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自适应智能天线对地通信系统设计与实现

季凯波  
【摘要】:自适应智能天线,采用数字波束形成和角度估计技术,可以灵活控制天线波束方向图的主瓣指向和形状,并且能在干扰方向上产生零陷。将其应用于通信领域,可以提高通信容量,改善通信系统抗干扰性能。本文以自适应智能天线对地通信系统的研制为背景,完成了智能天线验证系统的研制与关键技术验证,完成了采用该智能天线技术的对地通信系统的设计与验证。首先,为了验证对地通信智能天线自适应抗干扰关键技术及其性能,构建了智能天线验证系统硬件平台;开展了智能天线捕获宽波束零陷方向图赋形,基于快速时空矩阵法的多目标角度估计,高增益跟踪波束零陷方向图赋形的研究;完成了中频采样和智能天线处理器硬件调试、软件方案设计及其相关软件的FPGA及DSP实现。在微波暗室内完成了智能天线验证系统捕获宽波束零陷和跟踪波束零陷三维方向图性能测试,以及用户和干扰角度快速估计算法的性能测试。其次,将经过验证的自适应智能天线关键技术,应用于对地通信系统。主要包括:通信系统硬件平台构建;根据系统基带处理部分的要求,完成符合其时序要求和接口要求的同时捕获宽波束干扰零陷形成、用户及干扰角度估计和多用户实时跟踪和抗干扰等功能;完成了所有功能的系统调试测试。最后,进行了对地通信系统的整体联调和测试,验证了自适应智能天线技术对改善通信质量和提高抗干扰性能等方面的优越性能。


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