先进导航与电磁技术研究所成立于2017年,为西安理工大学首批重点科研基地。研究团队依托西安理工大学自动化与信息工程学院“电子科学与技术”一级学科博士点,自2004年始,围绕电波传播和天线研究方向开展了陆基长波无线电导航授时技术、电波传播理论、电磁场数值计算、天线仿真设计等相关工作;2008年始先后开展了卫星导航信号模拟技术、卫星导航抗干扰天线、地磁定轨与匹配导航、光纤陀螺高精度授时技术等方向研究,涉及先进导航技术和电磁技术与应用两大领域。主要研究方向如下。
(1)先进导航技术
研究方向1:卫星导航信号模拟及抗干扰接收技术
针对国家北斗导航应用技术推广需求,开展卫星导航信号模拟及复杂场景信号覆盖关键技术研究。具体包括:高动态高精度实时仿真环境卫星信号模拟关键技术;复杂场景(隧道、停车场商场等室内、山区、巷道等)条件下卫星导航信号模拟技术;复杂电磁环境信号模拟技术;室内无缝导航定位技术(体系设计、信号模拟和接收定位)。以提高无线导航系统对复杂环境的适应能力为目的,开展高动态、高灵敏度、高抗干扰能力的无线接收技术研究。具体包括:无线抗干扰接收技术;极弱信号检测及信息处理技术;高性能射频与中频模块硬件设计技术等。
研究方向2:低频/甚低频无线导航授时技术
围绕国家稳定弹性无线PNT系统建设需求,开展低频长波导航授时系统关键技术研究。具体包括:长波发射信号模拟技术;高精度高灵敏小型化接收机关键技术;高增益、小型化磁天线和电天线研制;长波接收信号模拟技术;传播时延的高精度实时修正技术;天波传播理论及导航应用。针对水下导航授时的迫切需求,开展甚低频超长波导航授时关键技术研究。具体包括:甚低频发射信号体制研究及发射信号模拟技术;甚低频导航授时接收机关键技术;高增益、小型化接收天线(磁天线和电天线)研制;甚低频接收信号模拟技术;甚低频传播时延修正技术。
研究方向3:基于光纤陀螺的高精度授时技术
围绕国家建立独立自主的UT1观测解算系统的需求,开展基于光纤陀螺的高精度授时系统关键技术研究。具体包括:光纤陀螺定向误差校正技术;光纤陀螺地球物理误差校正技术;光纤陀螺结合VLBI的标定及参数校准技术;基于光纤陀螺的高精度近实时UT1参数解算技术;高精度光纤陀螺测量系统研制。
图1研制的主要硬件系统
(2)电磁技术与应用
研究方向1:电波传播与电磁场数值计算
针对复杂媒质中电磁问题的高精度快速求解问题,开展电磁理论及电磁场数值计算等研究。具体包括:复杂路径低频/甚低频电波传播的高精确预测及其在定位、导航与授时中应用;临近空间超高声速飞行器等离子鞘套对卫星导航、无线通信与测控的影响分析及克服“黑障”效应的方法研究;地磁匹配导航与地磁寻的制导研究中载体干扰磁场的数值计算及补偿方法研究。
研究方向2:天线理论与设计
针对日益庞大复杂的无线终端系统对小型化、超宽带、多频点天线的需求,开展天线理论及仿真设计研究。具体包括:电子对抗中的超宽带高功率辐射天线的设计与宽带匹配设计;高功率电大尺寸天线的设计;卫星导航与无线通信中多频段小型化设计;阵列天线设计与耦合抑制技术;电磁超材料设计与研究;基于磁性材料的微波天线研究。
研究方向3:片上高频电路设计
面向空天通信系统对高性能与强抗干扰高频通信电路的迫切需求,开展关键性器件与通信模块的理论研究与设计。具体包括:卫星通信中微波、毫米波滤波器的低损耗、小型化设计;卫星导航与无线通信中高增益、低噪声的MMIC前端电路设计;基于电磁超材料的微波、毫米波宽带放大电路设计。
图2部分实验条件