论文部分内容阅读
随着现代通信技术的发展,空间传播的无线电信号数量日益繁多、信号频带日益拓宽,导致电磁环境日益拥挤与复杂、信号间干扰及混叠也日趋严重,加之信道的衰落,都严重影响了信号的正常接收。尤其是作为第三方进行接收,天线往往处于发送信号方向图的旁瓣,接收信号的信噪比更低,这些不利因素都给无线电截获工作带来了困难。可重构天线的工作状态具有丰富的重构空间,使其可根据当前的电磁环境自适应的改变接收频段、方向图和极化方式,从而能够有效的抑制外界干扰,提升信号接收质量。在当前日益复杂电磁背景下,其对无线电截获工作具有十分重要的意义。可重构天线在实际应用中需要寻优算法、开关自动控制器等一些技术的支持。本文将可重构天线和后端信号处理系统结合起来,对基于可重构天线的通信侦察系统的关键技术展开研究。本文的主要工作和创新如下:1、提出了一种基于可重构天线技术的通信侦察系统闭环结构方案:通过信号检测平台对可重构天线接收到的信号进行检测并对其接收性能进行评估,通过寻优算法和开关控制器调整可重构天线的接收状态,直到最佳接收。2、研究网状自组织形式的可重构天线。其特殊的网状结构具有较强的隐蔽性,同时该结构天线能够根据接收信号的某种参数反馈,通过对天线中开关的控制,自适应地将天线调整到最佳接收状态。3、提出采用遗传算法快速搜索可重构天线的最佳接收状态。采用的可重构天线具有223(8388608)种结构状态,所以在使用这种多结构状态的可重构天线时必须结合高效率的搜索算法。遗传算法是一种具有隐含并行性的概率搜索算法,以目标函数作为唯一的搜索标准,通过选择复制、交叉、变异三个遗传操作的引导将搜索范围固定在适应度高的空间,有效地提高了搜索效率。4、提出了一种有效的信号检测方法。采用信噪比作为遗传算法的目标函数,以此衡量天线的接收性能并作为天线状态调整的依据。本文提出的信噪比估计方法能够在低预处理要求下快速实现对接收信号的信噪比估计。5、设计和实现了天线开关控制系统。根据制定的通信协议,通过串口向开关控制系统下达开关切换指令,控制系统通过数据线将本次开关组合状态的信息传输给天线,实现了对天线开关状态切换的自动控制。6、搭建了一个基于可重构天线的通信侦察平台,并对其进行了测试。测试结果表明,该侦察平台能够有效地抑制干扰,提高信号接收质量,初步实现了在实际中的应用。