摘要:随着通信技术的发展，卫星通信系统面临着日益严重的干扰问题以及干扰识别技术的挑战。针对这一现状，介绍了常见的卫星干扰信号样式及卫星干扰信号的发展趋势，分别从基于特征提取的干扰识别方法、传统机器学习方法以及深度学习方法3个方面介绍了卫星干扰信号分类识别技术的研究现状，分析了其各自的优势与不足。最后对未来卫星干扰信号分类识别技术进行了展望。

摘要:卫星通信能够提供超视距、大容量的通信服务，但在城市区域、峡谷森林等视线受遮蔽严重的区域，会出现视距衰落严重、多径效应显著等问题，影响通信质量。近年来出现的智能超表面(RIS)可以通过动态控制反射单元的电磁性质，构建可控电磁环境，为改善低轨(LEO)卫星通信质量提供新的思路。本文基于RIS基本原理与优势，对RIS用于LEO卫星通信中信道建模、信道估计、波束成形等关键技术进行探讨，最后分析了目前RIS在实际应用中面临的主要挑战，以期为LEO卫星场景下的RIS研究提供参考。

摘要:天地一体化网络处在开放的电磁环境中，会时常遭受恶意网络入侵。为解决网络中绕过安全机制的非授权行为对系统进行攻击的问题，提出一种改进的遗传算法。该算法以决策树算法为适应度函数，通过删除数据集中的冗余特征，显著提高了对网络攻击的拦截率。通过机器学习进行异常分类，并利用遗传算法的特征选择功能，增强机器学习方法的分类效率。为验证算法的有效性，选用UNSW_NB15和UGRansome1819数据集进行训练和检测。使用随机森林、人工神经网络、K近邻和支持向量机等4种机器学习分类器进行评估，采用准确性、F1分数、召回率和混淆矩阵等指标评估算法的性能。实验证明，遗传算法作为特征选择工具能够显著提高分类准确性，并在算法性能上取得显著改善。同时，为解决弱分类器的不稳定性，提出一种集成学习优化技术，将弱分类器和强分类器集成进行优化。实验证实了该优化算法在提高弱分类器稳定性方面性能卓越。

摘要:针对传统卫星功率控制方法存在资源浪费、时延长的问题，提出一种基于在线-门控循环单元(Online-GRU)信道预测的星上自适应功率控制方法，通过在线训练更新网络参数来解决离线预测算法存在的累积误差的问题。仿真结果表明，提出的在线训练算法比离线算法预测精确度提升了38.30%，相比在线-长短期记忆网络(Online-LSTM)节约了63.21%的训练时间；提出的自适应功率控制方法比固定发射功率的方法节约了55.74%的发射功率；同时，相比基于地面定时反馈信道状态的自适应功率控制方法具备更好的鲁棒性。

摘要:针对深空通信等超高动态低信噪比通信场景中，传统信号捕获方法存在着动态范围不足、精确度不够以及使用窄带多普勒模型导致对接收信号近似精确度不高的问题，提出一种基于二分搜索的接收端采样率调整方法。使用宽带多普勒模型对接收信号进行建模，并使用扫频余弦类信号进行多普勒频偏估计和定时估计，处理多普勒伸缩后的信号与本地信号采样率不匹配的问题。对所提方法进行同步性能仿真，仿真结果表明，所提方法采用正反扫频线性调频(UD-LFM)信号，能在信噪比为-49 dB、最大多普勒频偏为2 MHz的条件下，多普勒频偏估计误差小于400 Hz，定时估计误差不超过60 ns。相比不使用本文所提方法进行直接捕获，本文所提方法具有更高的捕获精确度以及更低的信噪比门限。

摘要:低轨(LEO)卫星网络作为地面网络的重要补充，是未来天地一体化网络的重要组成部分。由于LEO卫星的高移动速度以及星地通信的大传播距离造成了高传播时延，因此需要新的针对LEO卫星星地通信背景的上行链路的定时提前量(TA)的计算策略。本文基于LEO卫星的星地通信场景，介绍了TA及其在协议中的规定，并针对LEO卫星的特点，提出一种LEO卫星通信的定时提前计算方法。通过仿真分析验证了所提方案的有效性，为LEO卫星星地通信系统的设计提供了参考。

摘要:对于全球导航卫星系统(GNSS)的抗干扰，最有效的是采用自适应天线阵技术，但这种抗干扰处理会引入与信号入射方向相关的载波相位测量偏差，限制了其在高精确度测量领域的应用。为减小抗干扰处理的偏差，引入测量偏差及其分析方法，建立仿真模型，并搭建软件接收机进行实验。结果表明，在不增加额外约束的条件下，采用空频最小方差无畸变响应算法实现空频抗干扰处理器，不会引入载波相位测量偏差，非常适用于对抗干扰性能和测量精确度均有苛刻要求的场合。

摘要:基于GaN太赫兹二极管芯片，采用非平衡式电路结构，设计了一款260 GHz三倍频器。采用GaN肖特基二极管芯片提高电路的耐受功率和输出功率；采用“减高+减宽”的输出波导结构抑制二次谐波；采用高低阻抗带线结构设计了倍频器的输入滤波器和输出滤波器。测试结果显示，该三倍频器在261 GHz峰值频率下，实现最大输出功率为69.1 mW，转换效率为3.3%，同时具有较好的谐波抑制特性。

摘要:太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术用于轨道交通易燃易爆危险液体的安全检测，需要兼顾速度和准确率。一般在大流量人群中，因为检测速度限制，不适合直接采用实验室常用的测试指纹谱之后再与样品数据库的吸收峰位置比对的方法来精确确定样品成分信息。针对轨道交通中典型液体样品，在常温常压和正常大气湿度(25 ℃、60%空气湿度)条件下，测试反射式THz-TDS的脉冲回波数据。建立非易燃易爆危险品、易燃易爆类、强酸类等分类数据库，结合样品光谱数据库特征，归纳了4种典型的时域脉冲谱线，即含有显著次级反射峰、微小次级反射峰、无反射峰和向下反转的次反射峰。依据太赫兹时域谱线次级反射峰的特征，结合分类识别决策模型，快速实现了综合分类判别，准确率达80%以上。

摘要:软件定义无线电(SDR)要求数模转换器采样率越来越高、发射信号的带宽越来越宽，传统的数字上变频方法受限于现场可编程门阵列(FPGA)的时钟频率，无法满足应用需求。提出一种优化的高速数字上变频(DUC)设计方法，对插值滤波及数字频率合成进行改进。推导出高速数字上变频的数学模型，对传统数字上变频结构进行优化；设计高效灵活的内插滤波实现结构和数字频率的合成结构；分析给出内插滤波器多路滤波系数和多路并行数字频率合成的相位参数计算方法。硬件实现表明，该优化设计方法功能正确，便于工程应用，输出的数字中频信号数据率可达960 MS/s。该方法可实现不同倍数的内插，产生不同速率的高速本振信号，能够满足软件无线电中发射大带宽、高速率信号的数字上变频应用需求。

摘要:信号在调制方式不同的系统之间传输时，需要对信号调制格式进行转换，而调制格式转换通常在电信号上进行，要将光信号恢复成电信号。在电信号上进行调制格式转换后，再经电光调制器变换成光信号发射。频繁的光电或电光转换通常会增加系统成本，针对该问题，提出了利用相干叠加在光域上实现二进制相移键控(BPSK)到正交相移键控(QPSK)以及QPSK到正交幅度调制(16QAM)的调制格式转换的方法。实验通过Optisystem软件对转换模型进行仿真，采用10 Gpbs伪随机信号作为测试信源，通过星座图观测出信号成功转换为QPSK和16QAM；并在不同光信噪比、光源线宽和信号功率下对转换模型与直接QPSK、16QAM传输模型进行误码分析对比，在相同条件下转换模型和直接传输的误码率高度保持一致，表明这种调制格式转换方法具有较高的稳定性和准确性，能够适用于不同系统间的信号传输。

摘要:由于在不同时间、不同空间卫星接收数据底噪是动态起伏的，传统建模固定门限的方法存在缺陷。本文在时间维度上对卫星频谱感知数据的频谱占用模型进行分析，利用自适应阈值法确定噪声门限，对卫星频谱数据进行预处理，得到卫星频谱占用长度序列。为对卫星频谱的态势进行有效的统计分析，利用泊松分布和指数分布方法对频谱占用时间长度序列的概率密度曲线进行拟合，得到了适用于卫星频谱占用时间序列的概率分布模型。基于所得的卫星频谱占用状态模型，通过两状态马尔可夫链计算出卫星信道某一频点的状态转移矩阵，从而预测出信道占用和空闲的概率。利用卫星频谱感知数据构建的数据集进行反向传播(BP)神经网络训练，预测某一频点的占用长度。通过计算BP神经网络与传统的长短期记忆(LSTM)神经网络预测法的均方根误差(RMSE)，得到LSTM神经网络的RMSE为2.208 1，BP神经网络的RMSE为0.172 8。评估结果表明，BP神经网络准确度高。

摘要:电磁环境日益复杂，电磁兼容性问题涌现，各类干扰对传输线信号传输造成的影响不容忽视。基于经典场线耦合Agrawal模型，结合时域有限差分法(FDTD)对双绞线(TWP)各场线参数的电磁耦合效应进行定量计算，为减少受扰的场线配置提出指导性意见。总结了各参数对双绞线电磁耦合效应的具体影响：线长会影响端接负载处的选频特性；节距影响较小，较小的节距会减小耦合；距地高度会显著影响电磁耦合，且高度越高耦合越强；决定入射方式的入射角、方位角和极化角对电磁耦合效应均有不同程度的影响，通过电场切向分量切片图可知，对某一角的分析需要考虑到其余两角的影响。双绞线传输线的电磁耦合效应与场线参数密切相关，各参数均有不同程度的影响，借助本文模型的计算与对结果的分析，可获得有效的低受扰双绞线传输线配置。

摘要:基于硅基微电子机械系统(MEMS)三维异构集成工艺，设计并制作了用于相控阵天线系统的三维堆叠式Ku波段双通道T/R组件。该组件由两层硅基结构通过球栅阵列(BGA)植球堆叠而成，上下两层硅基封装均采用5层硅片通过硅通孔(TSV)、晶圆级键合工艺实现。组件集成了六位数控移相、六位数控衰减、串转并、电源调制、逻辑控制等功能，最终组件尺寸仅为15 mm×8 mm×3.8 mm。测试结果表明，在Ku波段内，该组件发射通道饱和输出功率大于24 dBm，单通道发射增益大于20 dB，接收通道增益大于20 dB，噪声系数小于3.0 dB。该组件性能好，质量轻，体积小，加工精确度高，组装效率高。

摘要:为了解决当前正交频分复用(OFDM)无源雷达波束形成无法对分布于同一角度不同距离处的目标信号进行区别处理的问题，提出了一种基于回波信号子载波提取的频率分集新方法。通过对接收阵列不同通道OFDM数据提取不同频率的子载波信号并独立地进行处理，使得接收端波束图具有距离-角度依赖性，从而可实现对同一角度内不同距离处的目标分别处理，同时分析了不同频率分集处理参数对波束图性能的影响。该频率分集处理方式可以提高距离维信号处理自由度，使得接收波束能量可聚焦于期望目标点处从而提升雷达目标检测、定位和杂波抑制等性能。仿真分析表明OFDM无源雷达回波信号经频率分集处理后可获得点状波束图，并通过实测数据分析验证了该方法的有效性与实用性。

摘要:利用二级Nested阵来构建稀疏L型阵列，针对此阵列，提出了基于压缩感知的角度估计方法。该方法通过计算接收数据的自相关协方差矩阵并向量化，然后进行重排序和去冗余，得到虚拟阵列的入射角信息。该虚拟阵列的长度远远大于实际物理阵列的长度，因而相比同物理阵元的均匀L型阵，阵列孔径和自由度明显增大。最后利用正交匹配追踪技术对虚拟阵列的l1范数约束问题进行求解，并完成二维角度的配对。计算机仿真表明，所提算法具有更高的信源分辨力，并且在高信噪比、高快拍数、大角度间隔条件下，具有更好的估计性能。