微弱信号分布式接收机理及关键技术研究

Antenna arraying is an important method to receive weak signal of deep space communications. Traditional antenna array is constitutive of antennas in the adjacent area. If existing antennas in different areas can be used to construct a distributed antenna array, the cost will be reduced significantly. However, the time and frequency benchmark of different antennas are different. How to receive correlatively the weak signal in such case is a key problem. .This project researches the mechanism and key technologies of distributed reception for weak signals, including reception bound analysis, signal feature analysis and estimation, theory of correlative combining and distributed anti-interference..The research results can be adopted in deep space exploration, and can be extended in signal reception for non-cooperative communications.

通过地面天线组阵增大天线的等效口径，是提高深空通信中微弱信号接收可靠性的重要途径。传统的深空通信天线阵由同一地域的若干天线组成。如果利用不同地域地面站的既有天线资源，构成分布式天线阵，就可以极大降低深空站的建设成本。其面临的核心难点是如何在各个天线时频基准不同源且信噪比极低的情况下，实现微弱信号的分布式相干接收。.本项目以我国未来深空站的建设为背景，重点研究微弱信号分布式天线接收的机理及关键技术，包括微弱信号接收性能界分析、信号的纹理特征分析与高精度提取方法、分布式天线间接收信号的特征参数估计与相干合成理论、微弱信号的分布式抗干扰接收技术等。.本项目的研究成果不仅可以应用于我国未来的深空探测，还可以推广应用到非合作目标信号的接收等领域。

本项目研究分布式微弱信号接收机理及关键技术，以深空通信天线组阵为主要研究对象，研究了分布式天线组阵中的信号模型、系统模型和相关算法，包括宽带信号频域分块相位补偿算法、基于数据辅助信噪比估计的组阵合成算法、非同频采样下的多天线频域合成算法、基于随机共振的微弱信号参数估计算法以及多天线联合微弱信号检测算法，并在此基础上，利用承研单位的4个12米天线，对CE2号、CE5号试验器的下行遥测和数传信号开展了组阵试验，合成效率超过了97%。另外，项目还探索了组阵合成中的干扰信号检测、上行天线组阵等关键技术，为后续进一步的研究和工程化应用奠定了良好的基础。.在项目执行过程中，共发表论文42篇（全部标注基金号），其中SCI论文12篇；授权国家技术发明专利5项和国防专利1项；培养硕士6名，博士3名；参加了7次国际学术会议和7次国内学术会议，举办一次国内学术会议。