海上超短波通信传输预测模型研究

在海洋船舶通信系统中,超短波通信由于抗干扰能力较强得到较多的应用。在海上超短波通信系统中,前端发射天线作为整个系统中重要的一环,其设计性能影响着整个通信系统,并且由于现代舰船电子设备较多,短波通信系统天线设计需要对抗这些干扰。本文研究传统的舰载短波通信天线传输模型,分析信号发射和接收中的抗干扰技术,并在此基础上提出一种全新的舰载短波通信发射系统天线阵列,有效提高了整个海上超短波通信的抗干扰能力。     

船载智能天线通信系统中干扰抑制技术

智能天线技术又叫自适应天线阵列技术,其核心在于阵列信号处理技术,最早应用于雷达和舰船声呐探测等领域,19世纪70年代逐渐被应用于军事通信领域。随着船舶领域的自动化和智能化发展,智能天线通信系统在船舶领域的应用越来越广泛。本文研究的主要对象是智能天线通信系统在船舶领域的应用问题,重点研究了智能天线系统的信号过滤和干扰抑制技术,分别从自适应抑制原理和干扰抑制系统的硬件进行介绍,本文的研究对改善船载智能天线通信系统的信号精度有重要的意义。     

船舶通信系统中的数字阵列实时信号处理算法

船舶通信系统的数字阵列信号处理与调制能力,将直接关系到船舶远洋行驶中的安全性,针对传统数字信号处理算法抗噪声干扰能力差、信号处理误差高的不足,提出一种基于正交解调的数字阵列信号处理算法研究。利用正交分解方法将原始的含噪信号分解为横向数字阵列信号与纵向数字阵列信号,再分别对阵列信号进行滤波匹配与消噪处理,能够在保存关键信息的前提下消除大部分环境噪声的干扰。仿真结果表明,提出算法信号处理的峰值信噪比更具优势,同时在信号处理时延及控制误差方面也优于传统算法。     

海上超短波通信距离分析

以海上超短波通信为背景,分析了影响海上超短波通信距离的几种相关因素,并得出了其主要因素是天线高度且给出天线高度的设计方法.介绍了超短波通信的信道特性,给出了无线视距传播的几何视距及有效视距的计算方法;分析了通信天线的特性参数,给出了天线辐射功率、天线效率、天线方向性系数及天线增益的详细计算过程;对影响海上超短波通信距离的各种因素进行了理论分析,得出了影响海上超短波通信距离的主要因素是天线高度的结论;给出了超短波通信天线高度设计的方法,为海军舰艇超短波通信天线的设计及架设提供了理论支撑.     

阵列天线绕射场求解的数学模型

为了缩短阵列天线绕射场求解的计算时间,提高船舶海上通信的能力,提出阵列天线绕射场求解的数学模型设计。基于阵列天线绕射场局部坐标系的建立,求出船舶阵列天线绕射场的绕射点坐标,根据船舶阵列天线绕射场上的点,构建了船舶阵列天线的绕射场分布模型,完成船舶阵列天线绕射场结构模型的建立;通过船舶阵列天线绕射场绕射系数的计算,实现阵列天线绕射场的数学模型设计。仿真实验结果证明,阵列天线绕射场求解的数学模型与理论模型相比,阵列天线绕射场的求解时间更短。     

多天线MIMO技术在海面通信容量应用中的解决方案

目前,随着多天线阵列技术的发展,MIMO多输入输出系统已在移动通信领域得到深入研究及应用,其核心是在通信系统的接收和发射端都利用多天线技术。但由于海面通信系统的风速、海面折射反射及多径干扰,造成海面通信系统在MIMO多天线阵列信道解析的误码率较高,降低了海面通信容量。本文在研究MIMO多天线阵列的基础上,重点研究现有的天线分集技术,提出MIMO天线的方向对海面通信信道容量的定性影响模型,最后给出仿真结果。     

船舶通信系统中的数字阵列实时信号处理算法

船舶在海上所处的环境较为复杂,多径衰减、时延严重影响了船舶通信性能。本文首先研究数字阵列雷达的基本原理,以及结构构成,在此基础上,为了实现多船舶用户之间的高效通信,对雷达采集到的信息进行数字波束合成处理,利用加权因子对回波信号相位进行补偿,产生相位加权值,然后对各个阵元信号进行加权求和,最后得到合成信号,通过这种方式以此来提高系统的自适应能力。     

基于DSP的船舶通信设备故障辨识模型

针对当前船舶通信设备故障辨识误差大,不能满足现代船舶通信要求的难题,提出基于数字信号处理(DSP)的船舶通信设备故障辨识模型。首先分析船舶通信设备故障辨识原理,并采用数字信号处理技术采集船舶通信设备的状态信号,然后采用小波包对船舶通信设备的状态信号进行处理,并提取最有效的船舶通信设备故障辨识特征,最后引入机器学习算法建立船舶通信设备故障辨识模型,采用具体船舶通信设备故障辨识样本进行仿真测试,结果表明,数字信号处理的船舶通信设备故障辨识精度高,船舶通信设备故障辨识误差小于当前其他辨识模型,而且故障辨识的训练时间和测试时间相应减少,改善了船舶通信设备故障辨识结果。     

基于DDS的分布式船舶通信嵌入式系统设计

设计分布式船舶通信嵌入式系统,提高船舶通信的稳定性和信号处理的实时性,提出一种基于直接数字式频率合成器(DDS)的分布式船舶通信嵌入式系统设计方法,构建通信系统的总体模型,系统设计指标需要满足信号采样率200 k Hz和8通道船舶通信信号的同步、异步输入输出功能。系统采用DDS作为核心控制芯片,采用模块化设计方案,主要包括模拟信号预处理模块、自动增益控制模块、复位电路、滤波电路和上位机通信模块。采用DDS实现船舶通信信号的频率合成,实现信号波束形成处理,提高通信的包络指向性。系统测试结果表明,该通信系统能满足船舶正常通信和信号处理的各种功能,信号处理能力较强,通信的保真度较高。     

舰船通信集成交互调影响评估方法

多部舰载通信电台集成共用一副天线时,因非线性效应产生大量交互调产物,对通信接收信道及舰船电磁环境造成干扰.首先构建交互调产物数学模型,求解出交互调产物数量与通信集成路数和交互调产物阶数之间的关系.然后以超短波通信为例,通过计算交互调干扰对天线带内可用频率资源的最恶劣影响情况,以及交互调产物在天线工作频带内的频率分布情况,给出评估交互调对频域影响程度的方法示例.最后提出降低通信集成路数或高阶非线性效应、天线收发分置、提高发射频率相关性且收发异频等建议措施,减小通信集成受到的交互调影响.     

舰船短波通信自适应抗干扰阵列天线控制方法

常规的阵列天线控制方法通常难以与短波信号定位技术相结合,导致阵列天线抗干扰能力较差,因此设计了一种舰船短波通信自适应抗干扰阵列天线控制方法。研究短波信号自适应定位方法,基于该自适应定位方法建立阵列天线解析表达式,将短波信号定位技术应用于阵列天线自适应抗干扰控制方法中,实现舰船短波通信自适应抗干扰阵列天线控制方法的优化。根据实验结果可知:该方法在受到干扰后得到的信噪比在扫描角度相同时均大于2种常规方法,其平均信噪比较2种常规方法大约1.62 dB和2.21 dB,可知该短波信号自适应抗干扰能力优于常规方法,实现了阵列天线控制方法的优化。     

地波雷达目标方位角估计算法

地波雷达由于其良好的超视距目标探测性能得到广泛重视与研究。而作为参数估计的重要组成部分,获取精确的目标方位估计算法一直是地波雷达阵列信号处理的主要工作。近年来,地波雷达阵列天线不断趋向于小型化,使得在进行方位角估计过程中,高分辨算法得到了研究与应用。本文针对地波雷达阵列接收信号数据特点,重点对比分析3种高分辨算法的性能,为DOA估计提供算法选择依据,具有重要的工程应用价值。     

基于DSP的船舶电力系统智能通信电源设计

随着电力电子技术和船舶技术的迅猛发展,种类繁杂、数量庞多的高端电力电子设备越来越多地应用在船舶这一重要的交通工具上,通信设备在其中起着监视、控制与管理其他电子设备的目的。而通信电源为通信设备的正常运转提供着必备的能量来源。本文对于船舶上这一至关重要的通信电源,根据给出的实际规格,设计了总体结构方案。并借助于DSP,充分地运用现代数字控制技术的优势,极大地缩短了控制方案的设计周期,并大大地提高了通信电源的开发效率。     

阵列天线绕射场求解的数学模型设计

为了提高阵列天线的探测能力,需要进行阵列天线绕射场求解,提出基于磁性辐射天线电磁探测的阵列天线绕射场求解数学模型,构建阵列天线绕射场的电磁探测器工作区域分布模型,采用谐变磁偶极子近场分布检测的方法进行谐变磁偶极子分布式检测。结合外场与场源的媒质损耗和辐射场差异性,进行阵列天线绕射场的磁偶极特征分析,提取阵列天线绕射场的辐射磁矩和系统的工作频率等特征量,实现阵列天线绕射场求解的数学模型式设计。测试结果表明,采用该方法进行阵列天线绕射场求解的准确性较高,探测精度得到提升,保证了舰船通信质量。     

船舶后端天线信号源驻波检测电路分析

随着全球海上航运的发展速度明显加快,在船舶实际行驶的过程中,很容易出现碰撞事件,造成了不可估量的经济损失。在这种情况下,为降低船舶碰撞事件发生的几率,对雷达的使用也愈加普遍。其中,天线在雷达中占据关键地位,也会对船用雷达性能产生直接影响。本文深入研究并分析船舶后端天线信号源驻波检测电路,通过对输入信号源的驻波进行优化,显著提升了天线的性能,能够大大改善船舶的通信能力,适应了更加恶劣的海上通信环境。     

通用超短波语音通信仿真模块的设计与实现

分析了超短波通信网的特点及典型的5种通信形式,归纳了超短波作战通信仿真模块涉及的3类关键技术,提出了通用超短波语音通信仿真模块的功能需求、控制流程及系统的软硬件体系结构,并给出了受限通信时相应的数学模型,使该模块具备了依据实时态势而改变通信效果的能力,提高了超短波语音通信在战术仿真使用时的逼真度。     

基于IPV6协议的海上移动通信网中SDN的数据转发技术研究

海上船舶移动通信是指船舶电台之间、船舶与基站电台之间的通信,目前应用范围最广的海上移动通信方式是VHF天线,尽管VHF具有成本低、结构简单等优点,但同时存在着信号传输质量差、抗干扰能力差等问题,因此,有必要对海上船舶的移动通信网络进行升级。IPV6协议是新一代网络通信协议,本文基于IPV6协议,研究船舶移动通信网络中SDN网络体系架构,并重点研究了通信网络的报文格式和数据转发等技术,对改善海上船舶移动通信网络的通信质量、抗干扰能力、数据传输能力有重要意义。     

基于多天线技术的无线信道容量解决方案

以提高无线信道容量为目的,对基于分集、MIMO及自适应天线阵列技术的通信系统的信道容量及特点进行了分析.对比单输入单输出(SISO)系统,对基于分集技术、多输入多输出(MIMO)技术及自适应天线阵列技术的多天线通信系统的结构组成、不同阵元之间的信号相关性、发射端的编码技术及接收端的信号处理技术等几方面进行了分析,并对其各自的特点及局限性进行了讨论,得出了基于分集技术、MIMO技术以及自适应天线阵列技术的多天线系统均比SISO系统有着更高的信道容量,在实际应用中应根据系统特点并结合不同需求加以选择的结论.     

船舶通信天线种类及特性

现今船舶通信导航设备的天线种类繁多,各具特色。天线作为无线电通信的“接口”,对通信效果、通信质量起着非常重要的作用。1999年港监在GMDSS无线电员的考试和评估标准中,对GMDSS设备天线的基本知识及维护保养提出了明确的要求。这就要求船舶通信人员、在校学生、参加GMDSS培训的人员,在掌握设备操作的同时,对各类型设备的天线特性应有一个初步的了解,才能更好地掌握设备的操作,并为管理和维护天线建立良好的基础。     

GMDSS天线安装要点

随着电子技术的发展,船舶装备的电子设备日益增多。为了能确保有效通信,船舶上的天线的安装要特别注意。不恰当的安装会造成相互干扰、降低设备的性能和降低通信距离。以下参照国际海事组织2007版本《GMDSS手册》对天线的安装要点予以介绍:1 VHF天线的安装(1)VHF天线应安装在尽量架高和空旷的地方,