载波同步对天线阵列方向图的影响及解决方案

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1、第9卷第l期信息与电子工程VO1．9．NO．12011年2月INFORMATIONANDELECTRONICENGINEERINGFeb．．2011文章编号：1672—2892(2011)01—0049—04载波同步对天线阵列方向图的影响及解决方案王涛，全厚德，陈明(军械_T程学院光学与电子工程系，河北石家庄050003)摘要：为了解决各调频发射机开机时载波不同步(即载波初始相位不同)引起的相位差对天线阵列方向图的影响，提出了利用Hilbert变换测量相位差的方法，并且介绍了一种有效的相位补偿方法，即利用Hilbert变换获得相邻2个调频发射机输出信号的相位差，然后将相位差

2、作为补偿算法的输入参数去补偿因载波不同步引起的相位差。仿真实验表明：采用该方法可以有效解决因载波不同步引起的相位差对天线阵列方向图的影响。关键词：均匀直线阵列；相位差；Hilbert变换；相位补偿中图分类号：TN821．8文献标识码：AInfluenceonantennaarraypatterncausedbycarriersynchr0nizati0nanditssolvingmethodWANGTao，QUANHou—de，CHENMing(DepartmentofOpticalandElectronicEngineering，OrdnanceEngineeringCo

3、llege，ShijiazhuangHebei050003，China)Abstract：Whenthetransmitterswork，therewouldexitaninitiaIphasedifierencebetweendifierentcarrierwaves，whichcausesseriousinfluenceoncalculatingthepatternofanantennaarray．AmethodofmeasuringphasedifferencebasedonHilberttransformwasproposed，andaneffectivemetho

4、dofphasecompensationwasalsointroduced．Thephasediferenceofthetransmitter’SoutputsignalswasobtainedbyHilberttransform，andthenwastakenasaparameterofthecompensationalgorithmtocompensatethephasediference．Thesimulationresultsshowthattheinfluencecausedbyinitialphasediferencecanbereducedbyadopting

5、thismethod．Keywords：uniformlineararray；phasedifference；Hilberttransform；phasecompensation在通信条件恶化，环境和地形等不利于通信时，可以考虑利用智能天线技术将多部发射机组成一个天线阵列，与单部发射机相比，发射功率更大，方向性更强，更加有利于通信。本研究对发射机载波不同步(即初始相位不同)引起的相位差对天线方向图的影响进行了仿真分析，提出了在发射机前端对调制信号附加指数信号的方法来补偿初始相位不同造成的影响，并且通过MATLAB／SIMULINK仿真实验进行验证。1实验原理1．1系统框图本

6、实验系统是利用智能天线技术将多部调频发射机组合成一个均匀直线阵列，以期在通信条件恶化时保证通信正常进行。但是，存在的一个问题是在发射机开机之后，其载波初始相位不同，这样会对合成后的天线方向图产生严重的影响，进而影响通信能力的增强。为此提出了在发射机前端对调制信号附加指数信号，对发射机输出信号的相位进行调整补偿的方法，使各发射机调频输出信号相位相同，以获得较好的方向图。仿真实验系统框Fig．1Blockdiagramofsimplesimulationexperiment图见图1。本实验用4部调频发射机组成1个均匀直线阵列，以图1简单仿真实验系统框图收稿日期：2010—06—

7、22：修回日期：2010—07—2850信息与电子工程第9卷第1部发射机的调频输出信号的初始相位为参考，利用Hi／bert变换计算其余各部发射机的调频输出信号的初始相位与其的相位差，然后将相位差信息反馈给补偿算法，直至各调频输出信号相位相同。1．2直线阵模型本研究将各发射机天线组成一个均匀直线阵列，这是一种最简单的阵列结构，所有阵元等间距排列在一条直线上。假设阵元的位置位于(Xm,ym)，m=1，2，⋯，N，以原点为参考点，见图2，d为阵元间距(一般为人射信号波长的一半)，以最左边的阵元为参考点，院为人射到阵列上的