射频仿真系统中球面复合阵列近场效应研究

射频复合阵列近场效应影响目标信号的测角精度,为了修正目标信号测角精度,提出一种方法:联合全波算法和一致性几何绕射理论,精确计算给定子阵(三元组)天线在周围同频、异频天线单元存在的环境中发射时,接收天线位置处(通常位于发射三元组的辐射近场)的电场分布;基于此电场相位分布,应用相位梯度法求出三元组辐射场的等效相位中心,并计算与基于幅度重心公式所得等效波源点位置的偏差,使用推导的辅助修正公式获得修正后的三元组各单元输入功率.计算实例表明:经修正后微波/毫米波三元组约束的三角形区域内最大垂直(俯仰)方向测角精度由1.50/2.37mrad降低至0.06/0.06 mrad.     

数字波束成形在车载毫米波雷达中的应用

汽车智能驾驶辅助系统(ADAS)和无人驾驶汽车是目前汽车领域非常热门的方向,而车载毫米波雷达又是该领域中非常重要的传感器,为车辆决策和执行系统提供目标信息(距离、速度和方位角)。随着技术的发展,现有的SIMO毫米波雷达的分辨能力难以满足自适应巡航(ACC)和紧急制动(AEB)的要求。提出了基于数字波束成形技术的车载MIMO毫米波雷达,采用两发八收天线,在发射天线利用频分复用(FDM)调制,从而达到接收天线不模糊接收回波信号。通过测试和仿真,满足水平方向1度、俯仰方向2度分辨率的3D雷达,进一步提高雷达在ADAS与无人驾驶领域的探测性能。     

基于三维空间模型的毫米波蜂窝网络覆盖概率分析

毫米波蜂窝网络通常在二维空间下建模和性能分析.二维模型适合基站分布稀疏的郊区,但是并不适合城市环境下密集蜂窝网络的性能分析.基于随机几何理论提出三维空间模型.该模型假设基站分布为三维泊松点过程;阻碍模型为视距(line of sight,LOS)球模型;信道为Nakagami-m衰落信道;收发端使用大规模天线阵列获得最大的波束成形增益.基于该模型,给出了三维空间下目标用户和最近基站距离的概率密度函数,推导出目标用户的平均覆盖概率,通过蒙特卡洛仿真实验与二维模型的性能进行了对比,分析了路径损耗、蜂窝半径、天线的波束宽度和天线增益等参数变化对平均覆盖概率的影响.实验结果表明,在密集的城市环境下,三维模型对毫米波蜂窝网络的性能分析更加精确.     

基于E型贴片微带结构的无线电视发射天线

为减小传统电视发射天线的体积,提出将微带结构天线应用于电视发射系统的方法,设计一种基于E型贴片叠层的微带天线.通过采用叠层结构、E型贴片、馈电探针加装金属垫圈、空气填充和7/16射频同轴连接器,实现了微带结构的电视发射天线.为验证方法的有效性,加工了一款微带结构的UHF频段电视发射天线.测试结果表明:天线驻波比小于1.15(|S11|≤-23 d B)的相对阻抗带宽达到18.2%(频率范围544 MHz~653 MHz);中心频率处天线增益为9.23 d Bi;在1000W发射功率下,天线能够可靠工作.设计的微带结构电视发射天线尺寸显著减小,简化了天线结构和调试过程,从而节约了天线的制作成本.     

近程毫米波被动扫描成像特性研究

针对近程毫米波辐射计扫描成像分辨率低、图像模糊的问题,采用天线近程辐射特性融合极大似然估计方法对图像进行高分辨率恢复.首先分析了系统天线的近程辐射特性,它是影响成像质量的最主要因素.分析表明近程条件下天线辐射特性大大改变,增益减小,尺度变大,在此基础上估计了扫描体制下图像的点扩散函数,最后用极大似然估计方法对金属环的被动毫米波图像进行了高分辨率恢复.结果表明经过恢复的图像提高了分辨率和目标识别率.     

基于全局梯度特征的毫米波图像稀疏表示与特征提取

高穿透性、高抗干扰能力、可全天时全天候等优点使得毫米波成像在反恐安检、环境监测、气象预报等领域获得了广泛的应用,但分辨率和目标特征提取技术一直是毫米波成像发展的主要瓶颈。传统方法对毫米波图像进行去噪和特征提取时往往会造成失真,难以保持目标边缘信息以进行特性提取。稀疏理论利用固定的基函数表示毫米波图像的结构特征,在去除噪声的同时有效地保持了目标边缘信息。基于毫米波图像全局梯度特征,论文提出了一种基于全局梯度特征的毫米波图像稀疏表示与特征提取方法,实验数据的仿真成像结果验证了所提方法的有效性和实用性。     

利用介质加载调相实现毫米波有源发射天线

提出了利用有源电路和介质加载微带线调相技术提高毫米波微带阵列天线增益的方法,设计并实现了一个具有高增益的有源毫米波微带天线阵列.该阵列天线由4个子阵组成,每个子阵有64个微带贴片单元,分别由紧凑的混合毫米波功率放大器馈电.通道间的相位在补偿后的不一致性小于10°时,所实现的毫米波微带阵列天线的增益达30 dB,从而验证了该方法的有效性.     

毫米波全息成像的空间采样条件

空间采样条件对毫米波全息成像的成像结果有着重要影响,而采样条件与波长、成像距离、成像物体尺寸和天线孔径都有关系。已有分析所提出的采样间隔条件是在成像距离为零的极限情况下推导出来的,并且没有考虑采样范围对重建结果所造成的影响。该文从局部空间频率出发,推导了一般情况下毫米波全息成像的空间采样间隔条件。通过角谱传播理论,将成像等效为半个波长的毫米波衍射传播过程,进而推导了空间采样范围所应满足的条件,满足该条件的采样范围相对于成像物体尺寸的增量分别与波长、成像距离和物体的最大空间频率成正比。数值模拟和实验验证了该空间采样条件的正确性。     

混合MIMO-相控阵雷达目标高分辨成像

为了兼顾相控阵雷达成像和多输入多输出雷达成像的优势，提出一种基于混合MIMO-相控阵技术的多目标高分辨成像方法。将传统MIMO雷达中的每个单阵元发射天线都用一个工作在混合MIMO-相控阵模式的发射阵列（TA）来代替，每个TA根据目标数量和目标方向划分为多个子阵（SA），每个SA内部阵元工作于相控阵模式并形成指向某个方向目标的发射波束，而各个SA之间发射彼此正交的波形，从而工作在MIMO模式。对各SA的回波信号进行波束形成处理以获得更高的信噪比和信干比增益。在此基础上，结合字典优化、正交匹配追踪和参数化稀疏表征方法，分别提出单次快拍高分辨成像和多次快拍高分辨成像方法。仿真结果表明:所提方法能够获得更好的成像性能和成像实时性。     

背射式微带贴片天线设计

介绍了一种采用微带贴片天线作为馈源的新式天线。从理论上阐述了微带贴片天线、背射天线的工作原理并详细介绍了天线的具体设计过程。通过实验,测试了天线的性能参数。使用微波信号发生器、HP8593频谱分析仪以及天馈仪实测了天线的输入阻抗、方向图、方向性系数和输入驻波比。用比较法获得天线增益。结果表明,该天线增益高、频带宽、方向性好、主瓣对称、抗干扰性能强。     

等离子体柱天线的辐射特性

叙述了等离子体柱的产生,并对使用等离子体代替金属用来构成最基本的天线振子的可行性进行了分析。参考传统金属天线辐射场的求解方法,在简化的条件下求得了等离子体柱天线行波传输和驻波对称振子结构等离子体天线驻波传输的电场辐射方向图,结合方向图,分析了等离子体参数变化时对应辐射方向图的变化规律,证实了等离子体柱天线方向图的可控性,同时,也说明了利用等离子体柱天线进行信号传输有一定的应用价值。     

基于平面弯折偶极子结构的波束可控天线

为解决因发射/接收天线相对位置变化而引起的信号衰减的问题,提出一种基于平面弯折偶极子结构的波束可控天线。该天线由6个独立的弯折偶极子辐射片与位于中心的反射片组成。通过改变馈源的位置,实现天线360°范围内的辐射方向图控制。位于中心较长的金属贴片实现电磁波的反射,增强天线特定方向的有效辐射。仿真及测试结果表明,天线工作频段为1.92~2.10 GHz,辐射前后比达到24 dBi。 6个可控辐射方向的3 dB辐射角为120°。仿真和测试结果比较吻合,该天线满足通信系统要求。     

塔形喇叭照射器的参数优化设计

作为照射器的馈源，反射面天线和透镜天线主要要求两主面相心应尽量靠近，两主面波办应尽量相等，波导尺寸应与塔形嗽叭匹配，由此建立电性与照射器的几何结构参数的优化数学模型。通过寻优，得到了较为满意的优化结果，为照射器的二次开发设计提供了可靠的依据。     

城市高层建筑对电视台辐射场的影响

本文用几何绕射理论分析了高层建筑对上海电视台八频道发射天线辐射场型的影响;并以新锦江宾馆为例,计算了宾馆建造后引起的宾馆附近八频道电视信号强度的变化.     

城市高层建筑对电视台辐射场的影响

本文用几何绕射理论分析了高层建筑对上海电视台八频道发射天线辐射场型的影响;并以新锦江宾馆为例,计算了宾馆建造后引起的宾馆附近八频道电视信号强度的变化。     

低副瓣膜片加载方形棱锥喇叭天线设计

为了降低方形棱锥喇叭天线的E面方向图副瓣电平,该文对具有相同外形尺寸、不同加载方式的方形棱锥喇叭天线进行建模分析.采用基于有限元法的电磁软件,对传统无加载、金属四脊加载、金属膜片非周期阵列对称加载三种方形棱锥喇叭天线的回波损耗、方向图及隔离度仿真特性进行比较分析.研制了中心频率为12 GHz的膜片阵列加载方形棱锥喇叭天线,该天线在10～14 GHz频带上的方向性系数大于14 dB,E面方向图第一副瓣电平比主瓣低17 dB以上,双正交线极化隔离度及工作主模与其它模式的模式隔离度均高于40 dB.仿真和实测结果证明了膜片加载方法对于改善方形棱锥喇叭天线副瓣电平特性的有效性.     

宽带三角形微带天线的设计

本文提出了一种宽带三角形偶极子微带天线.该天线由平面偶极子,垂直短路片组成,由L型馈线进行馈电.仿真结果表明:该偶极子天线相对带宽达到了70％( VSWR≤2),实现了1.87 -3.87 GHz的工作频带,平均增益达到7 dBi,具有稳定的增益和方向图,交叉极化小于-25 dB.     

等离子体振子天线辐射场的数值模拟

对使用等离子体代替金属用来构成最基本的天线振子的可行性进行了分析,得出了在一定条件下等离子体天线可以取代金属天线的结论,参照传统金属天线辐射场的求解方法,代入等离子体特征参数对等离子体柱天线的电场辐射方向图进行了模拟,并分析了等离子体参数变化时对应辐射方向图的变化规律.模拟结果表明:等离子体天线辐射方向图会随着等离子体密度、碰撞频率等参数的变化而改变.等离子体天线因此具有辐射方向可控的特点.     

共面波导馈电的超宽带天线设计

文章设计了一种共面波导馈电的小型平面超宽带天线。天线由树形辐射单元和共面波导构成,体积小,在工作带宽内具有稳定的方向特性。利用电磁仿真软件对影响天线性能的主要参数进行了仿真、分析和优化,得到了天线的理想尺寸。对优化后的超宽带天线进行制作和测试,测试结果显示天线的工作带宽为3～11GHz。测试结果与仿真结果吻合,从而证明利用共面波导馈电的超宽带天线设计方法的有效性。     

阵列天线方向图的MATLAB实现

天线的方向性是指电磁场辐射在空间的分布规律,文章以阵列天线的方向性因子F（θ,φ）为主要研究对象来分析均匀和非均匀直线阵天线的方向性。讨论了阵列天线方向图中主射方向和主瓣宽度随各参数变化的特点,借助MATLAB绘制出天线方向性因子的二维和三维方向图,展示天线辐射场在空间的分布规律,表现辐射方向图的特点。