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用于卫星通信的 Ka 波段 4 通道有源相控阵 TX 波束形成器 IC
无线通信技术的飞速发展极大地推动了卫星通信的发展。卫星通信具有信息传输范围广、支持多个接收机同时通信等优势。随着卫星通信技术的不断进步，人们对更高传输速度和更宽频段的需求不断增加，这增加了人们对毫米波频谱中 Ka 波段频率的兴趣。与低频段相比，Ka 波段的数据传输速率更快，而且由于其超高频特性，也易于实现超低延迟。然而，大多数 K/Ka 波段卫星距离地面终端约 35,000 公里，距离和大气条件会导致信号衰减很大。
5G-Advanced 中用于波束管理的 AI/ML
摘要 — 在 5G 新无线电 (NR) 网络等波束成形无线蜂窝系统中，波束管理 (BM) 是一项至关重要的操作。在正在大力推广的 5G NR 标准化的第二阶段（称为 5G-Advanced）中，关键组成部分是使用基于机器学习 (ML) 技术的人工智能 (AI)。选择用于 BM 的 AI/ML 作为代表性用例。本文概述了 5G-Advanced 中用于 BM 的 AI/ML。首先介绍并比较了传统的非 AI 和主要支持 AI 的 BM 框架。然后，介绍了用于 BM 的 AI/ML 的主要范围，包括提高准确性、减少开销和延迟。最后，讨论了AI/ML在BM标准化方面的关键挑战和未解决的问题，特别是AI支持的BM新协议的设计。本文为基于AI/ML的BM标准化研究提供了指导。
采用 Versal™ AI Core 系列的 5G 波束成形
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迈向单天线相位相干 INS 波束成形，利用低端天线实现 RTK
Thomas Pany 教授就职于慕尼黑联邦国防军大学 (UniBw M) 空间系统研究中心 (FZ-Space)，负责领导空间技术与空间应用研究所 (ISTA) 的卫星导航单元 LRT 9.2。他教授的导航课程侧重于 GNSS、传感器融合和航空航天应用。在 LRT 9.2 中，有十几名全职研究人员研究 GNSS 系统和信号设计、GNSS 收发器和高完整性多传感器导航（惯性、激光雷达），并且还在开发基于 UAV 的模块化 GNSS 测试平台。ISTA 还开发了 MuSNAT GNSS 软件接收器，最近专注于智能手机定位和 GNSS/5G 集成。他拥有格拉茨技术大学 (sub auspiciis) 的博士学位，并在 GNSS 行业工作了七年。他撰写了大约 200 篇出版物，其中包括一本专著，并获得了美国导航研究所颁发的五项最佳演讲奖。托马斯·帕尼 (Thomas Pany) 还组织了慕尼黑卫星导航峰会。
使用规则化时空 LCMV 波束形成对事件相关电位进行分类
摘要：基于事件相关电位 (ERP) 的 EEG 视觉脑机接口 (BCI) 的可用性得益于减少 BCI 操作前的校准时间。线性解码模型（例如时空波束形成器模型）可实现最先进的精度。尽管该模型的训练时间通常很短，但它可能需要大量的训练数据才能达到功能性能。因此，BCI 校准会话应该足够长以提供足够的训练数据。这项工作为波束形成器权重引入了两个正则化估计器。第一个估计器使用交叉验证的 L2 正则化。第二个估计器通过假设 Kronecker-Toeplitz 结构协方差来利用有关 EEG 结构的先验信息。使用包含 21 名受试者的 P300 范式记录的 BCI 数据集验证了这些估计器的性能，并将其与原始时空波束形成器和基于黎曼几何的解码器进行了比较。我们的结果表明，引入的估计器在训练数据有限的情况下条件良好，并提高了对未见数据的 ERP 分类准确性。此外，我们表明结构化正则化可以减少训练时间和内存使用量，并提高分类模型的可解释性。
具有大角度波束扫描性能的宽带单线螺旋反射阵天线
摘要 提出了一种使用单面单圈螺旋天线作为反射元件的圆极化宽带反射阵列。设计、仿真和测量了一个 X 波段的 11 × 11 元件反射阵列，它展示了宽带宽和大角度波束扫描性能。通过旋转偏心反射元件可获得 360 ◦ 的相位范围。全波模拟表明，在 10 GHz 的中心频率处实现了 29.1% 的 1-dB 带宽，在法向入射角（φ=0◦，θ=0◦）下最大增益为 23.9 dB，其中聚焦光束的测得增益为 23.6 dB，孔径效率为 51.7%。模拟和测试的轴比在 8.9 GHz 至 10.7 GHz 范围内小于 3 dB。此外，通过将入射角从 + 30 ◦ 变为 − 30 ◦，验证了大角度光束扫描性能
用于太赫兹空间网络的新型立方体卫星组合天线部署和波束控制方法
自诞生以来，立方体卫星就成为了太空网络和探索领域最令人兴奋的技术，因为与同类传统卫星相比，立方体卫星的成本和复杂性更低 [1]。这使得太空任务的设计和运行周期成倍加快，也增加了人们对太空领域高风险企业的激励 [2]。这些突破为私有化太空网络时代铺平了道路，例如 SpaceX Starlink 星座 [3]。要充分释放太空网络的潜力，需要更高的数据速率和高度紧凑的设备 [4]。从这个角度来看，太赫兹 (THz) 频段（从 0.1 THz 到 10 THz）是一种巨大的频谱资源，可用于开发可用于下一代立方体卫星的无线技术 [5]。 THz 波段技术非常适合立方体卫星，因为它具有可维持极高数据速率的大型连续带宽，以及 THz 频率的亚毫米波长，这自然会产生高度紧凑的设备 [6]。然而，THz 频率下非常高的路径损耗仍然是电磁 (EM) 频谱这一部分未被充分利用的关键原因。一方面，THz 频率会因与特定频率下的某些气体分子（主要是水蒸气）的共振峰而遭受吸收损耗 [7]。尽管如此，如 [8] 中详细讨论的那样。太空中没有大气介质，因此吸收损耗减少，使 THz 波段成为卫星间通信链路的理想选择。同时，由于低地球轨道 (LEO) 内的大气存在减少，可以通过适当选择避免这些吸收峰的设计频率来减轻上行链路和下行链路期间的吸收损耗。另一方面，THz 频率的波长非常小，导致
和多波束声纳后向散射图像
(https://maps.ccom.unh.edu/portal/apps/webappviewer/index.html?id=28df035fe82c423cb3517295d9 bbc24c#. 2021 年 12 月 10 日) ........................................................................................................................... 20 图 19：R/V Gulf Surveyor (http://ccom.unh.edu/facilities/research-vessels/rv-gulf-surveyor)。 .......... 21 图 20：RVGS 图，其中包含关键位置和拖曳点相对于船舶参考点的偏移（未按比例绘制）。 ............................................................................................................................. 21 图 21：安装了拖缆的 R/V Gulf Surveyor 甲板上的 Klein 4K-SVY 侧扫。 ............................................................................................. 23 图 22：具有声学阴影、距离尺度、第一次回波和水柱的典型 SSS 数据示例。 ........................................................................................................................................................... 24 图 23：带有集成表面声速探头的 Kongsberg EM2040P MBES。 (https://www.kongsberg.com/maritime/products/ocean-science/mapping-systems/multibeam-echo- sounders/em-2040p-mkii-multibeam-echosounder-max.-550-m/) ........................................................................... 25 图 24：安装在 R/V Gulf Surveyor 中心支柱上的 EM2040P（照片：NOAA 的 Patrick Debroisse 中尉）。 ........................................................................................................................................... 26 图 25：在 50m 范围内布置用于位置置信度检查的 SSS 线。 ........................................................................... 27 图 26：相对于 MBES 目标位置（红色）的 SSS 接触位置（蓝色）。 ......................... 28 图 27：地理参考框架和船舶参考框架中的接触位置误差。接触位置主要位于 MBES 位置的东面。 ......................................................................... 28 图 28：应用地图校正后的 SSS 接触位置。 ......................................................................... 29 图 29：应用地图校正后，在地理和船舶参考框架中看到的 SSS 接触位置 ............................................................................................................................. 29 图 30：测量区域，其中 60m 和 80m 线路平面图以红色显示。 ........................................................................... 30 图 31：掩盖马赛克（左）隐藏接触，透过马赛克（右）显示接触。 ...... 32 图 32：使用自动所有数据，显示应用增益和定位校正之前的所有线路的 SSS 马赛克。覆盖在 RNC 13283 上。...................................................................................................... 33 图 33：使用 Auto-All 数据可视化应用地图校正和 EGN 后的 SSS。....... 34 图 34：DTM（顶部）显示折射伪影，与 ping 数据（底部）中看到的伪影相同。...................................................................................................................................................................... 35 图 35：EM2040P MBES 数据的全覆盖 DTM............................................................................................................. 36 图 36：EM2040P 数据从天底滤波到 45º 后的 DTM。............................................................................. 37 图 37：EM2040P 以 300 kHz 和 50cm 分辨率收集的 MBAB。西北采集点在左侧，东南采集点在右侧。后向散射强度以分贝表示，默认比例为 10 到 -70dB。 ........................................................................................................................... 38 图 38：调整后的 NW MBES 数据可视范围为 -4 至 -28db.................................... 39 图 39：SSS 接触位置（左）和 MBES 假定的“真实”位置（右）。........................................ 40 图 40：应用地图校正后的 SSS 接触位置。原始 SSS 位置以绿色标记标注。............................................................................................................. 41 图 41：地图校正前（左）和地图校正后（右）的另一个示例，最初显示两条独立的龙虾笼线。............................................................................................. 41 图 42：应用地图校正后，两条 SSS 线之间的差异约为 7.5 米。红色框突出显示了沙波应重叠的区域。............................................................................. 42 图 43：NW 采集站点：叠加之前的 MBES（顶部）、SSS（中）和 MBES 后向散射（底部）。 ........................................................................................................................................................... 44 图 44：SE 采集点：叠加前的 MBES（顶部）、SSS（中间）和 MBES 背向散射（底部）。 ........................................................................................................................................... 45左侧为西北方向采集点，右侧为东南方向采集点。后向散射强度以分贝表示，默认范围为 10 至 -70dB。 ........................................................................................................................... 38 图 38：调整后的西北方向 MBES 数据可视范围为 -4 至 -28db........................................ 39 图 39：SSS 接触位置（左）和 MBES 假定的“真实”位置（右）。............................................................. 40 图 40：应用地图校正后的 SSS 接触位置。原始 SSS 位置以绿色标记标注。 .................................................................................................................... 41 图 41：地图校正前（左）和地图校正后（右）的另一个示例，最初显示两条独立的龙虾笼线。 .................................................................................................................... 41 图 42：应用地图校正后，两条 SSS 线之间的差异约为 7.5 米。红框突出显示了沙波应该重叠的区域。 ........................................................................... 42 图 43：NW 采集点：MBES（顶部）、SSS（中间）和 MBES 背向散射（底部）在叠加之前。 ............................................................................................................................................................. 44 图 44：SE 采集点：MBES（顶部）、SSS（中间）和 MBES 背向散射（底部）在叠加之前。 ............................................................................................................................................................. 45左侧为西北方向采集点，右侧为东南方向采集点。后向散射强度以分贝表示，默认范围为 10 至 -70dB。 ........................................................................................................................... 38 图 38：调整后的西北方向 MBES 数据可视范围为 -4 至 -28db........................................ 39 图 39：SSS 接触位置（左）和 MBES 假定的“真实”位置（右）。............................................................. 40 图 40：应用地图校正后的 SSS 接触位置。原始 SSS 位置以绿色标记标注。 .................................................................................................................... 41 图 41：地图校正前（左）和地图校正后（右）的另一个示例，最初显示两条独立的龙虾笼线。 .................................................................................................................... 41 图 42：应用地图校正后，两条 SSS 线之间的差异约为 7.5 米。红框突出显示了沙波应该重叠的区域。 ........................................................................... 42 图 43：NW 采集点：MBES（顶部）、SSS（中间）和 MBES 背向散射（底部）在叠加之前。 ............................................................................................................................................................. 44 图 44：SE 采集点：MBES（顶部）、SSS（中间）和 MBES 背向散射（底部）在叠加之前。 ............................................................................................................................................................. 45........... 42 图 43：NW 采集点：MBES（顶部）、SSS（中间）和 MBES 背向散射（底部）在叠加之前。 ............................................................................................................................................................. 44 图 44：SE 采集点：MBES（顶部）、SSS（中间）和 MBES 背向散射（底部）在叠加之前。 ............................................................................................................................................................. 45........... 42 图 43：NW 采集点：MBES（顶部）、SSS（中间）和 MBES 背向散射（底部）在叠加之前。 ............................................................................................................................................................. 44 图 44：SE 采集点：MBES（顶部）、SSS（中间）和 MBES 背向散射（底部）在叠加之前。 ............................................................................................................................................................. 45
b'摘要 提出了一种毫米波\xe2\x80\x90 低\xe2\x80\x90 轮廓宽带微带天线。为了加宽阻抗带宽并同时实现稳定的大增益，在由同轴探针馈电的微带贴片两侧布置共面寄生贴片阵列。在微带贴片上蚀刻双槽以降低 H \xe2\x80\x90 平面交叉\xe2\x80\x90 极化水平。提出了使用 Floquet \xe2\x80\x90 端口模型进行零\xe2\x80\x90 相位\xe2\x80\x90 反射分析以预测寄生贴片阵列的谐振频率。根据理想探针的输入阻抗来验证激发的谐振模式。依次激励两个相邻的宽边谐振，分别以微带贴片的准 \xe2\x80\x90 TM 10 模式和寄生贴片阵列的准 \xe2\x80\x90 TM 30 模式为主导。所提出的天线尺寸为 1.06 1.06 0.024 \xce\xbb 0 3（\xce\xbb 0 为自由空间中 29 GHz 的波长），在 | S 11 | \xe2\x89\xa4 10 dB 时实现 15%（27\xe2\x80\x93 31.35 GHz）的阻抗带宽。实现的峰值增益高达 9.26 dBi，2 \xe2\x80\x90 dB 增益带宽为 15.7%。 H \xe2\x80\x90 平面交叉 \xe2\x80\x90 极化水平在 3 \xe2\x80\x90 dB 波束宽度内小于 14 dB，背部辐射水平小于 17.9 dB。'
b'摘要 提出了一种毫米波\xe2\x80\x90 低\xe2\x80\x90 轮廓宽带微带天线。为了加宽阻抗带宽并同时实现稳定的大增益，在由同轴探针馈电的微带贴片两侧布置共面寄生贴片阵列。在微带贴片上蚀刻双槽以降低 H \xe2\x80\x90 平面交叉\xe2\x80\x90 极化水平。提出了使用 Floquet \xe2\x80\x90 端口模型进行零\xe2\x80\x90 相位\xe2\x80\x90 反射分析以预测寄生贴片阵列的谐振频率。根据理想探针的输入阻抗来验证激发的谐振模式。依次激励两个相邻的宽边谐振，分别以微带贴片的准 \xe2\x80\x90 TM 10 模式和寄生贴片阵列的准 \xe2\x80\x90 TM 30 模式为主导。所提出的天线尺寸为 1.06 1.06 0.024 \xce\xbb 0 3（\xce\xbb 0 为自由空间中 29 GHz 的波长），在 | S 11 | \xe2\x89\xa4 10 dB 时实现 15%（27\xe2\x80\x93 31.35 GHz）的阻抗带宽。实现的峰值增益高达 9.26 dBi，2 \xe2\x80\x90 dB 增益带宽为 15.7%。 H \xe2\x80\x90 平面交叉 \xe2\x80\x90 极化水平在 3 \xe2\x80\x90 dB 波束宽度内小于 14 dB，背部辐射水平小于 17.9 dB。'
可扩展敏捷波束雷达 (SABR) | 诺斯罗普·格鲁曼
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