多板天线“动中通”跟踪测角算法研究

跟踪技术是低轮廓"动中通"系统的核心技术之一.研究了多板天线"动中通"系统的跟踪方案,并针对低轮廓"动中通"跟踪过程中如何获取天线指向相对于卫星方向的偏差角问题,提出了适用于一维机扫一维电扫的多板天线"动中通"系统的方位、俯仰跟踪测角算法,解决了系统的跟踪测角问题,为实现低轮廓低成本"动中通"系统提供了重要的理论参考.     

基于TMS320DM642的视频图像处理系统设计与实现

在军用航空领域,视频图像可用于目标搜索、跟踪.机载光电搜索与跟踪系统包括可见光与红外传感器、稳定平台、图像处理系统、显示等部分,主要完成辅助飞行员目标搜索,自动跟踪目标,测量目标的方位、速度,控制武器发射等功能.其中需要有高性能的数字图像处理系统.针对某型机载光电搜索与跟踪系统的具体要求,设计了一种基于TMS320DM642的视频图像处理系统.     

光纤捷联航姿系统在"动中通"的应用

为解决各种环境下"动中通"天线对目标的快速捕获和精确跟踪,天线控制系统采用了低成本光纤捷联航姿系统与单脉冲自跟踪系统相结合的控制技术,目标可见时采用单脉冲自跟踪,同时利用单脉冲自跟踪精度高的特点对光纤捷联航姿系统实时标校,使航姿系统长期保持在高精度的惯性导航水平上;目标被遮挡后利用光纤捷联航姿系统引导跟踪,通过试验及数据分析,该技术的使用使"动中通"天线在任何环境下,跟踪精度达1/10半功率波束宽度,对目标的捕获时间小于1S.     

光纤捷联航姿系统在“动中通”的应用

为解决各种环境下“动中通”天线对目标的快速捕获和精确跟踪,天线控制系统采用了低成本光纤捷联航姿系统与单脉冲自跟踪系统相结合的控制技术,目标可见时采用单脉冲自跟踪,同时利用单脉冲自跟踪精度高的特点对光纤捷联航姿系统实时标校,使航姿系统长期保持在高精度的惯性导航水平上;目标被遮挡后利用光纤捷联航姿系统引导跟踪,通过试验及数据分析,该技术的使用使“动中通”天线在任何环境下,跟踪精度达1／10半功率波束宽度,对目标的捕获时间小于1s。     

一种改进的“动中通”步进跟踪算法

研究了"动中通"的初始捕获、重捕获及跟踪算法。为了提高"动中通"系统的性能,针对系统中传统的初始捕获、重捕获及跟踪算法在捕获速度和跟踪精度之间的矛盾,提出了一种基于变步长的步进跟踪算法。该算法具有初始捕获及重捕获阶段搜索步长自动增大而系统转入跟踪后步长很小的特点。理论分析和计算机仿真结果表明:该算法在保持较低计算复杂度的前提下,能同时获得较快的捕获速度及较高的跟踪精度。     

基于运动学的机载红外被动测距算法研究

建立了基于运动学模型的机载红外被动测距算法。在算法中,根据目标的方位和俯仰角度信息,利用状态预测滤波的方法来测量目标的距离,并结合卡尔曼滤波技术降低测距的误差。仿真分析表明:当机动时间达到20s的时候测距误差基本能控制在10%左右,随着机动时间的增加,误差变化率趋于稳定。该算法适用于机载红外搜索/跟踪系统对空中目标的被动测距。     

动中通地面站卫星天线伺服控制系统

实现动中通卫星通信的天伺系统有多种,常用的有抛物面天伺系统和相控阵天伺系统两种型式。重点讨论采用具有零值自跟踪和以捷联惯导作数字引导跟踪的抛物面天线的动中通卫星通信设备的工作原理,并对该型式的动中通卫星通信设备的伺服跟踪系统的电气性能和价格进行了比较。还对动中通卫星通信设备的各种功能也进行了详细论述。这些都可作为用户选用动中通设备的一个参考。     

“动中通”卫星通信设备软件设计

介绍了"动中通"高精确度卫星跟踪技术和天线的控制技术,为了保证系统在移动平台上完成卫星通信,采用了开环跟踪与双闭环校正的控制算法。通过监控处理完成跟踪算法任务处理,软件系统采用vxWorks实时操作系统为平台,保证了跟踪的高实时性;显控处理软件采用图形图标控件(NI控件)技术,实时显示系统的状态和故障信息;伺服处理软件完成天线角度的控制,保证实时响应。实现了"动中通"卫星通信设备在运动平台上的高可靠通信,满足"动中通"卫星通信设备跟踪锁定和通信的要求。     

红外搜索和跟踪示范器计划

红外搜索和跟踪（IRST）示范器计划目的是研制一种硬件，这种硬件能够在机载环境中对空中目标进行远距离探测和跟踪。本文介绍红外搜索和跟踪设备的每一个主要子系统，其中包括瞄准系统、热成象系统和信号处理系统。本文同时介绍各种操作方式，这些操作方式使得人们能够搜索、探测和跟踪多个目标，并且能够显示所选目标的图象以及提供被动测距信息。红外搜索和跟踪设备将被装在一架实验用的“旋风”飞机上飞行，本文对设备的安装以及所建议的试验也作了介绍。最后，本文对这种设备的未来性能作了概述，并且列出了若干条提高设备性能的条件。     

红外搜索跟踪系统对机动目标的跟踪算法研究

红外搜索跟踪系统(IRST)只能得到目标的角度,目标的精确三维运动方程难以建立,因此对机动目标进行跟踪尤为困难.提出了适合红外搜索跟踪系统的纯角度交互式多模型(IMM)定向跟踪算法,并和基于单一模型的卡尔曼滤波做了仿真对比,仿真结果表明了所提出的算法较卡尔曼滤波在性能上有很大提高,能够很好地跟踪机动目标.     

Beamforming experiment with a DBF multibeam antenna in a mobilesatellite environment

This paper describes a digital beamforming (DBF) multibeam antenna that incorporates a compact digital signal processor (DSP) engine, and the results of using it in a beamforming experiment receiving a satellite signal in a land-mobile environment. A considerable reduction in the scale of the DSP engine has been achieved by using field programmable gate arrays (FPGAs). To capture a satellite signal arriving from an unknown direction, a two-dimensional (2-D) spatial FFT signal processing provides orthogonal multibeam patterns on the broad side of a planar array antenna. The experimental results demonstrated the features of coarse acquisition and tracking of a signal arrival by selecting the strongest of the beams without assistance from direction finding sensors or microwave phase shifters. The DBF multibeam antenna will provide high-quality communications and increase traffic capacity if it is applied to high-gain mobile antennas or multispot-beam base station antennas in cellular or satellite mobile communications     

A New Blind Beamforming Procedure Based on The Conjugate Gradient Method for CDMA Mobile Communications

The objective of this paper is to present an adaptive algorithm for computing the weight vector which provides a beam pattern having its maximum gain along the direction of the mobile target signal source in the presence of interfering signals within a cell. The conjugate gradient method (CGM) is modified in such a way that the suboptimal weight vector is produced with the computational load of O(16N), which has been found to be small enough for the real-time processing of signals in most land mobile communications with the digital signal processor (DSP) off the shelf, where N denotes the number of antenna elements of the array. The adaptive procedure proposed in this paper is applied to code division multiple access (CDMA) mobile communication system to show its excellent performance in terms of signal to interference plus noise ratio (SINR), bit error rate (BER), and capacity, which are enhanced by about 7 dB, times, and 7 times, respectively, when the number of antenna elements is 6 and the processing gain is 20 dB.     

一种共形阵星地通信地面接收波束形成器设计

为了满足卫星和地面实现通信的需求,设计了一种共形阵的星地通信面接收波束形成器.采用球面阵圆极化天线的形式,在FPGA平台上完成信号处理.系统可以完成对信号的接收、下变频和数字波束形成等功能.系统内置整套卫星定位和数字波束形成算法,可根据上位机给出的星历平根数据,自主完成实时计算卫星位置、波束指向角度和权系数,可同时完成...     

相控阵卫星跟踪闭环实验系统设计与实现

相控阵卫星跟踪系统是一个庞大、复杂的闭环系统,主要包含卫星及其发射信号、相控阵接收天线、基带信号处理单元、波束指向控制四个部分。为了解决卫星自跟踪系统在实验中对实时性的要求,降低测试成本和测试难度,设计了一套运动平台卫星自跟踪闭环实验系统。上位机完成了运动目标建模和波束指向控制功能,基于FPGA的四通道硬件板完成接收信号的产生,自跟踪基带数字板完成基带信号的搜索、测角和跟踪滤波,各部分之间通过SMA或串口进行连接。对每一部分作了理论分析和硬件设计描述,并在最后给出了测试结果,表明了演示系统的可行性和有效性。     

星载DBF多波束发射有源阵列天线

 低轨通信卫星大容量、终端小型化要求卫星采用多波束天线技术来实现高增益、宽覆盖.本文针对低轨CDMA通信系统,设计了具有近"等通量"覆盖的平面阵列多波束发射天线,该天线由61微带单元天线阵、61个发射射频通道和数字波束形成网络组成;数字波束成形网络对输入的16个波束信号进行正交化、加权处理输出61路中频信号,由发射射频通道完成上变频和信号放大,最后通过天线阵辐射出去在空间形成期望的16个赋形波束覆盖.文章详细介绍了天线的实现方法和试验结果,通过对16波束发射天线原理样机的测试,结果表明天线各指标都符合设计要求,有效验证了天线系统设计的正确性.     

导航星座对高轨特定目标导航方法

针对当前各种高轨飞行器对导航需求日益增强的情况,提出一种导航星座对高轨特定目标飞行器进行导航的方法。该方法需要在导航星座卫星配备全数字相控阵天线与指向可调的高增益导航天线。相控阵天线接收目标飞行器发射的用于波达方向(DOA)估计的信号,并对该信号的DOA进行估计,使距飞行器较近的多个导航星座卫星估计得到飞行器相对于自身的相对方向。以该方向为基础,导航卫星可以调节自身的高增益导航天线并使其指向特定目标飞行器,发送导航电文信息,从而使导航星座自主实现对高轨目标飞行器的导航任务。假定导航卫星相控阵天线装配于卫星对天面上,以此为基础对同步轨道的目标飞行器同导航星座各卫星相控阵天线的可见性进行了仿真分析,并在目标可见的基础上对二维DOA估计精确度进行了计算,验证了方法的可行性。     

基于船载卫星通信三轴天线的跟踪搜索技术

针对船载卫星通信三轴天线跟踪系统,介绍了船载三轴天线的系统组成,提出了一种基于捷联惯导的船载三轴天线跟踪搜索技术。天线以目标地理角为中心,通过坐标转换将目标地理角转换为天线的目标甲板角,调整AEC三轴使其及时准确地跟随目标甲板角。目前,该方法已经成功应用于多种船载三轴天线。实践表明,该方法能够快速准确地搜索到目标卫星,并实现对目标卫星的稳定跟踪。     

A DBF self-beam steering array antenna for mobile satelliteapplications using beam-space maximal-ratio combination

This paper proposes a diversity-receiving array antenna scheme achieved by digital beamforming (DBF) for the purpose of self-beam steering toward the unknown direction-of-arrival (DOA) of a modulated signal in a mobile satellite communications environment. This scheme uses a multibeam former with a spatial fast Fourier transform (FFT) for the received baseband signals to coarsely acquire the attenuated signal. It also uses a self-phasing processor (SPP) applied to the multibeam outputs for precise acquisition and tracking. In the SPP, maximal-ratio combining is achieved with simple digital numerical operations in the complex baseband, allowing for rapidity and stability in beamforming. As a result, the array antenna steers its receiving beam toward the DOA automatically without the need for nonlinear optimization methods. Moreover, the beam is steered toward the DOA of multipath signals according to their signal levels, leading to the optimal cophase recombination of all correlated signals, which improves the quality of the total receiving signal. This paper discusses the scheme, and its performance is evaluated by computational simulation and experiments conducted in a radio anechoic chamber     

车载同步轨道卫星移动通信系统

介绍国内两种车载同步轨道卫星移动通信系统。一种是相控阵天线跟踪的UHF频段卫星移动通信系统。另一种是采用激光陀螺跟踪的Ku频段宽带卫星移动通信系统,它综合应用了航天遥测、激光陀螺、GPS定位和Ku频段数字卫星通信等技术,在国内首次实现了话音、传真、数据和图像宽带大容量动中不间断通信。     

卫星移动通信中的电扫描阵列天线

90年代以来，卫星移动通信发展异常迅速。许多科研组织都对移动地面站中的电扫描阵列天线进行了研究。介绍了目前已经开发并应用于卫星移动通信的几种电扫描阵列天线及其技术细节。