时间：2023-04-12 17:41:37
绪论：在寻找写作灵感吗？爱发表网为您精选了8篇天线技术论文，愿这些内容能够启迪您的思维，激发您的创作热情，欢迎您的阅读与分享！
广播电视天线是无线电和电磁波之间进行转换的一个转换器，影响发射天线性能的主要参数有其极化方式、输入阻抗、增益和方向图等。如果天线的各项参数设置不合理，在信号传输过程中图像就有可能出现线性和非线性失真两种情况，声音也会夹杂各种噪声，下面我们就对上述几个参数进行简单介绍。
（1）极化方式。按照天线辐射电磁波的方式不同可以将其分成线极化、椭圆极化和圆极化三种。极化是指天线发射信号过程中其电场矢量端点随着时间变化其运动轨迹的形状、取向和旋转方向。在进行信号发射过程中，天线采用的计划方式不同，其接收的信号功率损失也不同。
（2）输入阻抗。输入阻抗是指天线在信号接收过程中其馈电端输入电压和电流的比值。当天线的输入阻抗等于馈线的特性阻抗时，信号在馈线终端不会产生功率反射现象，天线上的输入阻抗受输入信号频率变化的影响较小。为了提高天线接收到信号的质量，我们要尽可能地采用各种方法消除天线中电抗分量的大小，使其尽可能地接近馈线的特性阻抗。一般情况下，我们选择发射天线的输入阻抗为50Ω。
（3）增益和方向图。增益是指天线对一个特定方向上信号的接收能力，是广播电视中天线选择中的重要参数。相同条件下，天线的增益越高，信号能够传播的距离也就越远。方向图则是描述信号在不同空间方位下变化的图形，一般用场强和功率两种方式进行表达。通常情况下，广播电视天线以E面和H面描述其天线的方向性，其中E面指的是和天线极化方向和传播方向平行的平面，H面则是指和E面垂直的平面。
二、广播电视发射天线技术的特点
广播电视信号可以按照其发射功率的大小分成中波、短波和超短波三种。如果信号传播过程中采用中波频段，那么电磁波在发射过程中具有较强的稳定性，能够保证信号发射功率的平稳性。另外信号在传播过程中，如果能够以沿着地面的形式进行传播，信号在传播过程中具有较强的抗干扰性，用户能够获得比较高的信号质量。目前我国广播电视信号的传播普遍采用短波频段，能够支持120个不同频率的波段，信号在传播过程中会受到大气中电离层的发射，增大广播电视信号传播的距离。另外，我国广播电视信号在传输过程中采用直线形式，沿着地面进行传播，信号在传播过程中受到其他信号的干扰性较小。为了提高接收广播电视信号的质量，大部分天线都被安放在较高的地方，如屋顶或者塔尖，提高了信号接收质量。同时还要加强天线防风雨和避雷的特性，因为广播电视信号采用无线传播方式，信号受天气的影响较大，严重的甚至会失去信号的接收功能。这就要求在进行天线设计过程中，充分考虑信号接收的各个因素和方面。
三、广播电视发射天线的应用
随着科技的不断发展和人们生活水平的不断提高，人们对精神文化的需求越来越高，广播电视在人们生活中的地位也越来越重要。人们每天通过广播和电视了解各种信息，及时收听和收看国内外新闻事件，提高对当今社会的认识，与社会保持密切联系。进入21世纪后，随着网络技术的不断发展，广播电视发射天线技术也面临着巨大的挑战和机遇，通过不断的技术改进，现阶段广播电视发射天线也获得了较大的发展，实现了跟卫星信号的连接。为用户提供了更高质量的信号，收到了清楚和清晰的收听和收看效果，彻底解决了以前广播电视发射天线技术中常见的图像不清和声音嘈杂的问题。但是由于电磁波信号会对人们的身体健康产生一定程度的危害，所以在使用过程中必须给予足够的重视。目前我国已经建立了相关的法律条例，实现了对广播电视发射天线场区的保护。
四、结论
2．1系统硬件设计
系统硬件主要由传感器节点、协调器、控制开关器和上位机组成。传感器节点由传感器、处理芯片、及通信模块组成，主要有温湿度传感器、H2S气体传感器、NH3气体传感器等；控制开关器主要是由主芯片、继电器电路、接收通信模块组成，主要用于控制通风设备的工作状态；协调器负责网络的建立维护和数据的中转，主要任务是为各个传感器分配地址，建立和维护网络；上位机负责数据的接收、存储，并能根据设置的参数进行预警作用。传感器节点由MSP430系列处理器模块、无线通信模块、串口通信模块、传感器模块、电源模块和其它扩展模块组成。选取MSP430系列处理器主要考虑低功耗。为了提高节点间的通信距离，需要在发射器的输出端和发射天线之间增加一个功率放大器，并且采用定向传输技术。各种传感器模块、控制开关器和协调器都是独立设计的，利于节点的重复使用，提高灵活度。
2．2定向天线技术
定向天线（Directionalantenna）是指在某一个或某几个特定方向上发射及接收电磁波特别强，而在其他的方向上发射及接收电磁波则为零或极小的一种天线。定向天线具有增益高、方向性好等特点，能够有效抑制干扰信号，大大减少节点之间的信号干扰，增大了数据的传输距离和数据传送效率，降低信号传输的时延和节点的功耗、提高空间复用度，能够使多个节点同时传输，空间复用率高。并且通过定向天线传输增加额外增益能够实现WSN节点的远距离通信，协议可靠性高，时延小，有效提高了WSN网络吞吐量。
2．3节点软件系统的组成
软件的设计主要由传感器节点软件、控制开关器软件、监测软件组成，除监测软件外，所有程序采用C语言编程实现，监控软件采用eclipse软件结合an－droid－sdk完成。各个应用程序主要由各个传感器硬件模块的驱动、数据采集和通信协议。
2．4通信协议
2．4．1通信算法
针对养殖环境参数监测过程中存在有障碍物影响，会导致传输距离受限制、监测精度不高等结果，因此设计了传输通信协调。通信协议算法主要包含四个阶段：初始化阶段、路由发现阶段、数据传输阶段、路由重发现。
1）初始化阶段
当系统启动时，设置一个启动定时器tt1时间，当tt1时间到达后，节点就定期时间（tt2时间内）向周围节点发送信号HELLO信息，发送HEL－LO信息后就等待回复号RET信息，如果在tt2时间内收到周围节点的RET信息，标注节点已被发现。同时，周围节点在收到HELLO信息后，就会把此节点作为邻节点保存在临时列表中，在tt3时间内向发送节点发送RET信息。如果此节点在自己的通信范围内，就作为自己的邻节点保存在正式邻点列表中，否则抛弃此节点。
2）路由发现阶段
每个节点计算邻居节点的数量，并且根据本身的能量、与基站节点的距离、整个网络节点的均衡等因素，设置成为初始的簇头节点，各个簇头负责簇内数据的采集。除此，各个簇头之间，为了保证路由的可靠性和降低传输数据消耗的能量，采用单跳或多跳的传输方式传输数据。如果簇头节点在基站的接收范围内，就直接把数据传送给基站，如果不在基站接收范围内，就计算各个簇头离基站的位置、本身剩余的能量，保证传输消耗能量最低原则，采用多跳方式传输数据到基站。
3）数据传输阶段
当网络进入稳定状态，簇内成员节点将采集的数据传送给簇头节点，为了避免数据冗余，簇头节点进行数据融合后发送给基站。数据会按照设计的数据传送格式进行传输。
4）路由重发现阶段
由于能量的限制，如果一直保持原路由进行数据传输，就会导致节点能量过多而不能工作，从而破坏整个网络的正常运行。考虑到簇头在网络运行中承担更重任务，设计簇头更换策略。簇头更换策略主要取决于三个因素：选举系数、边缘位置、阈值能量。选举系数决定簇头选举的时间和更换的轮数，设置合理可行的选举系数保证整个网络性能；处于边缘位置的节点若成为簇头，会因传输距离太远，容易耗尽能量而死亡；阈值能量设置得太大，导致很多节点不能成为簇头，势必会因数据传输距离过远，导致网络的不稳定。所以，簇头更换策略是当簇头的满足选举系统时，进入到簇头更换，此时选取出簇内具有最大剩余能量的节点，判断此节点是否处于边缘位置，如果处于边缘位置，继续寻找簇内第二大剩余能量节点，一直到不处于边缘位置为此，然后判定其剩余能量是否大于阈值能量，如果满足则设置此节点为新一轮的新簇头，并向周围所有的节点发送成为簇头的标志信息，重新进行簇内成员的构建，再形成新的路由进行数据的传输。
2．4．2MAC协议
基于定向天线的MAC协议主要使用两种方式：使用RTS／CTS握手方式和不使用RTS／CTS握手方式。前者使用RTS获得邻节点的信息，RTS需要硬件设备获取邻节点的位置信息，后者则使用了音的信号帧，但是这两种方式会带来隐藏终端和聋节点等问题，从而降低了MAC的性能。为了解决这个问题，可以结合定向虚拟载波侦听（DVCS）机制、使用多跳、SDMA（空分多址）等的优点，充分利用定向天线的优势。
2．4．3数据通信格式
考虑到数据通信过程中的可靠性和安全性，设置了数据通信格式。1）传感器节点到协调器的数据格式。数据格式定义如：Head＋len＋data＋stx。其中：Head（2byte），固定为0xFF，0XFE；Len（1byte），data的字节数；Data：数据域———2byte本机地址＋2byte父节点地址＋nbyte传感器数据（n大于等于2）；stx（2byte），固定为0x0D，0X0A。具体发送命令如：FFFE0800010000031200000D0A。其中：FFFE为固定数据头；08为数据长度；0001为本机地址（子节点地址）；0000为父节点地址；03为传感器类型；12为传感器数据，1Lsb＝0．1，如0x10表示1．8；0D0A为数据的结束标志。2）协调器发往监测软件的数据格式。数据格式定义如：FFFD000430300000hhhhhh。其中：byte1byte2：传感器端数据发送的固定头，固定为FFFD；byte3：数据类型的标识，00为H2S传感器的数据，01为温湿度感测器的数据，02为NH3感测器的数据；byte4为传感数据长度（统一为04）；byte4～byte7：为传感器数据；Byte9～byte10：保留；byte11：byte1—byte10校验值（相加取低8位）。
2．5网络构建系统上电后
协调器进行搜索并寻找合理的信道，完成系统初始化和建立网络的任务。各个传感器节点通电后，扫描信道，寻找协调器，并加入到网络中。加入网络后，则开始采集环境数据，传输给协调器，协调器接收各个节点的数据，判定其格式正确后，将其传输给监测软件。
2．6监控软件设计
以eclipse软件为开以平台，结合android－sdk完成监控软件的开发。Android系统是一个源码公开、开放和完整的软件，是由操作系统、用户界面中间件和重要应用程序组成，得到手机运营商的广泛使用。在系统的设计中，应用到了Activity、Intent、Service、An－droidUI、多线程等技术。本系统主要由以下几个方面组成：Android软件与硬件传感器通信的底层驱动，包括打开串口、关闭串口、发送串口信息、接收串口信息以及异步方式读取传感器数据等；主界面内容显示，包含各种传感器数据显示、控制开关器的控制等信息。监控软件接收到数据时首先要对数据的格式进行分析，判定数据格式正确后，确定是哪个传感器的数据，然后进行数据处理，计算结果，在相应界面位置显示数值；把结果与设定的数值进行比较，如果不在设置数值范围内，就进行报警，并把报警信息通过串口发送到协调器，协调器再转发到控制开关器，驱动通风设备工作。
3系统的应用
根据设计的要求，系统设计完成并搭建，在猪舍做了相应的实验和相关的测试，系统测试结果说明，系统实现相应功能，成功读取相应的环境数据。主界面运行显示图中是各个传感器终端节点采集发送回来的数值显示和通风设备工作状态情况。可以通过“菜单键”设置逻辑状态的“关闭”和“启动”在逻辑状态都已关闭情况下，只能显示所有传感器的数据和此时通风设备工作状态，不能达到超限预警的效果。为了能实现环境参数监测的自动控制，必须要开启所有的逻辑状态。通过“菜单键”设置温度、湿度、H2S气体和NH3气体的范围，当采集数据中任一参数超出范围，都可以自动开启和关闭通风设备，达到自动控制效果。H2S和NH3参数范围设置的标准是依据《农产品安全质量无公害畜禽产地环境要求（GB／T18407．3—2001）中的标准来设置，H2S和NH3应控制在10、25mg•m－3以下。根据相关研究表明，猪舍最适宜的温度为8℃～20℃，相对湿度根据猪体质量类型的不同一般为65％～85％。
4结论
本文以面向文档的NoSQL作为数据持久层，面向文档的NoSQL数据库的数据结构设计相对于关系型数据库来说容易许多，在对数据进行查询、数据库操作接口方面都有很大的优势］。因为面向文档的NoSQL数据库不支持多张表的JOIN操作，因此在对面向文档的NoSQL数据集合进行设计的时候需要考虑到这方面的因素。本监测系统主要的业务功能可以分为3个模块，分别是小区信息查询模块、报表统计模块和用户、终端管理模块，因此，数据集合的设计同样从这三个方面进行设计。各个数据集合之间的关系如图1所示。考虑到在对数据表进行设计所依据的原则基本一致，因此以下仅对小区信息查询模块的数据表设计进行着重分析。设计数据模型需要结合系统的特点进行分析。此系统主要实现的功能是对小区天线参数信息进行保存、管理，并以友好的界面展示给用户，并响应用户的各种操作。因此，在大部分的操作中，存储天线实时参数的ANTENNAARGS表会产生大量的插入操作，本文根据各个表的不同读写比进行了设计，如图2所示。本文将天线表、区域表以内嵌的形式放入了小区表，将天线参数表设计成单独的集合，并以引用的方式指向了小区表主要是考虑到天线参数集合是被访问最频繁的表，会产生大量的读写操作，因此在小区集合与天线参数集合之间采用的是范式化的模式。其中，天线工参表(ANTENANARGS表)用来存储从各个采集终端传输至管理系统的小区天线实时数据信息，具体如表1所示。小区信息表(CELL表)用来存储各个小区的地址、天线相关参数详细信息，如表2所示。除了上述表之外还有采集终端表(TERMI-NAL)、天线信息表(ANTENNA)和告警表(ALARM-REPORT)等。数据库运行时，自动将所对应的数据存入相应表中。
2数据库自动分片设计
管理系统在运行中会产生大量的写操作，进而带来频繁的磁盘I/O操作，在大数据下，最好采用将数据库分布在多台服务器上，即分片［7］。本文采用Auto-Sharding(自动分片)及Replic-Set(复本集)相结合的方式来减轻单个数据库服务器的负载，即在每台Server上各自运行一个实例，组成一个Replic-Set，最后再各运行一个实例，组成ConfigServer。直接执行Addshard操作即可增加分片以缓解服务器的压力，实现动态扩展。分片的实现重点在于片键设计。本文将保存天线参数信息的集合声明了一个复合片键{Lacci:1，Day:1}。当来自不同的小区(可以根据Lacci进行判断)向集群系统插入数据时，可以预计到在大部分情况下，同一小区的数据会落在单个块或片上。
3数据库查询的实现
数据查询功能为本数据库设计的重要功能之一。数据库将小区信息、天线参数等相关的数据信息根据用户的要求，以界面或报表的形式全部或部分的显示给用户。基于本数据库的设计，用户通过数据查询菜单进入相应查询界面，获取小区信息、终端信息及告警信息等。实现“天线工程参数查询”功能的工作流程如图3所示。为了实现小区天线参数查询功能，客户端需要向数据库发送2次请求，用户根据需求，向控制器发送查询请求，控制器处理查询命令，对相应的小区进行信息查询，待小区返回信息后，将用户的查询命令发送至对应小区，根据需求读取有用信息，并返回给用户。跟关系型数据库相比，由于省去了大量的多表连接操作，实际上查询的效率要高于基于关系型数据库的多表连接查询。查询工作的SQL语句如下。
4数据库备份与恢复
数据安全在数据库设计中有很重要的地位。在各种意外情况下，如计算机硬件故障等，对数据库进行备份和恢复能够保障数据的完整性和安全性，使得数据损失降到最小［8］。本数据库设计的备份选用的是副本集的方式［7］:在主节点上进行操作，写入的数据被一步地同步到所有的从节点上，并从主节点或从节点上读取数据，如果主节点由于某些原因断线，会自动将一个从节点提升为主节点。在查询分析器中运用SQL语句完成数据库的备份和恢复。在数据库管理界面中，用户通过数据库备份与恢复功能进行相应操作，确保数据的正确行和完整性。
5结束语
专 业：
姓 名：
学 号：
报告日期：
论文(设计)题目：
智能天线技术的基本原理及其music算法
指导教师：
论文(设计)起止时间：
一、论文(设计)研究背景与意义
智能天线是3g的一项关键技术，作为当今三大主流标准之一的td-scdma(time division-synchronous code division multiple access)是由中国自主提出使用的tdd方式的(时分双工方式)的第三代移动通信系统标准。td-—scdma的核心技术之一就是智能天线技术。在td-—scdma系统中使用智能天线技术，基站可以利用上行信号信息对下行信号进行波束成形，从而降低对其他移动台的干扰，同时提高接收灵敏度，增加覆盖距离和范围，改善整个通信系统的性能。
智能天线是一种多天线系统，它按照某种算法来对准期望信号，使得期望信号得到最大增益，而干扰信号被压制。 智能天线系统的核心在于数字信号处理部分，它根据一定的准则，使天线阵产生定向波束指向移动用户，并自动调整权系数以实现所需的空间滤波。智能天线需要解决以下两个关键问题：辨识信号到达方向doa(directions of arrinal)和数字波束赋形的实现。在对信号doa估计的算法中，作为超分辨空间谱估计技术的music(multiple signal classification)算法是最经典的算法之一。
本文针对3g的需求背景，研究智能天线技术及doa估计算法。随着移动通信用户数迅速增长和人们对通话质量要求的不断提高，要求移动通信网在大容量下仍具有较高的话音质量。经研究发现，智能天线可将无线电的信号导向具体的方向，产生空间定向波束，使天线主波束对准用户信号到达方向doa(directions of arrinal)，旁瓣或零陷对准干扰信号到达方向，达到充分高效利用移动用户信号并删除或抑制干扰信号的目的。同时，利用各个移动用户间信号空间特征的差异，通过阵列天线技术在同一信道上接收和发射多个移动用户信号而不发生相互干扰，使无线电频谱的利用和信号的传输更为有效。在不增加系统复杂度的情况下，使用智能天线可满足服务质量和网络扩容的需要。
其实就是一种多天线系统，它按照某种算法来对准期望信号，使得期望信号得到最大增益，而干扰信号被压制。因此需要知道期望信号到来的方向，即doa。music算法是经典的用来估计波达方向的算法。
二、论文(设计)的主要内容
智能天线是一种安装在基站现场的双向天线，通过一组带有可编程电子相位关系的固定天线单元获取方向性，并可以同时获取基站和移动台之间各个链路的方向特性。智能天线的原理是将无线电的信号导向具体的方向，产生空间定向波束，使天线主波束对准用户信号到达方向doa(direction of arrinal)，旁瓣或零陷对准干扰信号到达方向，达到充分高效利用移动用户信号并删除或抑制干扰信号的目的。
波达方向(doa,direction of arrival)估计是智能天线研究的一个重要方面,无论是上行多用户信号的分离,还是下行选择性发射,对用户信号doa的测定,都成为智能天线实现指向性发射的必要前提。在对信号doa估计的算法中,作为超分辨空间谱估计技术的music(multiple signal classification)算法是最经典的算法之一。本文主要介绍智能天线技术的基本原理，发展历程，技术分类，及智能天线对系统的改进和主要用途。写出均匀线阵的统计模型，研究music算法的基本原理，用matlab仿真实本课题的主要研究内容如下：
(1)介绍智能天线技术的发展历程、研究现状和技术分类;
(2)在均匀线阵的统计模型下研究智能天线技术的基本原理;
(3)重点研究music算法的基本原理，并用matlab仿真软件实现;
(4)分析music算法的估计精度，得出全文结论。
三、论文(设计)的工作方案及进度安排
第一阶段(XX年9月7日-XX年10月11日)查阅有关智能天线技术，music算法和matlab仿真等方面的资料，关注国内、外当前的先进技术和发展前景，积累知识。
第二阶段(10月12日-11月8日)对智能天线的工作原理进行详尽地分析，给出均匀线阵的统计模型，研究music算法的基本原理，学习用matlab实现仿真
第三阶段(11月9日-11月22日)用matlab编写程序，程序调试
第四阶段(11月23日-12月20日)整理资料，结合设计经历撰写论文，备战论文答辩。
四、参考文献
1) 刁鸣，熊良芳，司锡才，超分辨测向天线阵性能的计算机仿真研究，电子学报，XX no.5
2) 何子述，黄振兴，向敬成，修正music算法对相关信号源的doa估计性能，通信学报，XX no.10
3) 张贤达，保铮，通信信号处理，国防工业出版社，XX
4) 刘德树，罗景青，张剑云，空间谱估计及其应用，中国科学技术大学出版社，1997
5) 李旭健，孙绪宝，修正music算法在智能天线中的应用，山东科技大学，266510
6) 陈存柱，浅析自适应智能天线技术的应用，北京师范大学，100875
7) [美]s.m. 凯依 著，黄建国等 译，现代谱估计原理与应用，科学出版社，1994
8)徐明远， matlab仿真在通信与电子工程中的应用 XX
五、指导教师意见
指导教师签字：
年 月 日
六、答辩小组意见
【关键词】无线电测向 测向设备 测向体制 军用和民用
1 无线电系统探测辐射源的基本原理
随着科学技术的快速发展，现在无线电测向已经越来越广泛的被运用在民用和军用设施之中。无线电事业近年来突飞猛进，给人们带来了极大的便利。无线电测向系统主要由测向天线、输入匹配单元、接收机和方位信息处理显示四个部分组成。其中测向天线是电磁场能量的探测器、传感器，它也是能量转化器，主要利用感应空气中传播的电磁波能量以及幅度、相位、到达时间等等信息来变成交流的电信号，馈送给接收机；输入匹配单元从而实现天线甚至是接收机的匹配传输与转变。接收机的作用包括选频、下变频、无失真放大和信号解调；而方位信息处理显示部分的任务就是检测、比较、计算、处理和显示方位信息。
测向机示向度就是指在测向过程里显示的测向读数。测向站是由测向设备、通信系统和附属设备三个方面构成。其中测向站是担任专门执行测向任务的专职单位，它可以分成固定站和移动站两种形式。
无线电测向主要是利用无线电波在几个位置不同的测向站组网来测向，用测向站的示向度进行交汇。短波的单台定位，主要是在测向的同时测定来波仰角，再利用仰角、电离层来计算距离，从而用示向度和距离粗步可以判断台位。
不过在实际操作上要确定辐射源的具置，还需要完成从远到近的分布交测，从而再实现具体确定辐射源的具置。
2 无线电测向系统的主要分类
目前，根据天线系统从来波信号取得信息和对信息处理系统的技术不同主要可以分成两类：一是标量测向，不过它仅仅可以获得和使用到来波信号相关的标量信息；另一种测向方法即是矢量测向，它可以依据它得到的矢量信息数据从而同时获得和使用电磁波的幅度与相位信息。
两种测向方法相比较而言，标量测向的系统历史悠久，应用也更加广泛。最简单的幅度比较式标准测量系统就是旋转环形测向机，这种系统主要对垂直的极化波方向图成8字形。在军用方面，大多数采用比较式的标量测向系统，其测向天线和方向图都是采用了某种对称的形式，如：阿尔考克测向机和沃特森-瓦特测向机以及各种使用旋转角度的圆形天线阵测向机；其中有干涉仪测向机和多普勒测向机是属于相位比较的标量测向系统。而对于矢量测向系统，例如：空间谱估计测向机。它就是矢量系统的数据采集，它的前端就用多端口天线阵列和至少同时利用了两部以上幅度、相位一样的接收机，然后它再根据相应的数学模型和算法，用计算机来解答。矢量系统主要依据天线和接收机数量和后续的处理能力，它主要可以分辨两元甚至多元波长和来波方向。
3 无线电测向体制分类
利用不同的测向原理，现在主流的测向机制可以分为以下几种：
3.1 幅度比较式测向体制
幅度比较式测向体制的工作原理是：依据电波在行进中，利用测向阵或者测向天线的特性，对不同方向来波接收信号幅度的不同来测定来波方向。
幅度比较式的测向体制原理应用十分广泛，主要可以体现在：环形天线测向机、间隔双环天线测向机、旋转对数天线测向机等等，这些是属于直接旋转测向天线和方向图的；交叉换天线测向机、U型天线测向机、H型天线测向机等，都属于间接旋转测向天线方向图。间接旋转测向方向图，是通过手动或电气旋转角度来实现的。手持或者佩戴式测向机也是属于幅度比较式测向体制。
3.2 沃特森-瓦特测向体制
沃特森-瓦特测向机实际上也是幅度比较式测向体制，不过它是利用计算求解或者显示正反切值而不是采用直接或者间接旋转天线方向图。正交的测向天线信号，主要是分别经过两部幅度、相位特性相同的接受机来进行变频和放大的，最后求解或者是显示反正切值，从而解出或者显示来波方向。
单信道的沃特森-瓦特测向机就是将正交的测向天线信号，分别由两个低频率信号来调解，再由单信道 接收机来变频、放大，从而解调出方向信息信号，最后求解或显示正反切值，最后来确定出来波方向。
3.3 干涉仪的测向体制
干涉仪测向体制的测向原理是：利用电波在行进中，从不同方向来的电波到达测向天线阵时在空间上各测向天线单元接受的相位不同，从而相互间的相位差也不同，最后由测定来确定来波相位和相差，即可确定来波方向。
我们至少需要在空间架设三副分开的测向天线的准确的单值确定出电磁波的来波方向。干涉仪测向主要是在正负180度范围里单值的测量相位，当天线间距比较小时候，相位差的分辨能力就会收到限制，天线间距大于0.5个波长的时候就会引起相位模糊。利用沿着每个主基线来插入一个或者多个附加真元来提供附加的相位测量数据，用这些附加项为数据就可以解决主基线相位测量的模糊问题从而来解决上述的矛盾。这种变基线的方法已经被当代干涉仪测向机所广泛使用。而相关干涉仪测向，它是在测向天线阵列工作频率范围内和360度的方向里，利用一定的规律设点，并且同时在频率间隔和防卫间隔上建立样本群。这样，在测向的时候，就可以把测得的数据和样本群来相关运算和插值处理，最后得到来波信号方向。
3.4 多普勒测向体制
多普勒测向体制主要是利用电波在传播的时候，遇到的与它相对运动的测向天线时，被接受的电波信号产生多普勒效应，来测定多普勒效应产生的频移最后来确定来波的方向。
我们必须采用测向天线和被测电波间的相对运动来得到多普勒效应产生的频移。一般来说我们在测向天线接收场里，用足够高的速度运动来实现，当测向天线作圆周运动的时候，我们利用来波信号的相位受到正弦调制。通过多普勒频移f与0点参考频率相比较，即可得来波方向角。
3.5 乌兰韦伯尔测向体制
乌兰韦伯尔测向体制的测向原理是采用大基础测向天线阵，在圆周上面架设多副测向天线，来波信号可以经过可旋转的角度计、移相电路、合差电路形成合差方向图，最后再利用测向找到方向。以民用的40副测向天线阵元为例，角度计瞬间可与12副天线元耦合，进而分别利用移相补偿电路把信号相位对齐，这样就可以形成旋转的等效直线天线阵，12副天线分为两组，每组6副，进而两组间可以经过合差电路的相加减形成合差方向图。测向以合差方向图来找来波方向，在来波方向里，用两组天线信号均处在来波等相位位面上，两组天线信号大小相等，差方向图输出相减为零，合方向图时，为一组天线信号输出的二倍。
3.6 空间谱估计测向体制
空间谱估计测向体制的测向原理：在已知坐标的多元天线阵里，测量单元或多元电波场的来波参数，经过多信道接收机变频、放大来得到矢量信号，把采样量化为数字信号阵列，送给空间谱估计器，再运用确定的算法求出各个电波的来波方向、仰角、极化等参数。
空间谱估计测向体制的特点是空间谱估计测向技术可以实现对几个相干波同时测向，这是其它测向体制所不具有的。它可以实现在同信道中对同时存在的多个信号进行超分辨测向。空间谱估计测向仅仅利用很少的信号采样，就可以精确测向，它的测向准确度比传统的测向体制高了很多。并且测向场地要求不高，可以实现天线阵元特性选择以及阵元位置的灵活性。
4 无线电测向在军用和民用领域的应用
随着无线电事业的飞速发展，无线电测向技术在民用和军用得到了极大的应用，但依靠传统仪器设备组成的无线电监测测向系统已不能满足当前各种新型、密集的无线电信号的监测和测向的要求，尤其是在电子作战中，无线电测向技术更是大显身手，要将干扰功率最大化加载在敌方的通信设备上，首先要求我们的是，测出敌方的通信所在地。从军用微波通信的特点看，其天线波束窄，电波方向性强，与军用战术电台广播发射的电波截然不同。所以高度数字化、集成化和数字处理技术应用，自动化、智能化、网络化和小型化，多信道的信号监测和测向就成为发展的潮流。因此，国内外的许多公司都研发或集成了较为先进的固定、车载、移动及手持式测向设备。有的公司可根据用户对设备性能及经济能力的要求进行相应设计，可组成单信道、双信道及多信道的相关干涉仪或其他体制的监测测向系统，并具备宽带扫描、本振共享、同步采样、信号识别、信号分析功能，系统测向功能极其强大，且测向速度快、灵敏度高、动态范围大、可靠性强，计算机自动控制，界面友好、直观，操作使用极为方便，大大提高了无线电技术人员测定无线电辐射源或无线电干扰的能力。
参考文献：
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【关键词】CDMA系统;多用户检测;圆阵天线
1.引言
码分多址（code division multiple acce-ss，CDMA）系统作为一个自干扰系统，它存在的多址干扰（Multiple Access Inter-ference，MAI）是限制CDMA系统容量和性能的主要因素。在抗MAI方面，近年的研究主要提出了多用户检测、扩频码设计和智能天线技术[1]。其中多用户检测和智能天线技术在对抗MAI方面效果较突出[2]。然而现有的多用户检测只在消除小区内干扰方面取得了较好的效果，而小区间的干扰问题没有解决，智能天线技术很好的解决了这一问题。因此，本文主要探讨基于智能天线与多用户检测技术的联合抗干扰技术。
2.联合抗干扰模型
智能天线分为圆阵和线阵两大类。圆阵与线阵相比，能提供俯仰角的估计，不仅能在水平面内全向扫描，也能产生最大值指向阵面法线方向的单波束方向图进行全向波束赋形，直接对准用户的接收端，还能通过自动调整各个阵元的加权因子，来控制其方向图。故论文以圆阵天线作为接收端的接收天线，以消除小区间干扰。
圆阵天线的阵因子为：
（1）
其中，An为激励电流的幅值，在此为一定值，所以讨论阵因子时它不作考虑。
是第n个单元的角位置，an为激励电流的相位，为了方便下面的讨论，这里我们假设an=0。
则由式（1）得：
（2）
（3）
式中：
，
天线的阵因子为：，，wi为各天线单元加权值。
阵列天线实质上是一个空域滤波器，但对小区内存在的干扰并无明显改善。因此，论文同时引入能有效消除小区内干扰的多用户检测技术。
为了与圆阵天线合理匹配，减小系统复杂度并减小背景噪声，我们选择了多用户检测中的线性变换方式的最小均方误差检测（MMSE）。
其基本思想是使第k个用户发送的信号与估计值的均误方差值最小。为了使接收端信号的判决比特与发送端传输比特bk之间的均方误差最小，现定义第k个用户的线性变换函数wk，满足：
（4）
令，K*K阶的矩阵表示K个用户之间的线性变换矩阵，则MMSE准则下的线性检测问题转换为：
（5）
要求矩阵W以满足上式，则令：
可以解得最小均误方差准则下的线性变换矩阵：
（6）
因此，MMSE线性检测器后的判决输出为：
（7）
3.仿真
利用Matlab进行仿真。联合抗干扰模型分为圆环阵列天线与MMSE检测两个部分。首先，在不考虑系统中所有用户的地理位置分布情况下，选择采用圆阵天线作为接收天线和不采用两种设置，设载波波长为，阵元间距d为载波波长的二分之一，即。圆环阵列天线的阵元数设为8，方位角为（-90o，90o），仰角为（0o，90o）。两种设置在天线接收信号后都采用MMSE最小均方误差法对输出信号进行判决。结果如图1所示。
由图1可知，只有MMSE检测的CDMA系统，信噪比从0dB达到8dB的这一过程中，误码率性能有所改善，但不明显。而引合抗干扰的CDMA系统，误码率性能已经大大下降，达到一个数量级以上。
图1 联合抗干扰引入前后CDMA系统误码率
和信噪比关系图
4.结论
论文论述了基于圆阵天线与MMSE检测的联合抗干扰技术。提出了使用八阵元圆环阵列天线作为接收天线，以MMSE检测作为检测算法的联合抗干扰模型。实验结果表明，引合抗干扰后，系统的误码率性能明显改善，系统容量从而得到了提升。
参考文献
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关键词：GPS，干扰，干扰抑制
1概述
GPS导航系统能为陆、海、空、天的各类军民载体全天候、24小时连续提供高精度的三维位置、速度和精密时间信息，在军事领域广泛应用于精确打击武器制导、目标侦察、C4ISR系统等。随之在军事作战应用中的推广，它易于受到干扰的问题日益显现出来，在强干扰环境，其扩频增益不足以对干扰进行抑制，需要采用各种抗干扰措施。GPS导航系统对干扰抑制能力的强弱已经成为其能否发挥作用的关键。
2 GPS导航系统干扰抑制技术
针对GPS的干扰有的是有意的，有的是无意的，主要包括其他无线电波（有源）、有影响的地理环境（多径）、选择可用性（SA）。
2.1有源干扰抑制技术
造成GPS容易受到有源干扰的原因是GPS接收端信号太弱，对有源干扰的抑制主要技术有：
① GPS卫星优化
主要包括提高卫星信号的强度，改善码结构和在卫星上使用一些新的抗干扰技术，如采用后向天线、增加新的军用码（M码）、使用点波束发射方式等。
② 伪卫星技术
利用装载在无人机或地面上的虚拟机构成虚拟的GPS星座转发高功率加密GPS信号。如针对地面需求采用发射塔作为伪卫星。
③ 频域滤波技术
滤波技术使得GPS接收机不易受相对于GPS的两个L波段频带外的强功率干扰。频域滤波用于频谱滤波，包括带通滤波和带阻滤波。可通过在GPS接收机和GPS天线间增加一个外围滤波器来实现，滤波过程还可采用自适应数字滤波、VLSI技术等。
④ 时域滤波技术
时域滤波是在时域内对信号进行处理，通过运用数字信号处理方法实现频谱/逆谱区分，可通过在GPS接收机前端处理中增加一个嵌入块实现或作为一个单独的部分置入接收机之前。时域、频域滤波技术能够提供15—50dB抗干扰能力，但对宽带干扰通常不佳。
⑤ 调零天线技术
调零技术通常使用微带圆形天线阵或隙缝部件对干扰源方向上的自适应调零，以达到有效的定向压制。自适应调零天线是一个多元天线阵，阵中各天线与微波网络、处理器相连，处理器通过对微波网络的信号处理来调整微波网络，使各阵元的增益合成相位发生变化，从而在天线阵元方向图中产生对着干扰源方向的零点，以降低干扰效果。
⑥ 极化调零抗干扰技术
极化调零抗干扰技术是一种单孔径技术，利用电场矢量对消来消除干扰信号。其实现是使用一个探测和跟踪/控制通道来识别和跟踪干扰信号的相位和幅度，再用一个混合连接对消电路实现对复合接收信号中干扰信号的抵消。极化调零技术根据类似的干扰源产生一个极化非匹配和调整，能明显提高右旋极化GPS信号与干扰之间的抗干扰比。免费论文。
⑦ GPS干扰源检测和定位技术[3]
采用A—D频段精确目标捕获系统对阻断或干扰GPS的信号进行截获、定位，并搜集有关干扰源的详细信息，以采用相应的保护措施。
⑧ GPS/惯导（INS）/多卜勒导航（DNS）组合导航技术
关键词:MIMO 超宽带 射线跟踪 信道
中图分类号:TN2文献标识码:A 文章编号:1007-3973 (2010) 01-099-01
1序论
超宽带技术(UWB)是由一系列周期非常短、频率非常高的脉冲波实现的一种通信方式,通常也被称为脉冲通信技术。当信号频率与中心频率的比值大于等于25%,或者带宽大于等于500Mbps,则为超宽带。
将MIMO技术用于UWB系统具有很高的链路可靠性和速率适配能力, MIMO-UWB系统能够在时域上很好地解决有害的码间干扰和信道间干扰问题,原因在于接收信号具有良好的自相关及互相关特性。同时又有很多关键技术可以运用,见文献[1]。
2UWB信号选取
在本文中,我们选取高斯二阶信号作为发送信号,根据文献[2]可知,从相干带宽的数据来分析,高斯信号族相干带宽较大。当传输信号带宽大于信道带宽时,信号经过信道将会产生频率选择性衰落,这种衰落将会造成传输信号的码间干扰。而高斯信号所产生的码间干扰较小。高斯二阶信号又优于其它阶的高斯信号。由此,可以得出高斯二阶信号建立的室内信道模型较其它信号建立的模型更准确。波形表达式为:
(2.1)
其中:――脉冲幅度,取值为1;――为脉冲成型因子,取值为;――为脉冲持续时间,1/中心频率;进行归一化处理后可得到时域的高斯二阶波形见图1:
图1时域的高斯二阶脉冲波形
3用高斯信号仿真分析室内MIMO信道
3.1计算过程
根据射线追踪法的详细计算过程,我们可以求得信道的H矩阵中任意hij,可将其转化为时域形式公式(3.1),接收波形的时域表达形式为式(3.2)
(3.1)
(3.2)
其中:为每一射线到达接收点的功率值,为相位变化,为发送信号的载波频率,为每一射的时延,为有效射线数。为高斯二阶信号,由求得。
我们将式(2.1)及式(3.1)带入式(3.2)可化简得到一对发送接收天线的接收波形表达式为式(3.3),总的接收波形为公式(3.4),N,M分别为发送接收天线数。
(3.3)
(3.4)
3.2仿真图形
仿真环境: 2天线,发送天线(半波偶极子)坐标[1,1,1],[1.2,1,1];接收天线[6,7.5,0.8],[6.2,7.6,0.8],发射频率2.35GHz~2.85GHz。以1MHz为间隔,取500个点,房间尺寸8, LOS环境。
我们把大的带宽分为N个小的带宽,在每个带宽内取中心频点进行计算,则分割之后的子信道,可视为平坦的,慢衰落信道,则可以由前文提到的频域的射线追踪算法进行计算,计算完每个子信道之后再进行叠加处理。得到的仿真图为:
图2天线的接收波形
3.3结果分析
图2为两个接收天线接收到的波形图,从图中可以看出接收端的第一条到达路径幅度最大,原因是第一条到达路径是直达路径,没有传播损耗和反射损耗。由于是MIMO信道,则两个发送天线到达同一根接收天线的时延不一样,则两个直达路径的时延不一样,峰值则是由接收功率决定的。把图中的部分波形进行放大可以发现在有的位置出现了波形的混迭,原因为反射次数多,到达接收天线的几条路径时延很接近,时域波形进行了叠加,而由于多径效应造成了时延展宽,引入码间干扰。
4结论
本文以确定性的射线追踪算法为基础,通过理论分析选取高斯二阶脉冲信号作为实验波形,在室内MIMO情况下,进行频带分割,推导接收波形的公式,通过公式仿真MIMO-UWB信道的接收波形,并分析波形出现混迭是由于多径效应造成了时延展宽,引入码间干扰。
参考文献:
[1]杜洪峰,周正.基于自适应调制技术的MIMO-UWB无线通信系统的研究[J].电子与信息学报,vol.28, No.6, 2006.
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