有效的覆蓋問題，波束賦形就是為了解決這一問題而誕生的。5G NR中的波束管理包括波束的掃描、測量、確認(rèn)、上報以及失敗恢復(fù)5個部分。本文首先對無人機應(yīng)用場景及通信能力進行闡述，其次對毫米波段的NR系統(tǒng)中的波束管理過程進行闡述，最后對無人機應(yīng)用中面臨的波束管理難題及解決方案進行探討。1 無人機通信能力要求1.1 無人機應(yīng)用場景無人機是利用無線遙控和程序控制的不載人飛機。其涉及傳感器技術(shù)、通信技術(shù)、信息處理技術(shù)、智能控制技術(shù)以及航空動力推進技術(shù)等，是信息時代高技

模天線陣列實現(xiàn)高波束賦形增益，從而補償損耗，保證系統(tǒng)服務(wù)覆蓋。對于全數(shù)字波束賦形的天線陣列，每根天線都要有獨立的數(shù)字鏈路通道，考慮到硬件成本、功耗和標(biāo)準(zhǔn)化復(fù)雜性等方面，完全利用全數(shù)字波束賦形技術(shù)是不現(xiàn)實的[4]。因此，5G NR中支持模擬—數(shù)字混合波束賦形方式。5G NR通過大規(guī)模天線實現(xiàn)窄波束指向用戶，可有效地利用多用戶MU-MIMO實現(xiàn)空間復(fù)用。此外，利用二維天線陣列還可在方位角和俯仰角域進行波束賦形，實現(xiàn)更多用戶的空間分離。文獻[5-7]對5G毫米波

通信系統(tǒng)采用多點波束、極化復(fù)用、頻率復(fù)用、高波束增益等技術(shù)，可提供比常規(guī)衛(wèi)星高出數(shù)十倍的容量，目前已成為主流方向[3-4]。動中通系統(tǒng)很好地解決了車輛、船舶、飛機等移動載體在運動中，通過地球同步軌道衛(wèi)星實時、不間斷傳遞語音、數(shù)據(jù)、高清晰動態(tài)視頻圖像等多媒體信息的難題，是當(dāng)前很多國家和地區(qū)需求旺盛、發(fā)展迅速的衛(wèi)星通信應(yīng)用領(lǐng)域。由于高通量衛(wèi)星具有多點波束、多信關(guān)站、多星覆蓋等特點，動中通站型移動過程中，利用高通量衛(wèi)星資源進行通信時存在波束切換、信關(guān)站切換等問題

設(shè)LED光源的光波束遵循傳統(tǒng)朗伯空間輻射模式。此類朗伯光波束具有相對較高的空間指向性，最大輻射方向出現(xiàn)在光源表面法向方向，因而難以提供一致性高的小區(qū)覆蓋。一類方案希望通過引入多個分布式光源來改善VLC的覆蓋表現(xiàn)。但上述方案并不適用于布放位置不足甚至受限的場景。一般來說，未經(jīng)二次配光的原始LED光波束能夠遵循朗伯光波束模型[9-11]。然而，對于商用LED產(chǎn)品， LED廠商通常需要對芯片進行二次封裝和加裝反射杯等工序，從而提升產(chǎn)品照明表現(xiàn)，滿足具體場景的定制

絡(luò)SSB 1+X波束技術(shù)應(yīng)用研究李貝1，胡煜華2，王鑫炎2，許國平3，劉光海1，肖天1，成晨1，李一1（1.中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司研究院，北京 100048；2.中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司浙江省分公司，浙江 杭州 310051；3.中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信集團有限公司，北京 100033）3GPP標(biāo)準(zhǔn)在5G中引入了波束掃描和空域的維度，信道狀態(tài)信息（channel state information，CSI）是UE上報給eNodeB的信道狀態(tài)信息，信道狀態(tài)信息參考

的布陣形式之一。波束形成作為均勻線列陣陣列信號處理最基本的環(huán)節(jié)之一，其預(yù)成波束的數(shù)量對后續(xù)目標(biāo)檢測及目標(biāo)信號特征提取處理流程設(shè)計及計算資源需求息息相關(guān)。當(dāng)前對預(yù)成波束數(shù)量，通常是通過經(jīng)驗來設(shè)計，尚未嚴(yán)格的理論公式。本文通過對均勻線列陣波束形成結(jié)果進行分析，通過理論推導(dǎo)得出為滿足波束-3dB覆蓋，所需的預(yù)成波束數(shù)與基陣陣元數(shù)的關(guān)系，為后續(xù)均勻線列陣預(yù)成波束數(shù)的設(shè)計提供理論支撐。1 理論分析設(shè)當(dāng)前均勻線列陣陣元數(shù)為M，陣元間距為d，聲速為c，目標(biāo)信號頻率為f，

域廣甚至跨短報文波束的特點，而北斗二代短報文通信是采用5顆GEO衛(wèi)星的10個短報文波束進行區(qū)域覆蓋和通信。載體在大姿態(tài)角時的短報文通信對載體天線的覆蓋角域性能帶來了巨大挑戰(zhàn)。為了適應(yīng)高動態(tài)載體的這些特點，提高短報文通信性能，需要采用載體天線波束指向算法，而如何從10個短報文波束中選取最優(yōu)波束進行短報文通信和天線波束指向則是一個技術(shù)難點。文獻[15]提出了一種導(dǎo)彈滾動角控制和天線波束賦形相聯(lián)合的方式來保證載體天線波束指向北斗GEO衛(wèi)星，從而提高北斗短報文通信

域濾波，實現(xiàn)雷達波束指向的變化。對于常規(guī)波束形成，波束的主瓣寬度隨著波束指向的變化而改變。當(dāng)雷達波束指向偏離陣列法線方向時，陣列有效長度逐漸減小，波束主瓣寬度逐漸增大，導(dǎo)致陣列角度分辨性能下降。為了保證陣列角度分辨性能不變，要求雷達波束在空域掃描過程中始終保持主瓣的恒定，即實現(xiàn)相控陣天線方向不變恒定束寬波束[1-6]。文獻[1]～[3]通過調(diào)整放置在波束旁瓣區(qū)的多個干擾源強度實現(xiàn)方向不變恒定束寬波束。然而隨著陣元數(shù)的增加，干擾數(shù)目成倍增加，計算復(fù)雜性也隨之

水平維和垂直維的波束形狀。5G支持基于Beam Sweeping 的廣播信道波束賦型，由多個窄波瓣波束輪發(fā)，形成寬波束覆蓋效果，進一步提升了立體覆蓋能力。在不同的覆蓋場景下，通過多種廣播波束權(quán)值配置，生成不同組合的賦型波束，不同組合具有不同的傾角、方位角、水平波寬、垂直波寬，能夠滿足不同場景的覆蓋要求，為網(wǎng)絡(luò)覆蓋優(yōu)化提供了新的思路和手段。目前普遍采用廠家默認(rèn)的Pattern，僅在單站和簇優(yōu)化過程中根據(jù)測試情況進行Pattern 的局部優(yōu)化。為探索不同場景P

信號處理模塊利用波束形成算法實時計算不同方向的回波信號?；夭ㄐ盘柕膹娙醴从沉嗽谠摲较蛏下暡ǖ姆瓷淠芰?，通過選取對應(yīng)的波束信號強度，獲得水下目標(biāo)的三維圖像。在每次成像過程中需同時計算上萬個波束，這將導(dǎo)致運算量迅速增加，無法滿足成像實時性需求，為降低算法運算量，提升計算效率，本文中采用一種基于線性調(diào)頻Z 變換(CZT)方法對算法進行優(yōu)化，經(jīng)仿真分析可知，本文的方法可有效提升計算效率。1 基于線性調(diào)頻Z變換波束形成1.1 一級子陣波束形成在三維成像聲納算法中，為

的構(gòu)建1.1 跳波束的時隙模型分析在處于多波束衛(wèi)星系統(tǒng)中，波束賦形天線在這個區(qū)域內(nèi)會形成K個點波束，Btot為總帶寬，可使用跳波束將系統(tǒng)總帶寬以實際作為單位均勻分配給各波束，總長度為W，Ts為最小時隙分布單元，系統(tǒng)能夠根據(jù)各部分波束業(yè)務(wù)需求為其分配對應(yīng)的時隙。通用跳波束允許Nmax個波束在同一時隙內(nèi)工作。為簡化該系統(tǒng)需要均勻進行分簇，第i簇頻譜效率為ηi，則分配給該處的容量如下公式所示。利用跳波束系統(tǒng)實際分配矩陣T能夠用于表示波束與時隙之間的關(guān)系，在該公式

星主要采用多個點波束增加系統(tǒng)容量，在系統(tǒng)設(shè)計時HTS衛(wèi)星多波束之間的頻率、功率和帶寬等多為固定分配方式。但多波束覆蓋區(qū)內(nèi)的不同波束內(nèi)不同時間段的業(yè)務(wù)需求并不均勻，導(dǎo)致這種固定模式缺乏足夠的靈活性，造成衛(wèi)星的性能受限。為了解決多波束衛(wèi)星資源固定分配帶來的問題，“靈活有效載荷”概念應(yīng)運而生，通過靈活的波束覆蓋、功率分配和帶寬分配等方法可以有效地應(yīng)對這些挑戰(zhàn)。跳波束技術(shù)(Beam Hopping，BH)利用時間分片可以有效地提高帶寬和功率等稀缺衛(wèi)星資源的使用效率

采用毫米波頻譜+波束賦形技術(shù)可以支持高速的數(shù)據(jù)率。高效的波束賦形有助于提升頻譜效率[1]，降低系統(tǒng)干擾，增強通信安全性[2]。5G新技術(shù)的使用，使得數(shù)量不斷膨脹的M2M智能設(shè)備能耗問題日益突出。DRX(discontinuous reception)機制是解決智能設(shè)備能耗的方法之一。在M2M的智能設(shè)備的使用過程中采用休眠機制，降低智能設(shè)備的發(fā)射機使用時間，從而降低智能設(shè)備能耗。DRX休眠機制已經(jīng)在3G、4G通信系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用，取得了不錯的節(jié)能效果[3-

究高分辨方法如超波束與逆波束方法在垂直陣俯仰角估計中的應(yīng)用，通過實測數(shù)據(jù)分析表明，比常規(guī)波束形成方法性能有明顯提高。1 超波束與逆波束形成原理1.1 超波束形成[5-6]常規(guī)波束形成是將各陣元接收到的信號進行相應(yīng)的時間延遲之后，使各路信號同相疊加，提高信噪比，輸出最大的時延對應(yīng)角度即為信號入射角度。超波束形成（hyper beamforming，HBF）是陣列信號處理領(lǐng)域內(nèi)能同時進行波束銳化和旁瓣抑制的新技術(shù)。超波束形成的原理就是在將傳統(tǒng)波束形成的陣元分為

高功率以及定向窄波束的特點，大大增加了系統(tǒng)的覆蓋范圍，提升了系統(tǒng)的抗截獲能力，在雷達、通信、導(dǎo)航等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用［1～6］。其中，在無線通信領(lǐng)域，相控陣天線在分布式組網(wǎng)通信應(yīng)用中，其多波束能力作為空分多址的技術(shù)基礎(chǔ)，可以構(gòu)建點對多點的多鏈路并行通信場景，從而有效地提升整個網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)效率，降低網(wǎng)絡(luò)傳輸時延［7～9］。但多波束的空分多址能力受限于天線陣面的波束寬度，由相控陣天線的基本原理可知波束寬度越窄，空分能力越強，這要求更大的陣面口徑。為了進一步提升

可以采用陣列天線波束合成技術(shù)，從而在期望方向形成最大接收增益，提高對弱信號的截獲接收能力[1]。波束合成從合成方式上分為模擬波束合成和數(shù)字波束合成兩種方式。其中：段嘉奇對波束合成的基本原理進行了描述[2]；王艷溫對模擬波束合成和數(shù)字波束合成網(wǎng)絡(luò)模型進行了分析[3]；朱新國對數(shù)字波束合成信噪比進行了理論推導(dǎo)[4]，但未對波束合成后的信號增益覆蓋情況進行分析；肖業(yè)倫對衛(wèi)星各坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換關(guān)系進行了理論推導(dǎo)[5]。為了提高指定區(qū)域內(nèi)弱信號的接收能力，本文提出了一種

遍使用傳統(tǒng)固定多波束技術(shù)，該技術(shù)資源損耗大、星上功率利用率低，且對于用戶非均勻分布的場景存在資源巨大浪費等缺陷。跳波束技術(shù)是衛(wèi)星通信領(lǐng)域最新的研究成果之一，該技術(shù)通過控制星載多波束天線的空間指向、帶寬、頻點和發(fā)射功率，為用戶終端動態(tài)配置通信資源，提高衛(wèi)星資源在帶寬和功率方面的使用效率，為時域帶寬分配提供了便利的平臺。通過改變跳變波束在每個波束覆蓋區(qū)的駐留時間，在有限星載資源條件下提高衛(wèi)星寬帶通信吞吐量，可以最大化星上帶寬資源利用率[4]?；诙囝l時分多址(

系統(tǒng)消息都是采用波束掃描的方式進行傳輸，因此在5G網(wǎng)絡(luò)開通時需要對波束的掃描圖案進行規(guī)劃，掃描波束的規(guī)劃成敗對用戶的體驗有著明顯的影響。為了對波束資源進行合理的規(guī)劃，通過對掃描波束特性進行了分析和探討，列舉了若干在規(guī)劃中需重點考慮的準(zhǔn)則，并提出一種掃描波束規(guī)劃解決方案。研究證明，邊緣UE的SSB接收性能有極大提升?！娟P(guān)鍵詞】5G;波束賦形;移動性管理;大規(guī)模天線0 ? 引言隨著5G牌照的發(fā)放，為了確保2020年的商用計劃，國內(nèi)各大運營商的5G試驗網(wǎng)和商用網(wǎng)

且由于傳播特性和波束賦形方面的特點，可以廣泛用于雷達、交通、醫(yī)療、安檢等領(lǐng)域［3］。但5G毫米波距離落地應(yīng)用還有很多問題有待解決和進一步完善［3-4］，如高頻器件性能、電磁兼容問題、波束賦形和波束管理算法、鏈路特性等方面。1 毫米波簡介隨著無線網(wǎng)絡(luò)的演進升級，業(yè)務(wù)類型變得更加豐富多樣，對網(wǎng)絡(luò)的需求也呈現(xiàn)爆炸式增長，6 GHz 以下的低頻段已經(jīng)無法支持超高容量通信，通信頻段必然向毫米波方向延伸，高低頻段混合組網(wǎng)將是5G通信系統(tǒng)未來的基本架構(gòu)。相較于低頻段，毫

提出一種基于臨近波束的波束搜索算法（NBS）。該算法利用已知的波束碼本，結(jié)合無線鏈路中斷前的鏈路信息，自動生成波束搜索的順序集合;通過搜索該波束對集合，可以快速地得到通信雙方的可用波束對。相比于現(xiàn)有的波束搜索算法，在移動場景下，所提算法具有更高的搜索效率，仿真結(jié)果進一步證明了該算法的有效性。關(guān)鍵詞： 臨近波束搜索; 毫米波通信; 可用波束對獲取; 室內(nèi)環(huán)境仿真建模; 60 GHz無線通信; 波束搜索集合中圖分類號： TN928?34? ? ? ? ? ?

于高鐵場景的機會波束賦形。文獻[2]在高鐵場景下進行了單輸入單輸出信道建模并分析其系統(tǒng)容量，并未考慮多輸入多輸出的情況。文獻[3-4]中，列車通過增加車載臺的數(shù)量，運用雙波束傳輸?shù)姆绞教嵘讼到y(tǒng)容量，但研究發(fā)現(xiàn)列車距離基站較遠(yuǎn)時，兩個波束的互相干擾使得系統(tǒng)容量迅速降低。文獻[5-6]提出了一種多波束機會波束成形，但未分析多波束賦形下系統(tǒng)容量的變化。文獻[7]中提出采用波束內(nèi)天線數(shù)調(diào)整策略。文獻[8]從系統(tǒng)容量角度分析了多流波束賦形技術(shù)，但沒有從調(diào)整天線數(shù)的

信號處理中，常規(guī)波束形成（CBF）面臨著高旁瓣的問題，通常采用陣元幅度加權(quán)的方法來降旁瓣，但會導(dǎo)致主瓣變寬，而超波束（HBF）技術(shù)不僅可以降低旁瓣，還可以使主瓣變窄。本文根據(jù)岸基光纖陣在實際處理中常規(guī)波束輸出遇到的高旁瓣問題，采用超波束技術(shù)進行波束銳化——利用超波束輸出對常規(guī)波束進行加權(quán)，在保證高分辨力的同時，又可保留了波束輸出的相位信息。該方法較常規(guī)波束輸出可提升“V”型岸基被動陣左右分辨的能力。1 超波束技術(shù)超波束技術(shù)是分裂波束處理方法中的一種，其波束

用容量[2]。跳波束(Beam Hopping,BH)即為在此基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種能夠靈活分配資源的新技術(shù)。跳波束技術(shù)旨在利用較少波束的跳變來實現(xiàn)傳統(tǒng)多波束系統(tǒng)的覆蓋,其基本設(shè)計思想是基于時間分片技術(shù)[3],在某一特定時刻,衛(wèi)星上只有部分點波束處于工作狀態(tài)。因此,相較于傳統(tǒng)的多波束技術(shù),跳波束技術(shù)更能適應(yīng)衛(wèi)星業(yè)務(wù)需求不均衡的場景,成為未來HTS衛(wèi)星系統(tǒng)規(guī)劃中可選用的技術(shù)之一。MOKHTAR A等人于2000年研究了跳波束技術(shù)在LEO寬帶衛(wèi)星系統(tǒng)下行鏈路中的

具有易實現(xiàn)等束寬波束形成等諸多優(yōu)點。圓陣常采用常規(guī)波束形成方法（Conventional Beamforming，CBF）具有實現(xiàn)簡單、性能穩(wěn)定等優(yōu)點，但存在旁瓣級高，噪聲抑制能力弱的不足，通常不滿足切比雪夫加權(quán)等波束形成方法應(yīng)用條件[1-2]。最小方差信號無畸變響應(yīng)方法（Minimum Variance Distortionless Response，MVDR）能有效克服上述不足，突破常規(guī)波束形成分辨率的“瑞利限”，抑制高旁瓣級。但是，陣元域MVDR方法

本的特征是衛(wèi)星的波束為點波束[2]。采用多點波束能夠提高衛(wèi)星的發(fā)射增益和接收增益，但也存在點波束覆蓋范圍較小的問題，如果需要覆蓋較大區(qū)域，則需要大量的點波束，這顯然又與衛(wèi)星平臺資源有限相悖。跳波束（Beam Hopping，BH）技術(shù)就是在這樣的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型波束覆蓋技術(shù)[3]。它以若干星上波束的跳變完成傳統(tǒng)多波束的覆蓋，大大減少了點波束使用數(shù)目。BH技術(shù)的基本思想是利用時間分片技術(shù)，在同一時刻，衛(wèi)星上只有一部分點波束同時工作，這種方式相比于傳統(tǒng)

430010)多波束測深系統(tǒng)是當(dāng)代水下勘測中一項新技術(shù)，它是由多個傳感器組成，其應(yīng)用聲速反射、散射和聲相干原理形成條帶式的測深數(shù)據(jù)，每個條帶包含幾百甚至上千個高密度數(shù)據(jù)點[1]。隨著水資源開發(fā)和水下工程建設(shè)等對水下地形探測精度和覆蓋度不斷提出更高的要求，使得多波束技術(shù)在測深方面的應(yīng)用也愈來愈廣泛。目前，以多波束測深系統(tǒng)為代表的船載高精度聲學(xué)系統(tǒng)逐步成為精密水下地形測量和大比例尺地形圖數(shù)據(jù)獲取的主要技術(shù)手段，但普遍缺乏對多波束測深系統(tǒng)在項目應(yīng)用開展前的詳細(xì)設(shè)

還是成像都離不開波束形成。波束形成根據(jù)目標(biāo)信號的距離，可以分為遠(yuǎn)場波束形成和近場聚焦波束形成。常規(guī)波束形成通常采用時延相加法[1]，對各個陣元接收的信號進行時延或相移補償，使各個陣元接收信號達到相同相位，同相相加后極大值輸出，估計出目標(biāo)信號的方位。在水下近場成像應(yīng)用中，目標(biāo)位于近場，波束形成中的時延差是方位和距離的二元函數(shù)，因此需要掃描的點數(shù)會大大增加，從而計算量也變得很大。在三維成像領(lǐng)域波束形成的計算量和存儲量問題更為突出。近年來，三維成像技術(shù)得到廣泛關(guān)

機接入過程使用了波束,其中SSB在時域周期內(nèi)有多次發(fā)送機會,并且有相應(yīng)的編號,其可分別對應(yīng)不同的波束,而對于UE而言,只有當(dāng)SSB的波束掃描信號覆蓋到UE時,UE才有機會發(fā)送preamble。而當(dāng)網(wǎng)絡(luò)端收到UE的preamble時,就知道下行最佳波束,換句話說,就是知道哪個波速指向了UE,因此SSB需要與preamble有一個關(guān)聯(lián),而preamble都是在PRAC Hoccasion才能進行發(fā)送,則SSB與PRAC Hoccasion進行了關(guān)聯(lián)。與4G僅支

技術(shù)的研究，結(jié)合波束賦形技術(shù)不僅能夠獲得高增益高速率，還克服了毫米波路徑損耗嚴(yán)重的問題，所以本文對毫米波大規(guī)模陣列天線中波束掃描技術(shù)進行研究。1 波束碼本對于精確的相移和幅度調(diào)整的波束賦形技術(shù)需要大量的數(shù)據(jù)進行訓(xùn)練，而且開銷也比較大，這有違毫米波系統(tǒng)對于低功率低復(fù)雜度的要求。為了降低系統(tǒng)的復(fù)雜度，DFT碼本僅生成相移，沒有進行任何幅度調(diào)整。同IEEE802.15.3c中的碼本以及N相位碼本相比[2-3］，DFT碼本設(shè)計更加靈活且在任意波束方向上沒有任何增益

因相控陣天線具有波束掃描的快速性、靈活性與波束形狀的捷變能力，其在波束形成上是多種多樣的，測向方法也不盡相同。相控陣?yán)走_一般采用同時多波束進行目標(biāo)探測，為了測量目標(biāo)的精確方位，必須采用相應(yīng)的方法利用這些多波束進行方位估計。本文針對三波束同時接收的工作方式介紹一種高精度測角方法，即利用拋物線模型擬合實現(xiàn)三波束比幅測角。1 天線方向圖比幅法測角是利用天線收到的回波信號幅度值來做角度測量的，該幅度值的變化規(guī)律取決于天線方向圖以及天線收發(fā)方式。本文所介紹的工作方式

引言分別加權(quán)多波束形成法和DFT多波束形成法是多波束形成的兩種一般辦法。對于要形成小于陣元數(shù)的任意多波束一般采用分別加權(quán)法，該方法不僅適用于均勻線陣，還適用圓陣、面陣等其他形式的陣列，同時還能靈活控制波束指向，具有廣泛適用性［1］。相比較加權(quán)法，DFT法只能形成與陣元數(shù)相同的波束，且波束指向固定，不能靈活控制［2］。所以分別加權(quán)多波束形成方法更適用于要求形成較少數(shù)目波束的情況。本文就使用這種方法，在每個子陣將傳統(tǒng)相控陣發(fā)射波束形成所需的幅度加權(quán)和移相從射

1)0 引 言多波束陣列天線已在多目標(biāo)跟蹤雷達、電子偵察、電子干擾等傳統(tǒng)軍事領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用[1]，而相比于相控陣波束形成技術(shù)，基于羅特曼透鏡的波束形成網(wǎng)絡(luò)因其寬頻帶、同時多波束與低成本同時兼顧的優(yōu)點具有獨特的優(yōu)勢。與此同時，相比于相控陣天線技術(shù)，若設(shè)計時體積及波束數(shù)量受限，其幅相一致性便難以保證，導(dǎo)致形成的方向圖波束一致性較差。當(dāng)其作為比幅測向的波束形成網(wǎng)絡(luò)時，保證測向精度的難度就很大。本文以一個六波束羅特曼透鏡方向圖為例，比較了傳統(tǒng)的高斯近似算法、三

00)一種衛(wèi)星多波束中的波束選擇構(gòu)架及實現(xiàn)方法*陳 鵬**,李藝霞,王 宇(中國空間技術(shù)研究院 西安分院，西安710100)為了以少量衛(wèi)星載荷設(shè)備在廣闊的服務(wù)區(qū)內(nèi)提供高增益的通信鏈路，針對多波束通信衛(wèi)星提出了一種星上收發(fā)波束選擇的載荷構(gòu)架及其實現(xiàn)方法。載荷構(gòu)架分為波束分組與選擇模塊，實現(xiàn)方法則利用了收發(fā)無源設(shè)備的頻率響應(yīng)。通過控制前后端有源設(shè)備的混頻本振，使上行接收波束和下行發(fā)射波束能夠工作于多波束天線覆蓋區(qū)內(nèi)的任意位置。通過波束指向輪循，以低于波束數(shù)量的

)?·總體工程·波束形狀損耗對多波束搜索雷達的影響舒亞海(海軍駐江南造船(集團)有限責(zé)任公司軍事代表室,上海 201913)多波束搜索雷達采用多個同時接收波束對每一個發(fā)射波束的照射空域進行覆蓋，其波束形狀損耗計算和影響與單波束搜索模式存在差異。文中研究了多波束搜索雷達中波束形狀損耗對系統(tǒng)檢測性能的影響，推導(dǎo)了通用的計算方法，并利用仿真方法研究了不同系統(tǒng)參數(shù)配置下的檢測性能。由仿真結(jié)果可知，波束形狀損耗一般隨同時接收多波束數(shù)目的增加而減小。多波束搜索；波束形

基于優(yōu)化算法的多波束賦形方法楊佳敏（中國航天科工集團8511研究所，江蘇南京210007）針對穩(wěn)健的自適應(yīng)波束形成，研究多波束賦形方法，闡述了波束域的賦形方法，并研究分析了波束賦形算法，驗證了多波束賦形方法能夠增強波束的穩(wěn)健性。提出的多波束賦形算法實現(xiàn)簡單，賦形效果良好，再經(jīng)過智能算法對多個波束的幅度相位進行優(yōu)化后，能夠獲得主瓣平坦的波束方向圖。仿真結(jié)果驗證了其能夠獲得理想的波束方向圖，不僅能夠展寬主瓣寬度，而且使主瓣增益增大，從而增強了波束的穩(wěn)健性。自適

不發(fā)生畸變，要求波束主瓣寬度不隨頻率發(fā)生變化，即滿足頻率不變特性。頻率不變波束形成主要有最小二乘法［1－2］和空 間重采 樣法［3］，此外還有一些優(yōu)化逼近算法［4－5］，約束設(shè)計波束與參考波束誤差最小，優(yōu)化求解得到權(quán)向量。對于常規(guī)寬帶波束形成，主瓣寬度不僅隨頻率變化，而且隨著波束指向變化，當(dāng)波束指向逐漸偏離基陣法線方向時，主瓣逐漸變寬［6］，這勢必導(dǎo)致陣列分辨性能下降。為保證陣列的指向性能不變，要求波束在不同指向上始終保持主瓣恒定，即實現(xiàn)方向不變特性。文獻

02）0 引 言波束形成是指對空間傳感器的采樣加權(quán)求和，以增強特定方向傳播波信號，抑制其他方向的干擾／多徑信號，或提取波場特征參數(shù)等為目的的空域濾波。數(shù)字波束形成［1-2］（DBF）是采用數(shù)字方法實現(xiàn)波束形成的技術(shù)，能提高信噪比和獲得超分辨率，能分辨不同方向的同時多目標(biāo)，能實現(xiàn)波束快速掃描和波束自適應(yīng)控制等。正是由于DBF的諸多優(yōu)點，使得該項技術(shù)在信號處理領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。1 數(shù)字波束形成的原理對于均勻間隔為d的天線陣，第n個陣元接收到的窄帶模擬

0075）水下超波束形成技術(shù)性能仿真研究趙瑞晅1，2，胡 橋1，2，郝保安1，2(1.中國船舶重工集團公司第七〇五研究所，陜西西安 710075;2.水下信息與控制重點實驗室，陜西 西安 710075）基于聲吶分裂波束陣列信號處理的特點，對超波束形成(hyper beam forming，HBF）的二維(2D）和三維(3D）算法進行介紹，探討其工作特性以及影響因子。將HBF技術(shù)應(yīng)用在水下陣列信號處理中，通過仿真計算分析了其分辨能力和分辨特性。研究結(jié)果表明:

)0 引言自適應(yīng)波束形成是雷達抗干擾的一種重要方法。通過自適應(yīng)波束形成，使雷達發(fā)射方向圖或接收方向圖在干擾方向形成零陷，以削弱干擾信號對雷達目標(biāo)檢測能力的影響。對于大型陣列雷達，陣元域自適應(yīng)波束形成的運算量過大，工程上難以實現(xiàn)，而波束域自適應(yīng)波束形成則可以解決這一問題。在波束域自適應(yīng)波束形成中，自適應(yīng)-自適應(yīng)波束形成(A-A DBF）方法是一種既能最大限度地降低運算量，又能保證波束在干擾方向外不發(fā)生畸變的方法［1-2］。但是，在干擾起伏較大的干擾環(huán)境下，統(tǒng)