摘要：该文针对采用CDMA通信体制的低轨通信卫星,设计了具有"等通量"覆盖的平面阵列多波束天线,克服了卫星波束大角度扫描带来的"边缘问题"和"远近效应"。采用遗传算法对正六边形天线阵列进行综合,结合"子阵"分割理论,在波束空间和阵元空间进行子阵分割,简化了波束赋形的参量数目,同时还提出了一种波束成形网络复用结构,节省了2/3的资源。最后研制了16波束相控阵发射天线,其平面近场测试结果表明天线各指标都符合设计要求,有效验证了算法的正确性。

摘要：针对低轨存储转发星座的特点以及传统星座设计方法无法同时优化覆盖性能和网络性能的不足,该文提出一种新型的兼顾覆盖性能以及网络性能的低轨存储转发星座设计方法,并采用非劣分层多目标进化算法(NSGA-II)优化该多目标多约束星座设计问题。通过基于STK和OPNET的协同优化仿真平台验证了该星座设计方法的有效性。

摘要：根据'子阵列'理论,对星载阵列相控阵多波束天线的阵元空间和波束空间进行子阵分割,分析天线阵元空间成形系数的复用情况,并结合分布式算法,在阵列分解基础上提出了一种波束成形网络的复用结构,节省了67%以上的资源。最后实现了波束成形网络的试验验证平台,并完成了算法的移植和验证。结果表明,该波束成形网络比常规方法节省了大量资源,并实现了多波束等通量覆盖的设计目标。

摘要：针对多波束发射阵列天线输入为中频宽带信号的特点,设计了数字波束成形网络方案,提出了一种适合于工程实施的多通道数字上变频并行处理算法,同时设计了一个集混频滤波和预加重处理功能于一体的复合滤波器,并结合反馈式增强锁相环和逻辑锁定技术提高了阵列天线各通道的幅相一致性。通过仿真分析和工程试验表明,提出的算法利用多相滤波器结构、分布式算法和复用式设计既减少了运算量,又有效降低了硬件资源消耗;采用的复合滤波技术及时钟同步技术提高了通道的幅相一致性,确保了相控阵天线波束赋形的效果。该设计的算法和硬件实施技巧对资源有限的大规模阵列信号处理有较好的借鉴价值,对宽带数字收发信机信号流设计也有一定的参考意义。

摘要：针对16波束61阵元数字波束成形(DBF)星载相控阵天线的高速信号处理要求,提出以实信号处理为主体的分布式DBF网络架构,较复信号处理模式节省了一半的资源和数据传输量。通过时域Hilbert变换和分布式算法对波束成形网络各单元进行合理设计,降低了算法的运算量,也减少了硬件资源开销;同时通过单音闭环校正回路设计,改善了射频通道一致性。研制了DBF网络硬件平台和半实物仿真系统,验证了算法设计的正确性。本文提出的算法对资源有限的阵列信号处理有一定的借鉴意义。

摘要：针对低轨卫星码分多址通信体制,为了克服卫星波束大角度扫描带来的远近效应和波束间干扰,提出了等通量覆盖和波束间频率复用方案。针对低轨卫星环境建立合理的天线波束扫描的数学模型,结合子阵分割理论,采用遗传算法对正六边形天线阵列进行综合;通过对多波束相控阵发射天线的唯相综合结果分析表明:天线等通量覆盖、旁瓣、波束指向等指标都符合设计要求,有效验证了算法的正确性。

摘要：针对低轨卫星通信天线波束"等通量"覆盖的赋形要求,采用遗传算法对天线阵列进行了多目标平衡优化综合。根据SHA阵和波束覆盖的空间旋转对称性,在波束空间和阵元空间内进行阵元分组,将波束形成矩阵自由度降为1/3,简化了遗传算法参数数量,为波束形成因子复用奠定基础。针对16波束宽带输入,利用DFT滤波器组、复用式波束形成网络、单音闭环校正等算法设计了分布式数字波束形成器和幅相校正单元,运算量降为原来的4.5%,节省硬件资源80%。最后首次完成了16波束61阵元星载DBF相控阵天线样机的研制,暗场测试结果表明波束增益达到等通量覆盖要求,验证了以上算法和工程设计的正确性与有效性。

摘要：针对星座卫星前向链路数字上调频部分最后一级梳状滤波器（CIC滤波器）频谱特点，设计了一个低通补偿滤波器，它能有效弥补CIC滤波器通带内的频谱衰减，两者合成一个较理想的低通滤波器，与前一级基带成形滤波器配合能有效抑制码间干扰，整体阻带旁瓣也较小。最后将该补偿滤波器与基带成形滤波器合成一个滤波器，与后面CIC滤波器组成二级内插，这样可以不用任何乘法结构单元实现基带成形，从仿真结果上看效果较好。这种频谱补偿设计的思路，可以推广应用在数字下调处理、陷波器、均衡等领域。

摘要：毫米波通信系统因为带宽宽和易于小型化的特点被广泛应用于卫星通信中,基于提高多载波卫星毫米波通信系统容量的链路支持性优化面临诸多性能指标权衡的难题,如:降低上行EIRP需求,提高转发器功率利用率,增强链路稳健性等,将多目标优化思想引入到毫米波卫星通信系统的支持性优化模型,提出一种约束多目标免疫算法(Constrained Nondominated Neighbor Immune Algorithm,C-NNIA),并进行了相应的建模、仿真和优化.表明该算法可获得优于传统直接求解(Direct Search,DS)算法和基于单目标可变邻域搜索(Variable Neighbourhood Search,VNS)算法的Pareto最优解,且算法具有更好的约束处理能力、多样性保持能力以及快速收敛特性.最后,通过对最优解集的设计变量以及性能度量参数的统计和分析,获得了具有指导性的设计参考.

摘要：提出了一种适合于在轨重构的星载多波束相控阵天线软、硬件架构方案,分析了星地环路可重构策略、实施可行性和关键技术。通过对比分析,利用可编程门阵列的动态可重构特性,确定相控阵天线采用数字波束形成的工程实施方案。研制了可重构星载相控阵天线原理样机,模拟S波段两组不同波束指向的波束形成参数间动态重构,有效验证了可重构策略的正确性与合理性。