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多波束形成的基本原理精选(九篇)

前言:一篇好文章的诞生,需要你不断地搜集资料、整理思路,本站小编为你收集了丰富的多波束形成的基本原理主题范文,仅供参考,欢迎阅读并收藏。

第1篇:多波束形成的基本原理范文

关键词: 二次雷达;窜扰;多径干扰;单脉冲方式;多雷达数据融合

中图分类号:TN958.4 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2012)0210010-01

0 引言

二次监视雷达(SSR)以其能够报告目标位置、高度、身份等优点,在军事系统中以及民航空管系统中都有广泛的应用。然而,由于二次监视雷达在工作中均使用Lx频段,在同一合理处理时段使用相同的询问频率和应答频率,应用中存在因同频干扰引起的虚假目标,加之近年来空间通讯密度日增,所需处理的目标数目大大增多,使得航管以及识别工作中存在的窜扰和虚假目标等问题也日趋严重。所有这些对二次雷达在高密度应答环境下有效去除干扰提出了更高的要求。

目前,在处理二次雷达窜扰、多径干扰引起的虚假目标方面,多数技术都集中在雷达信号检测级处理,如文献[1]讨论了在信号检测级上实现对窜扰情况下单脉冲二次雷达应答码的提取。

1 概述

现今国内外军事上使用的新型雷达识别器大多是基于二次雷达工作方式,主要配置在陆海空等武器平台上,以二次雷达“询问/应答”的协同工作方式,对战场中发现的空海地目标进行快速可靠的敌我识别,判别目标属性,形成完整的战场态势。

其中二次雷达识别使用的单脉冲询问方式,是通过终端的单脉冲信号处理,完成目标应答信号的角度分离和目标识别,有效减少了和通道旁瓣触发引起的内部干扰,提高了分辨率,消除假目标。通过终端的单脉冲信号处理,完成目标应答信号的角度分离和目标识别,减少窜扰,处理多个目标的回答。

2 旁瓣抑制处理方法

现阶段国内外二次雷达通常使用单脉冲询问天线的和波束发射作为询问信号,使用和波束、差波束同时作为接收应答信号,系统按接收旁瓣抑制方式(RSLS)工作。

单脉冲系统有幅度单脉冲和相位单脉冲两种体制,我们常见的采用的是相位单脉冲系统。即对于由两个天线口径所形成的相互重叠的天线波束,通过比较目标到达每个天线波束之间的信号相位差来得到目标的指向角,以达到对目标进行识别。

在这里,每组天线波束收到的信号幅度相同,目标偏角是信号相位的函数。以相距为d的两组天线所构成的单脉冲系统为例。若目标的距离为R,并假设R>>d,目标瞄准线和视轴(两天线连接线的垂直平分线)之间构成的夹角为,如图1所示。

通过询问天线阵列设计和幅度加权可以控制差波束最大值角度靠近视轴,压窄差波束叉口宽度,消除差波束零点并抬高其电平以便覆盖和波束宽角旁瓣。

3 同步窜扰处理方法

找寻恰当处理同步窜扰的方法一直是数据处理和雷达信号的一个重要

课题。在信号处理中,采用的方法有着包括滑窗法、单脉冲方法等等。在数据处理部分涉及的方法较多,但往往会因为信息少,产生较大难度。以下简要描述信号处理的滑窗法,以及数据处理中采用的多雷达数据融合处理方法。

3.1 滑窗法

传统的二次雷达用以应对接受应答信号的交叠处理主要是基于滑窗法。第一步通过检测相邻间隔置有无脉冲对来检测波形框架,然后进行幻影处理。对所关心的一串重叠的框架中所有中间的框架全部认为是幻影而丢掉,只保留其中首个和最后一个框架。然后对代码的提取,方法是将保留的真实框架中代码相应位置上有脉冲的将其认为代码是1,没有脉冲则代码是0。

此方法的主要优点是:能较准确确定每个应答脉冲的位置;能准确检测到可能存在的框架(在低密度应答中);方法较简单,在中低密度中能准确取出大多数的异步干扰。

但是,滑窗法由于自身构成的原理决定了其无法避免地存在的严重缺陷,主要是:在应答交叠数超过两次的时候,最多只能同时处理两架飞行参照物,就是说在高密度应答情况下检测率会明显偏低;在幻影较多、异步干扰严重的情况下,检测概率偏低并且易出现误判、错判[2]。

3.2 多雷达数据融合

多雷达数据融合自身的基本原理主要是充分利用多个传感器所得到的资源,对可以检测到的信息进行合理支配与使用,将时间和空间上冗余或互补信息按照一定的规则进行组合,获得对被检测目标的较一致认识。

这里对于窜扰目标,仅靠雷达数据处理来避免虚假目标的分析和处理,依旧是存在较大的难度。我们在实际的应用系统中,不仅考虑雷达数据的处理,还主要融合多雷达融合信息进行处理[3,4]。在本篇文章中,在多部雷达共同覆盖区域内,若其中一部雷达报告新的目标,同时中断其它两个目标的报告,而融合航迹中,若有两个稳定的航迹,且新目标的3/A模式代码与中断的两个航迹3/A模式代码具有位或的关系,则可以认为该目标是虚假目标。

4 结束语

本文针对高密度飞行区域、常规二次监视雷达数据中常见几类干扰形成原因及其对应答码的影响进行了分析,并提出了单脉冲工作方式、数据处理级的滑窗法、多雷达数据处理方法。本文方法适用于多雷达共同覆盖区域。我国中东部目前基本上已经实现了多雷达覆盖,应用本方法在一定程度上可以避免同步窜扰对管制工作的影响。通过在民航管制中心引接的多雷达数据进行数据分析和试验,验证了该方法的适用性和有效性。我们将在今后进一步研究多雷达融合处理同步窜扰的细则和其 参数设置适应性。

参考文献:

[1]GuptaR,ValarmathiJ,RajeshR,etal.A Monopulse Base Correlation

sTechniqueforDe-GarbleProcessing of SSRReplies[J].IEEETrans.AES,2006:1501

-1505.

[2]王运锋,基于多雷达数据融合西航管雷达数据的质量与改善方法[J].四川大学学报(工程科学版),2008,40(3):112-115.

[3]刘健波、王运锋,分布式雷达航迹融合关键技术研究[J].四川大学学报(工程科学版),2006,38(6):119-122.

[4]李玉柏、田斌,MSSR应答码的提取及置信度的标注和实时算法[J].电子与信息学报,2006,28(6):899-993.

第2篇:多波束形成的基本原理范文

【关键词】SSR ADS-B;测角精度;标校

1.引言

二次雷达设备在空中交通管制中发挥着重要的作用,可以为管制工作人员提供比一次雷达精度高的航迹数据,还能提供识别信息,即飞机的代码,当飞机发生故障、通信系统失效或遇到劫持时,能够提供危机警告信息。为了监视空域,和管理一些临时空域,需要发展车载二次雷达设备,快速部署到监视区域。与陆地固定安装的二次雷达相比,有其共同的特点,也有其独特的一面,主要是受安装环境的影响,不能安装大尺寸的机械扫描天线,需要安装一维相扫的天线,特别是在空旷区域监视时,地面的反射很强,多径效应非常显著。针对这些情况,本文分析了影响二次雷达测角精度的主要因素,针对这些问题,提出了一些解决措施,在实际应用中达到了预期的效果。

2.精度分析

二次雷达测角时,多种因素的影响都将产生测角误差。按误差的类型可分为系统误差和随机误差。系统误差可通过校正加以消除或减小,随机误差则难以消除,它们直接影响测角的精度。在雷达的各种测角方法中,单脉冲测角方法因实现简单、稳健性好等优点,在实际系统中得到了广泛的应用。 目前,实际中应用最广泛的单脉冲测角方法主要有四种:振幅-振幅式,相位-相位式,振幅和-差式及相位和-差式。针对本设备中使用的振幅和-差式单脉冲测角方法,分析影响测角精度的主要因素。

2.1 振幅和-差式单脉冲测角

由于在使用和-差角度鉴别器的单脉冲雷达对于接收支路特性的相位一致性要求相对不太苛刻,所以比较普遍的用于现代的一些雷达站。这种方法所要求的设备量少,除要求和差通道的增益均衡外,对两路之间的相位关系要求不高,具有较大的实用价值。其原理框图如图1所示。

在这种单脉冲系统中,应答信号从天线的输出端加到比较器进行应答信号的相加和相减。由比较器输出的高频和通道信号及差通道信号分别输出到和及差接收支路,经接收机变换成中频信号,同时放大到所需的电平。误差角在一定范围内与差信号的幅度成正比,差信号的幅度可以确定角偏离的大小,而和通道信号与差通道信号之间的相位差则确定偏离角的符号,即目标对于等强信号的偏移方向。

由图2可见,天线输出的差信号的相位随目标偏离等强信号的方向而不同,它可能与和通道信号同相,也可能与和通道信号反相。在没有误差时(即目标与天线等强信号方向重合时),加到两个接收支路输入端的目标应答信号的振幅相等,因此,差信号等于零。

假定天线对功率平均分配,则天线输出的和信号及差信号分别为:

其中表示和信号,表示差信号。

经过限幅、变频和放大后,可以将信号处理分机输入端的和通道信号及差通道信号表示为:

式中、—和差之路天线信号增益; 、—支路中的相移;

在信号处理后得到:

—为信号处理器鉴相后的传输系数

因为在一个特定的系统中,天线方向图和鉴相器特性已经确定,所以信号处理器中鉴相输出信号只与目标的偏离方向有关。

2.2 影响系统角度测量精度的因素

从理论上说,相控阵具有很高的角度测量精度,但由于多种因素的影响,使实际的角度测量的精度难以达到理想的要求。导致角度测量精度下降的原因主要有:(1)系统内部误差,包括系统各组件幅相不平衡引起的非线性误差及系统噪声等;(2)由天线的角位置转换为角坐标过程中引起的转换误差;(3)目标误差,例如应答信号起伏、角闪烁以及目标运动而引起的跟踪滞后误差;(4)传播误差,包括对流层和电离层折射率变化带来的无线传播途径偏离直线的误差及环境干扰等。固定误差和随机误差中的统计平均值属于系统的误差,从原理上可以予以补偿;随机误差的大小只能用其方差表示,它对角度测量精度的影响起到决定性的作用,且难以进行补偿。

主要误差的形成机理及其对角度测量精度的影响归纳如下:

1)中频对数放大器对数精度引起的角度测量误差

本设备中采用中频信号处理,接收机输出中频信号,其对数放大精度≤±0.5dB,取最大0.5dB。假定天线在波束范围内1度的和差幅度比值差为9dB,因此对数斜率:1/9=0.11度/dB。由幅度误差造成的方位随机误差:0.11度/dB*0.5dB=0.06度。

2)天线指向精度引起的角度测量误差

设备采用数字移相器,具有结构简单,低能耗,移相速度快,移相值稳定,工作电压低,易于计算机控制等优点。数字式移相器虽然具备以上优点,但不能连续移相,移相值只能为最小相位值的整数倍,产生移相器的相位量化误差。相位量化误差的存在使相控阵天线各天线单元的实际馈电相位和理论值出现偏差,造成天线波束指向精度降低;同时相位量化使主瓣的波束展宽,增益降低,损失的能量分散到旁瓣中去又造成旁瓣电平增加,使相控阵的指向精度进一步下降。表1是实测的天线指向误差。

最大的指向误差是0.14度,指向引起的随机误差是0.067度。

3)一维相位扫描两坐标雷达天线波束的倾斜引起的角度测量误差

方位上一维相位扫描两坐标雷达天线波束在俯仰上为宽波束,其天线波束最大指向会随着仰角的增大而发生偏移,随着方位扫描角与仰角的增大,这一波束最大值偏移将快速增加。由此带来的不良后果是方位上相位扫描的一维相控阵雷达在大扫描角度情况下,对位于不同仰角上的目标进行测角时,将有不同的方位测量系统误差;对于高仰角的目标,这一误差将是相当大的。(如图3)

克服这一缺点的方法是根据目标的仰角和扫描角度对测量值进行补偿。

4)路面引起的车身摇动

装备车在路上行驶,因受到地面不平的作用而产生摇摆运动,装备车坐标系和以雷达天线阵面为基准的雷达坐标系也随之运动起来,于是装备车坐标系和雷达坐标系不再与大地坐标系一致,天线波束不能按预期要求稳定的指向目标,导致降低作用距离,加大测量误差,甚至丢失目标,破坏了雷达的正常工作状态。因此必须设法稳定雷达天线的波束。车载雷达天线波束的稳定方法大致分为机械稳定和电气补偿两种。本设备天线固定安装在车辆上,传统的机械稳定平台体积大,造价高,不便于安装;故目前的做法是采用电气补偿,在雷达天线的俯仰和方位轴上进行补偿来稳定天线的指向,满足指向精度要求。

5)接收机内部热噪声引起的角跟踪误差

由于接收机热噪声的存在,即使天线中心轴对准了目标,接收机中频输出端仍然有噪声电压输出,在中频鉴相时,噪声会直接地影响鉴相输出,严重时会导致输出的正负号反向;噪声叠加在信号上,差通道信号的顶部不平坦度增加,随机误差变大。通过分析可知,信噪比越大,噪声引起的角度测量误差就越小。

6)应答频偏产生的方位误差

二次航管的工作频率为询问1030MHz,应答1090MHz,但实际工作中,由于不同的应答机应答频率是不一致的,应答频率有±3MHz的误差存在。频率的偏置对相控阵天线的方向图、天线指向以及A/D采样的信号幅度都产生了影响,进而影响到测角精度。

相控阵天线方向图形成时,信号频率是选定的某一固定频率,即将雷达信号当成连续波信号,实际所用的脉冲信号含有一定的频带宽度,天线方向图计算公式中的波长(λ)或信号频率(f)不是一个固定不变的量,如图4为一维线阵系统,第i单元的激励信号可表示为:

令为相控阵天线中第i单元通道上移相器提供的相对于参考单元的阵内相移;

将波长λ以信号频率f与光速c表示,d/c以Δt表示为电波在单元距离之间的传播时间,则一维相控阵天线的方向图为:

从公式可以看出,天线方向图会随信号频率()的改变而改变。

信号频率的变化同样对相控阵天线波束指向有影响,其关系为:

上式反映了信号频率由变为(+)后所引起的天线波束指向的偏移,这一现象反映了天线波束指向随信号频率的改变在空间摆动,图5为当频率偏移从0至最大达到3M,波束扫描角度为47.5度时的天线波束指向误差,可以看出天线指向最大偏移为0.171度。

在外场,询问机和应答机之间做了频偏±1M连续波的测角试验:

在频偏±1MHz以内测的角度测量的随机误差为0.06度。

7)角噪声(角闪烁)引起的角度测量误差

雷达对目标的跟踪都是对目标的视在中心进行跟踪,一个复杂的目标,其视在中心的位置随着目标的运动姿态变化而变化,而且这种变化是随机的,目标的角闪烁使得雷达天线抖动,产生测量误差。 通过研究发现,目标角闪烁引起的角度测量误差与距离成反比。因而角闪烁对中、近距离的目标角度测量影响较大,对远距离的测量影响相对较小,甚至可以忽略。

8)A/D变换引起的角度测量误差

SSR的动态范围55dB,采用10位的模数转换器,步进为:±LSB,

精度为±LSB/2=0.027dB,天线在波束范围内1度的和差幅度比值为9dB,及1/9=0.11度/dB

由量化误差造成的方位误差:

sc=0.027*0.11=0.003°。

9)航向误差

装备车的最大转速4°/S,装备车航向信息50次/秒,航向数据最大误差:

=(4°/50)=0.08°

10)多径影响

当设备车部署在空旷区域时地面对电磁波在俯仰方向上的镜面反射、天线安装面不严格水平以及地面反射点不完全水平等因素综合造成多径。

当雷达天线俯视镜面反射的表面时,会产生多径干涉现象。若发生镜面反射,从天线到目标的雷达电磁波有两个不同的路径:直射路径和反射路径。由图一可知,两条路径的传播的距离是不相同的,这就导致了直射波和反射波之间的相位差,它是产生多径效应的主要原因。

根据电磁波传波的基本原理,若距离差S,则相位差等于2πS/λ,其中λ是雷达的波长。附加相位差是反射表面的反射系数引起的,有时是由天线在直射方向和反射方向上传播因子的相位差引起的。由于相位差,直射波和反射波在目标处要么干涉相加,要么干涉相减。从干涉的角度看,当相位差为2π的整数倍时,干涉是等效的。当动目标以恒定高度接近雷达时(仰角增加),方向图传播因子将在最大值和最小值之间周期变化。当方向图传播因子出现最小值时,航迹出现断点。

11)其它因素

多路传播引起的角度测量误差、机载航管应答机C模式高度测量误差和动态系统的滞后等都有可能使得角度测量的精度降低。总的误差为0.108度。

=0.108。

3.提高系统角度测量精度的方法

(1)建立接收机中频输出对数曲线表,确保对数精度

接收机是影响单脉冲测角精度的另一个重要因素,由于接收机的和差通道的增益存在不一致性,因此对于相同的输入信号,接收机的和差通道的输出则存在很大差异,如图6。

由图8可以看出,随着输入信号的不断增大,和通道的输出信号增益大于差通道的输出信号增益,因此需要对接收机进行校准后才能正常工作。

接收机的动态范围为55dB,因此如果在每个电平下都进行校准(每隔1dB为一个电平),难度较大。本方案采用分段校准的方法,即把输入信号分成高、中、低三个电平范围,每个电平内取一个点进行校准,这种方法则相对简单。

图7为校准以前的和差通道的幅度不一致性,从图上可以看出,和差通道不一致性最大为2.5dB.

图8为校准以后的和差通道的幅度不一致性,从图上可以看出,和差通道不一致性最大不大于0.4dB。满足了指标要求的和差通道的幅度不一致性小于0.5dB。

(2)利用车载雷达天线的电子稳定方程补偿雷达指向

装备车在行驶过程中时受地面影响会产生复杂的运动,这些运动可分为3个方向的平动(前进、起伏、横漂)和3个方向的转动(横摇、纵摇、车首尾摇),利用二次航管测角原理、天线安装位置参数、纵摇和横摇角度,经过坐标变换,得到了车摇对目标测角影响的模型。用此模型计算出目标位置经过车摇补偿后在大地平面上的位置,该位置应当与车摇后飞机所在位置一致,即可实现电子稳定的目的。

二次航管雷达通过单脉冲测角获得目标在车身坐标系的方位Ac、距离S,通过C模式代码获得目标在大地坐标系下的高度h。装备车航向角H、纵摇角P、横滚角R、目标大地坐标系俯仰角Ed、目标车身坐标系方位角Ac。

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

把Ac、S、h、H、P、R代人(1)~(7)式,公式形式可变为:

cosAd=a1·cosEc+a2·sinEc (8)

1=a3·cosEc+a4·sinEc (9)

sinAd=a5·cosEc+a6·sinEc (10)

由(9)得cosEc=(1·a4·sinEc)/a3

带入(8)、(10)并将公式两边平方后求和可得如下形式:

1=b1·(sinEc)2+b2·sinEc+b3 (11)

解上式可计算出sinEc,再带入(8)、(9)、(10)可计算出Ad。

通过以上计算就可以确定目标在大地坐标系下的方位和在车身坐标系下的高度。

用二自由度摇摆台模拟车摇,对车摇模型和二次航管单脉冲测角稳定进行了试验,并和GPS数据进行了对比分析。实验证明,该模型可用于二次航管车载电子稳定系统

(3)补偿一维相位扫描两坐标雷达天线波束的倾斜引起的角度测量误差

一维相位扫描两坐标雷达天线波束的倾斜引起的角度测量误差随着仰角和扫描角度的增大而增大。误差公式如(12)所示,其中αφ是天线相邻单元之间波束控制数码的增量,d1是天线单元间距,K是数字式移相器的计算位数,B是目标的俯仰角度。

(12)

根据二次航管应答机的C模式代码和目标的距离计算出目标的仰角,依据仰角和天线的扫描和扫描角度按照公式(12)修正波束指向,消除天线波束倾斜引起的角度测量误差。

(4)充分利用应答信息减小接收机内部热噪声引起的角跟踪误差

在接收解码通道中,所有应答脉冲F1、F2框架内最多有12个数据脉冲,经过解码后,根据脉冲数进行平滑。随机误差在~之间平滑后得到改善。

(5)降低波束分裂对航迹的影响

对天线俯仰面和差通道赋形,通过减小天线俯仰面波束宽度降低地面反射信号上的增益以改善波瓣分裂情况,通过降低差通道旁瓣电平降低折射信号增益以改善和减小幻影。

针对波瓣分裂出现断点的情况,目前在航迹处理方面采用了断点预推法。断点预推可根据先前形成的航迹预先判断目标运动趋向,出现断点时根据天线扫描周期在目标运动趋向上,由软件自动补足若干个周期的航迹,从而达到航迹连续的目的。

(6)通过Kalman滤波器对目标位置进行平滑

信号处理分机测出目标的距离和方位等信息,形成点迹发送给航迹处理器,航迹处理器对点迹进行处理,将目标的原始数据,即距离、方位及代码(包括识别码和高度码)进行凝聚处理,建立目标航迹,识别并纠正由于干扰或应答解码错误引起的应答代码错误,去除假目标,通过Kalman滤波器对目标位置进行平滑,形成最终的目标报告。

4.结束语

由于引起测角误差的因素很多,认真分析引起这些误差的主要因素,对引起误差的这些主要因素分别进行修正改善。在外场的试验中,这些方法得到了验证,可以大大提高单脉冲测角精度。

参考文献

[1]张尉,徐炎祥.二次雷达原理[M].北京:国防工业出版社,2009.

[2]张驿,王辉,温剑,张云,何海丹.摇摆状态一维相控阵天线波束指向修正[J].电讯技术,2011,51(6).

第3篇:多波束形成的基本原理范文

关键词:移动技术; 接收信号; OFDM技术

     随着社会主义现代化建设的不断进步,我国的信息技术标准化事业也得到了迅速发展,无线传播技术在社会政治、经济、文化等领域引起深刻的变革,移动接收成为重要的发展趋势,:数字电视、网络电视、车载移动电视,无处不在的数字信息亭等新兴媒体纷纷涌现。广播电视虽然有很长的性产业的历史,但现在的移动接收技术的发展却难以适应社会的发展。即使是调频广播,在汽车高速行驶中也难以连续接收电视节目。所以为满足移动人群对广播电视和各类信息的消费需求,必须引起了方方面面的重视。

1.数字电视广播系统

        在现代通信中,数字微波通信和光纤、卫星已经成为通信传输的重要支柱,加上广播电视无线发射空中传输构成信息主体。目前在我国数字电视按信号传输方式可分为地面无线传输、卫星传输和有线电缆三种。而广播电视移动技术是数字电视地面广播的重要应用,由于其独有简单接收和移动接收的能力,能够满足现代社会信息化、工业化快速发展和社会群体利益多元化的要求。广播电视移动接收技术在应用需求上要求在全球范围内实现移动便携设备上接收模拟电视(free-to-air)和调频广播,使整个技术系统的要求提高。因此具有一切数字系统所具有的优点,较之卫星接收,具有结构简单、维护方便,可在恶劣环境中运行,容易实现大容量化,高压化、高速化,而且价格低廉;较之有线接收不易受房屋建筑和城市道路建设、自然灾害等因素,从而避免此次断网造成的影响;数字电视地面广播通过电视台地面或建筑物上的制高点发射无线电波,选择并放大由天线接收电视高额调谐器到的高频电视节目信号,覆盖电视用户,主要的受众也是针对本地区的。完善的数字电视地面广播系统所具备的蜂窝无线通信系统,不仅有利于达到节省信道资源的目的,而且它可作为线缆和DSL的无线扩展技术,从而实现无线宽带接入;实现移动和便携接收,能够满足经济发展和现代信息和通信技术发展的需求。

2.移动接收相应的研究方向和所遇到的问题

        移动接收采用的方式是通过无线数字信号发射、地面接收的方式进行电视节目的传输。所以,移动接收所遇到的困难之一便是衰落,这是无线通信系统首先要遇到的问题,譬如,在城市环境中,一辆快速行驶车辆上信号在传输中的衰减和波动。对于固定接收可以采用在若干个支路上接收相互间相关性很小的载有同一消息的信号, 然后通过合并技术再将各个支路信号合并输出的方法予以克服,但对于移动接收而言信道编码技术、数字信号交织技术、分集接收的方法显然不实用,因此衰落问题尤为突出。电波在沿地表传播中会受到任何其它的影响(包括反射、折射、绕射、散射或吸收),实际不经过任何发射,直接到达收信天线处的电波除了直射波外,还会遇到各种物体,经反射、散射、绕射、到达接收天线时,形成的反射波和散射波,此外,在移动通信中,还存在因汽车天线、车载移动电视、移动电视模组等(天线)的快速移动而引起较大颠簸波节和波幅的驻播现象及无线电领域中的多普勒效应及多普勒频移,凡此种种原因,就使信号很不稳定,电离层的变动将会影响电波的传播,信号容易产生衰落,这就是无线电波的衰落现象。另外,与其他无线通信系统不同的是,移动接收的关键点是光发送和接收模块的灵敏度范围。因此,移动接收还存在一个始终难以解决的问题,这种现象称为多普勒效应。

3.移动通信系统有关的OFDM技术

       OFDM 是多载波数字调制技术,它将数据经编码后调制为射频信号,是在严重电磁干扰的通信环境下通过减小和消除码间串扰的影响来克服信道的频率选择性衰落,保证数据稳定完整传输的技术措施。OFDM的基本原理是:发送端将高速数据流通过串/并转换器分解成N个低速数据块,分配到速率相对较低的若干子信道中传输,并利用每个子信道传输一路信号,从而达到多路信号共用一个信道,这样,系统就可以有效克服信道造成的码间干扰,达到更高的数据传输速率。另外,由于引入保护间隔,而且该保护间隔一般要大于无线信道中的最大时延扩展,从而促进系统不受码间干扰的困扰。OFDM的特点是在OFDM系统中各个子信道的载波相互正交,它们的频谱是相互重叠的,不但避免各子载波之间的干扰,以达到空间复用的目的,而且同时提高频谱利用率。主要技术特点如下:

     1)有效克服信道间干扰,在无线多径衰落环境下进行高速率的数据传输;

     2)让发送端将所发送的能量对各子载波重新分配,有效地改善系统的性能,而且具有很强的抗衰落、抗干扰能力;

     3)可通过离散傅利叶变换同样可以实现OFDM的调制与解调过程;

OFDM能够能有效地克服信号相消现象,并且具有良好的波束保形能力和快速收敛特点,使受到干扰的信号能够可靠地接收。另外OFDM由于码率低和加入了时间保护间隔而具有极强的抗多径干扰能力,由于多径效应对传输的数字信号产生时延扩展,所以系统不受码间干扰的困扰。 

4.广播电视移动接收的制式

        众所周知,数字电视广播传输制式分为卫星、有线和地面三种,ATSC是美国的数字电视国家标准,欧洲的DVB-T是多载波的。作为第一个决定实施DVB-T2服务的国家,英国选择这一标准来实现更大的网络容量,并成功地开通了地面数字电视广播。我国制定了具有自主知识产权的数字地面电视广播传输标准(DTTB),其原理是:

     (1)传输信息要大,支持包括广播电视采、编、播、传、收、测各类设备与技术的多媒体广播服务;

     (2)由于这种通信方式抗干扰能力强,它在一般室内环境下可接收,在光纤通信、数字微波通 信、卫星通信中均获得了极为广泛的应用;

     (3)与现有提供原有的模拟频道兼容,可以在现有和将来的电视广播频道中进行分配,并有利于频道规划和摸拟向数字过渡;

     (4)具有可扩展性;向广大用户综合提供互联网信息业务和 增值业务,支持广播网络化的发展需要。其使用范围符合材料生产国相应规范和标准的规定。

    但是,其优缺点与同时制相同,制式的区分主要在于其帧频(场频)的不 同,并且都在相互参照改进,用什么制式都要解决每个客户都需要的个性化的需求,要多方面考虑和试用。解决了这些问题,应该就解决了移动电视在市场上大规模应用的主要瓶颈,人类的数字网络又前进了一步。广播电视的移动接收 是个热点,尤其是电视广播的移动接收,它的市场和应用空间发展是无穷尽的,发展到一定的高度, 不仅仅是造福自己更是造福为我们以后的生活。

结束语:

广播电视的移动接收是个热点,尤其是电视广播的移动接收,为了使它能更好地为我们服务,还有待于进一步的研究其传播策略。但是它还存在着信号衰落、径产生时间扩散,引起信号符号间干扰、多普勒效应,接收机硬件成本高、耗电、携带不方便等问题,所以说它的市场和应用空间发展是无穷尽的,发展到一定的高度, 不仅仅是造福自己更是造福为我们以后的生活。 

参考文献: 

[1]都研美,刘峰.试论如何提高电视地面广播技术[J].广西轻工业,2009(05). 

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