船载北斗多面化、可控式四臂螺旋天线阵列性能调控机理研究
批准号:
51709167
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
22.0 万元
负责人:
赵建森
依托单位:
学科分类:
航海与海事技术
结题年份:
2020
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
刘卫、刘侠、孙洋、徐铁、陈信强、鲜江峰、徐善凯
中文摘要
船载北斗天线性能是直接影响北斗系统定位精度的关键因素之一,但天线小型化需求、导航频段少、低仰角性能难以根据海况与船舶动态参量来调控等问题亟待解决。本项目针对上述问题,在已研究获得的单一四臂螺旋天线阵元性能优化算法的基础上,构建多面化、可控式四臂螺旋天线阵列模型,结合矩量法理论算法、基于有限元算法的HFSS、基于时域有限积分算法的CST和实验,重点研究不同参量与天线阵列模型尺寸、频带、方向图的关联性,得到天线阵列性能调控机理。利用大量近海、远海定位测试实验数据对调控机理进行验证,并结合调控机理,研究不同海况、不同船舶六自由度动态参量下,天线阵列性能的优化方法。为实现船载北斗系统高精度定位、提高智能船舶定位导航能力,提供天线方面的理论依据。
英文摘要
The property of ship's Beidou antenna is one of the key factors that affect the positioning precision. But the problems like the small requirement, few navigation bands and low elevation regulation on the basis of the sea conditions and ship's dynamic parameters t need to be solved. We have grasped the optimization algorithms of a quadrifilar helix antenna's arrays performance. On such a basis, has the idea of building multifaceted, controllable quadrifilar helix antenna arrays been raised. Method of moment, HFSS based on finite element, CST based on finite integration and experiments are employed in research, the next focus of study is how parameters connect with the size, band and pattern of multifaceted and controllable array model. The regulating and controlling theory of array pattern will be introduced. The offshore and inshore positioning data will be used to verify the mechanism. More attention will be paid on the array pattern optimization under the dynamic parameters like different sea conditions and ship’s six degrees of freedom. In doing so, we can provide theoretical base of antenna in realizing high positioning accuracy of ship borne Beidou System, and improving abilities of positioning and navigation of intelligent ships.
船载北斗天线性能是直接影响北斗系统定位精度的关键因素之一,但天线小型化需求、导航频段少、低仰角性能难以根据海况与船舶动态参量来调控等问题亟待解决。本项目针对上述问题,在已研究获得的单一四臂螺旋天线阵元性能优化算法的基础上,构建多面化、可控式四臂螺旋天线阵列模型,结合矩量法理论算法、基于有限元算法的HFSS、基于时域有限积分算法的CST和实验,重点研究不同参量与天线阵列模型尺寸、频带、方向图的关联性,得到天线阵列性能调控机理。利用大量近海、远海定位测试实验数据对调控机理进行验证,并结合调控机理,研究不同海况、不同船舶六自由度动态参量下,天线阵列性能的优化方法。. 在研究过程中,研发了一单元四臂螺旋天线阵元、三单元常规四臂螺旋天线阵列和电控面式四单元小型化四臂螺旋天线阵列,利用矩量法矩阵方程的求解、有限元法/有限积分法电磁仿真、EIT算法的电磁仿真和天线测试/定位实验,得出一元四臂螺旋天线小型化的构建方法、三元/四元四臂螺旋天线阵列阻抗、增益、方向图及极化等天线特性的调控机理。在微波暗室、操场、草地、船舶等各个条件下,给出了提高天线阵列性能,提供北斗一代、二代定位精度的方法。在反射性能较强的空间测试时,如风平浪静的湖面、水面及操场等,天线方向图主波束宽度可适当减小,通过电控,将主波束宽度调节在120度到140度左右为佳,有效的降低了多径衰落,定位精度有所提高。在有风浪的天气中,当船体摇摆角度较大或者遇到粗糙水平面时,电控增加天线元与垂直天线角度至190到220度之间时,定位精度有所增加。船体定位实验下,风平浪静的水面上,船舶定位精度可在1~5米以内,在船舶横摇、纵摇角度15度以内时,定位精度在10米以内。另外,本研究得出了可控式天线阵在满足天线不同性能的组阵方式,为天线在工业上的实现提供非常有价值的参考,为实现船载北斗系统高精度定位、提高智能船舶定位导航能力,提供天线方面的理论依据。
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Robust Visual Ship Tracking with an Ensemble Framework via Multi-View Learning and Wavelet Filter
通过多视图学习和小波滤波器使用集成框架进行鲁棒视觉船舶跟踪
DOI:
10.3390/s20030932
发表时间:
2020-02-01
期刊:
SENSORS
影响因子:
3.9
作者:
[Chen, Xinqiang, Chen, Huixing, Xiong, Pengwen]
通讯作者:
Xiong, Pengwen
Sensing Data Supported Traffic Flow Prediction via Denoising Schemes and ANN: A Comparison
通过去噪方案和 ANN 感知数据支持交通流预测:比较
DOI:
10.1109/jsen.2020.3007809
发表时间:
2020-12-01
期刊:
IEEE SENSORS JOURNAL
影响因子:
4.3
作者:
[Chen, Xinqiang, Wu, Shubo, Zhao, Jiansen]
通讯作者:
Zhao, Jiansen
High-Resolution Vehicle Trajectory Extraction and Denoising From Aerial Videos
从航拍视频中提取高分辨率车辆轨迹并进行去噪
DOI:
10.1109/tits.2020.3003782
发表时间:
2021-05-01
期刊:
IEEE TRANSACTIONS ON INTELLIGENT TRANSPORTATION SYSTEMS
影响因子:
8.5
作者:
[Chen, Xinqiang, Li, Zhibin, Ke, Ruimin]
通讯作者:
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An Extended VIKOR Method Using Intuitionistic Fuzzy Sets and Combination Weights for Supplier Selection
使用直觉模糊集和组合权重进行供应商选择的扩展 VIKOR 方法
DOI:
10.3390/sym9090169
发表时间:
2017-08
期刊:
Symmetry-Basel
影响因子:
2.7
作者:
[Zhao Jiansen, You Xiao Yue, Liu Hu Chen, Wu Song Man]
通讯作者:
Wu Song Man
New Formulae for Combined Spherical Triangles
组合球面三角形的新公式
DOI:
10.1017/s0373463318000772
发表时间:
2018-10
期刊:
Journal of Navigation
影响因子:
2.4
作者:
[Hsieh Tsung Hsuan, Wang Shengzheng, Liu Wei, Zhao Jiansen]
通讯作者:
Zhao Jiansen
共 20 条
岸基AIS智能天线布阵模式及波束成形机制研究
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批准号:52471379
-
项目类别:面上项目
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资助金额:48.00万元
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批准年份:2024
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负责人:赵建森
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依托单位:
国内基金
海外基金