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载有方向信息的多波束调制通信与测向系统研究

作　者: 傅娜
导　师: 宋茂忠
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 通信测向多天线调制技术空间调制多波束空时编码
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

无线电通信与测向是通信跟踪、定位的重要技术。目前主要设计思想是以通信为主,测向只是在接收端采用多天线的空时处理或单脉冲技术,但多天线接收机不易微型化。为了解决微小型接收机的通信与测向跟踪综合问题,本文在分析研究发射双波束调制的基础上,采用了多波束干涉调制的思想,导出了m波束通信与测向系统方案,利用多个波束的干涉关系将二维方向信息调制到数字通信信息的信号空间中去,在接收端用简单的单天线接收信息,从信号空间中直接解调出数字通信信息和二维方向信息,完成通信和测向功能,本文重点研究了发射三波束干涉调制的通信与测向系统,完成了以下两方面工作:1、针对多波束调制通信与测向的要求,设计了一种单元间距大于半个波长的八元天线稀疏阵列,通过对八元阵的多种激励形成良好和差特性的三个方向图函数,实现了在一定覆盖范围内不存在多值模糊的方向解算,也减小了发射天线单元间的互耦影响;2、在发射端经过巧妙地编码和时域调制,把三个方向图函数的波束参数直接调制到发射信号中,调制后的信号空间中既含有数字通信信息,同时也包含接收机与发射机之间的相对方向信息,接收端只需用单天线接收,通过解调信号就可获得通信与方向信息。文中设计了详细的三波束调制通信与测向系统方案,给出了通信信息解调与方向估计中的关键算法,仿真了发射三波束调制在加性高斯白噪声信道下的测角性能和误码率性能,验证了发射多波束调制通信与测向系统设计的有效性。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
第一章绪论  10-17
  1.1 课题背景与意义  10
  1.2 相关问题的研究现状  10-15
    1.2.1 无线通信中MIMO 空间分集技术  10-12
    1.2.2 空时编码技术  12-13
    1.2.3 单脉冲雷达  13-14
    1.2.4 MIMO 雷达  14-15
  1.3 本文主要工作及内容安排  15-17
第二章接收多波束测向技术  17-24
  2.1 单脉冲技术  17-19
    2.1.1 比幅测向原理  17-18
    2.1.2 单脉冲雷达测向技术  18-19
  2.2 谱估计技术  19-24
    2.2.1 空间谱估计测向及其应用  20
    2.2.2 多重信号分类算法  20-24
第三章发射双波束时空调制基本原理  24-31
  3.1 发射双波束时空调制原理  24-27
  3.2 发射双波束时空调制信号的解调  27-31
    3.2.1 双波束时空调制信号的差分解调  28-29
    3.2.2 双波束时空调制信号的相干解调  29-31
第四章发射多波束调制原理  31-39
  4.1 多波束调制概念的提出  31-32
  4.2 多波束调制原理  32-34
  4.3 码信息的差分解调  34
  4.4 波束参数的非相干估计  34-35
  4.5 基于牛顿迭代法的方向信息解调方法  35-37
  4.6 接收机的载波相位与空间参数的估计  37-39
第五章一种稀疏阵列三波束通信测向系统  39-56
  5.1 八元稀疏阵列结构及激励信号设计  39-43
  5.2 发射三波束调制信号编码与设计  43-49
  5.3 通信信息解调与波束参数估计  49-50
    5.3.1 通信信息的差分解调  49
    5.3.2 空间波束参数的非相干估计  49-50
  5.4 系统性能仿真基础  50-52
    5.4.1 带通信号的低通复包络表示  50-51
    5.4.2 数字调相信号的星座图  51-52
  5.5 仿真结果及其分析  52-56
第六章总结与展望  56-57
  6.1 本文的主要工作  56
  6.2 进一步研究的展望  56-57
参考文献  57-61
致谢  61-62
在学期间的研究成果及发表的学术论文  62

载有方向信息的多波束调制通信与测向系统研究

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