并给出了卫星导航系统应用中的天线相位中心点坐标的归算方法。     

基于硅基光子学的2维相控阵真时延网络

为了实现大规模2维相控阵天线的光学真时延系统, 采用基于硅基光子学的二进制硅基集成二进制光延迟线技术, 提出一种2维相控阵(N×N)真时延网络, 利用2维相控阵结构的对称性以及行延迟和列延迟的独立控制, 真时延网络的复杂度可以降低至(N-1)/2(N为奇数)或N/2(N为偶数)。理论分析了该时延控制方案和集成时延芯片的设计, 以8×8的2维相控阵为例, 设计实现了包含4种硅基二进制时延线的真时延芯片, 测量了该芯片的时延量, 并针对测量的时延量仿真分析了2维相控阵天线的波束扫描特性。结果表明, 该真时延网络能够满足相控阵天线波束指向要求(角度误差小于0.5°); 集成光学技术的采用减小系统的体积和成本。该研究为大规模2维相控阵天线的真时延网络实现提供了一种可行的方法。     

阵元失效对相控阵天线绝对时延影响分析

相控阵天线的阵元失效会造成绝对时延等性能参数的恶化。利用相控阵天线阵列综合和群时延特性的原理,分析了天线阵元随机分布失效和子阵失效情况下,天线绝对时延随之变化的趋势。通过算例仿真可知,在阵元随机失效数学模型下,天线绝对时延受失效阵元分布形式和失效阵元数量因素影响较大,20%的阵元失效情况下时延偏差最大达到0.39 ns;在子阵失效数学模型下,靠近阵面中心位置,子阵失效会导致绝对时延出现较大偏差。分析结果及结论可用于实际相控阵天线绝对时延的修正。     

天线旋转关节时延稳定性试验研究

卫星导航系统的转台天线对旋转关节的时延稳定性要求很高。介绍了转台天线旋转关节的2种结构方案,即中空耦合和电缆直连。借助于实验的方法,研究了转台天线在转动过程中,旋转关节的时延变化。实验结果表明,电缆直连方案的时延稳定性优于空中耦合方案,且时延变化满足系统指标要求,该方案在实际工程中获得了良好的应用。     

反馈时延对闭环多天线系统性能的影响

该文研究了在时间相关信道下反馈时延对基于天线选择闭环多天线系统性能的影响。在这种系统中,接收端根据瞬时最大信噪比准则选择发射端天线,并把选定天线信息通过反馈链路传送给发射端来进行天线选择。文中分析了在时变信道下反馈时延对系统平均容量、容量中断概率及在BPSK调制下系统的误比特率的影响,给出了其关系的解析表达式,数值仿真证明了理论分析的正确性。     

抛物面天线接收时延抖动分析和对策

抛物面天线是卫星导航地面站的重要组成设备,负责完成卫星与地面站时间同步上行信号发射和下行信号接收,也是伪距测量的重要设备,因此要求抛物面天线工作时自身时延值相对稳定。针对地面站天线在跟踪卫星信号时接收时延抖动现象展开了故障排查,进行了问题原因分析。指出了天线旋转关节及馈线连接方式是影响天线时延稳定性的重要因素,并给出了解决天线时延抖动现象的方法。     

线型小区中V-BLAST两根分布发射天线的位置优化

在分布式发射天线多输入多输出(MIMO)系统中,不同的发射天线位置将影响系统的性能。针对这一问题,该文在考虑了传播时延、路径损耗、阴影衰落、小尺度衰落和高斯白噪声的基础上研究了V-BLAST两根分布式发射天线在线型小区的平均误码率(AABER)。理论分析表明存在一个关于小区中心对称的位置使得AABER性能最优,这一位置可以通过数值计算的方法得到。仿真结果验证了理论分析的正确性。     

一种基于TDOA的多天线联合测角算法

针对分布式多天线系统中传统测角方法存在测量精度偏低、宽带信号不适用等问题,提出了一种基于时延差（Time Difference of Arrival,TDOA）测量的多天线二维测角算法。该算法基于最小二乘原理,综合利用多基线测量结果进行迭代计算,有效提高了估计精度,且无需解模糊。推导了算法的克拉美罗界(Cramér-Rao Lower Bound,CRLB)与均方根误差表达式,讨论了算法的测角性能。当天线数为7、天线间距100 m、时延估计精度优于10 μs时,测角精度接近CRLB,方位角精度优于3°,俯仰角精度优于4°。算法复杂度适中,能够应用到多天线无源侦察、空间目标跟踪等应用中。     

一种基于阵列天线的时延估计方法

本文主要讨论了无线通信中多径信号的时延估计问题，针对阵列天线，基于非线性最小二乘准则，我们提出了一种有效的时延估计方法，仿真结果表明该算法有较好的性能。     

手动VSAT站天线接收增益的诊断测量

阐述了利用卫星信标和高增益标准喇叭天线,测量手动VSAT站天线接收增益的方法。由测量的天线接收增益计算天线接收效率,从而实现对天线发射增益进行估算。最后,给出了工程测量实例,证明了该方法的可行性,并对增益测量误差进行了分析,其均方根误差±0.28dB。     

基于阻尼振荡法的甚低频天线阻抗测量

为了准确测量甚低频发射天线在实际工作环境和工作频点上的输入阻抗,本文提出了一种基于RLC阻尼振荡法的阻抗测量方法,并推导了天线阻抗、电容、电感和电阻的测量公式;该测量方法可通过提高测量电压来提高测量信噪比和测量精度;测量系统谐振于被测天线的工作频点或其附近,使甚低频发射天线输入阻抗的测量值更接近天线在实际工况下的真实值.试验表明,本文提出的测量方法简单可行,具有较高的精度和稳定性,可实现甚低频发射天线输入阻抗的现场测量.     

天线增益频带特性确定的一种简单方法

介绍了用卫星源法测量卫星通信地球站天线的特点。简述了利用3dB和10dB波束宽度确定地球站天线增益的原理和方法。提出了利用外推法确定天线增益频段特性的一种简单方法。对波束宽度法测量增益的误差进行了分析和估算,其均方根误差±0.387dB。最后给出了某工程应用的C波段15m地球站天线增益测量结果,增益测量结果与理论计算结果吻合很好。     

卫星地面站天线塔不均匀沉降影响及数据分析

通过对多个全动卫星地面站天线塔不均匀沉降的长期连续测量,得出了其不均匀沉降的大小及变化趋势。分析了不均匀沉降对天线测角精度的影响,研究了不均匀沉降的补偿方法。中小型天线一般自身设置有机械调平装置,可进行一定量的调整补偿。更为普遍的补偿方法是用数学模型来修正不均匀沉降带来的测量误差,大天线和中小天线都适用。工程中这些方法都已应用,效果良好,对提高天线塔建设效费比有重要意义。     

口径天线方向性系数和增益的快速估算方法

导出了用天线方向图的半功率波束宽度快速计算口径天线方向性系数和增益的简单表达式，分析讨论了这些公式的应用范围。最后，给出了卫星通信天线的增益测量实例，实验结果表明：用半功率波束宽度快速计算的天线增益与其它方法测量的天线增益吻合很好，从而证明了这种方法的正确性。     

数字阵列天线测量方法研究

提出了数字阵列天线应测量的技术指标体系。基于数字阵列天线各通道的幅度相位可控,推导出了数字阵列天线方向图的中场测量公式。在已知数字阵列TR组件接收电路增益的基础上,给出了数字阵列天线接收增益测量方法。为避免分别测量数字阵列天线的有源电压驻波比和发射增益,给出了等效全向辐射功率的测量方法。实验结果验证了数字阵列天线方向图和接收增益测量方法的正确性。     

Compact high-gain composite horn antenna for space-borne beacon application

ABSTRACT

The growing interest in higher capacity communications satellite necessitates the development of compact and lightweight other antennas (such as beacon horn antenna) at Earth-viewing deck due to crowded accommodation and weight limitation. In this article, we describe an innovative and compact high-gain composite horn antenna for space-borne beacon application. We have designed, manufactured and measured beacon horn antenna operating from 10.7 GHz to 12.5 GHz. The beacon horn antenna is devised by combining stepped section at input, axial corrugated in mid and finally radial corrugated sections. This engineered multiple sections provide extra flexibility of optimisation, leading to high edge of coverage (EoC) gain for Indian mainland, Lakshadweep Islands and Andaman & Nicobar Islands. The radial corrugated section is specially profiled using multi-profile subsections. The mode-matching technique (MMT)-based software CHAMP and ‘minimax optimiser’ have been used to analyse and optimise the Beacon horn antenna. Manufacturing of the horn using a turning machine over aluminium alloy helps to reduce its cost. Characterisation of the beacon antenna confirm predicted electrical results (return loss> 17 dB, cross-polarisation discrimination < ?40 dB, EoC gain > 24 dB). The Accommodation of the Ku-Beacon antenna on spacecraft is discussed with help of its near field from the scattering point of view and its tilt.     

双曲率反射面天线数据处理方法探索

以某雷达双曲率反射面天线为对象,介绍了大型曲面天线常用的精度测量方法,这些方法存在测量点拟合和设计坐标系与测试坐标系的转换关系等难点,数据处理关系复杂,利用统一基准、编程、数据转换等方法求出测量点对应的设计坐标值,通过与测试值比较得出工作面的均方根误差值,实现面精度测量和计算,解决了数据处理难点问题.     

Improving the Reception Performance of Legacy T‐DMB/DAB Receivers in a Single‐Frequency Network with Delay Diversity

This paper describes a simple delay diversity technique for terrestrial digital multimedia broadcasting (T‐DMB) and digital audio broadcasting in a single‐frequency network (SFN). For the diversity technique, a delay diversity scheme is adopted. In the delay diversity scheme, a non‐delayed signal is transmitted in the first antenna, and delayed versions of the signal are transmitted in each additional antenna. For an SFN environment with multiple transmitters, delay diversity can be executed by controlling the emission times of the transmitters. This SFN delay diversity scheme does not require any hardware changes in either the transmitter or receiver, and perfect backward compatibility can be acquired. To evaluate the performance improvement, laboratory tests are executed with various types of commercial T‐DMB receivers as well as a measurement receiver. The improvement in the bit error rate performance is evaluated using a measurement receiver, and an improvement of the threshold of visibility value is evaluated for commercial receivers. Test results show that the T‐DMB system can obtain diversity gain using the described technique.