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(duì)衛(wèi)星通信的影響,這對(duì)實(shí)現(xiàn)安全的衛(wèi)星通信具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。
　　 本論文的主要研究成果及創(chuàng)新點(diǎn)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(duì)Ka頻段電磁波的傳播影響,分析了Ka頻段星地鏈路信號(hào)傳播的特性,進(jìn)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(duì)LMS算法收斂速度與穩(wěn)態(tài)誤差不易同時(shí)滿足,以及受到干擾時(shí)跟蹤效果較差的問(wèn)題,提出了一種基于誤差的自適應(yīng)變步長(zhǎng)LMS波束形成方法,分析了算法參數(shù)的取值原則及其對(duì)收斂性能的影響。該方法步長(zhǎng)因子與誤差信號(hào)之間函數(shù)關(guān)系簡(jiǎn)單,對(duì)干擾信號(hào)具有較好的抑制作用。仿真實(shí)驗(yàn)表明該方法具有當(dāng)誤差較大時(shí)能夠快速

3、變化、而誤差接近零處時(shí)緩慢變化的良好特性,且當(dāng)系統(tǒng)突變時(shí)仍有較好的跟蹤性能。
　　 3.針對(duì)星上寬帶信號(hào)的波束形成問(wèn)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(zhǔn)則逼近參考波束;仿真實(shí)驗(yàn)表明在通信衛(wèi)星的鏈路受到強(qiáng)干擾以及協(xié)方差矩陣存在估計(jì)誤差造成零陷偏移情況下,CMLS-FDFIBS方法能根據(jù)需要設(shè)計(jì)出具有一定寬

4、度和深度的零陷來(lái)抑制干擾,同時(shí)保持恒定的波束主瓣響應(yīng)。
　　 4.在詳細(xì)分析了跳頻通信對(duì)智能天線波束形成的影響以及多種干擾方法對(duì)跳頻通信信號(hào)干擾可行性的基礎(chǔ)上,針對(duì)能有效干擾跳頻通信信號(hào)的部分駐留時(shí)間干擾(PTRI),提出了一種抑制部分駐留時(shí)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(shí)驗(yàn)表明該方法對(duì)部分駐留時(shí)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(jì),提高了自適應(yīng)波束形成的收斂速度和