基于聚焦矩阵的毫米波信号DOA估计

针对毫米波信号源的到达角(DOA)估计随频率变化、导致估计误差较大的问题,提出毫米波信号向窄带信号转化的DOA估计算法.该算法通过在频域内建立毫米波信号接收模型,将接收信号看成多个不相关的窄带信号,并将其“聚焦”在某一参考频率下,减少波束因频率变化带来的影响,进而利用旋转不变子空间(ESPRIT)算法进行毫米波DOA估计.仿真结果表明:该算法可有效降低中等信噪比下的DOA估计误差,当阵元数达到70时,可实现相对稳定的DOA估计,随频率变化估计效果保持整体稳定,从而提升毫米波系统定向传输时的链路质量.     

多支LO声子作用对量子点中强耦合极化子基态能量的影响

本文采用线性组合算符和幺正变换方法研究了量子点中极化子的性质,得到了极化子的基态能量.考虑多支LO声子之间相互作用时,研究了多支LO-声子对量子点中极化子基态能量的影响.结果表明：极化子的基态能量随量子点受限长度的增大而减小;量子点受限长度随振动频率λ的增大而减小.在不同的量子点受限长度下,极化子的基态能量随量子点振动频率的减小而增大.考虑多声子相互作用时,基态能量的附加能量等于电子与多支声子耦合.     

基于三角波调制的毫米波光学倍频发生器

提出一种使用双极马赫-曾德尔调制器(De-MZM)作为外部调制器,利用三角波调制得到各阶边带组成的调制信号的毫米波光学倍频(OFM)发生器.使用中心波长可调节的均匀光纤光栅(UFBG)滤出其中两个边带拍频得到毫米波信号,提高了生成毫米波信号信噪比,并实现了毫米波频率的可调谐.与传统的OFM发生器相比较,该发生器可以在较低的调制深度下得到较大的倍频因子,避免高频本地振荡器的使用,减少了系统成本并增加了系统稳定性,实现了倍频因子的可调谐.当倍频因子为10时,仍能获得信噪比较高毫米波信号.为了验证此发生器的可行性,仿真生成了60 GHz、80 GHz和100 GHz的毫米波信号,且60 GHz毫米波信号的信噪比达到了35 dB.并且基于60 GHz毫米波分析了光载无线电系统(Radio Over Fiber,ROF)下行链路的传输性能,当传输距离达到60 km时,眼图仍能保持较好的张开度,证明了本发生器在实际应用中的可行性.     

碳纳米管的微波介电特性

在2~18GHz频率范围内研究了多壁碳纳米管的微波介电特性.结果表明:在这一范围内其复介电常量和介电损耗较大,具有较强的宽频带微波吸收能力。多壁碳纳米管与石蜡复合体的复介电常量的实部ε′在测量范围内随频率增加而减小,具有明显的频响特性;ε′和介电损耗角正切tanδ随碳纳米管含量的增加而增大,可以通过含量进行调节选用。ε′与碳纳米管体积分数v之间符合二次函数关系(ε′=Av2 Bv C),电矩转向的弛豫型极化是碳纳米管吸收损耗微波的主要原因。     

两种310 GHz无线通信系统设计与比较

太赫兹波具有带宽超宽、波束窄、方向性好和传输容量大等特点,因而成为未来高速无线通信研究的热点.本文设计了两种310 GHz无线通信系统:一种是基于AMC 557高功率倍频链发射机和超外差接收机的通信链路;另一种是基于VDI谐波混频超外差收发的通信链路.系统传输性能的仿真结果表明:随着通信频率的升高,解调信号的失真逐渐增加.通过比较两种链路预算方案,发现基于AMC 557高功率发射链在传输距离上更有优势,发射功率为40 mW时,可以实现10 m距离、10 Gbps速率的无线数据传输,适用于Gbps量级的室内短距离大功率高速无线传输;基于谐波混频超外差收发的通信链路在通信速率上优势明显,通信速率可达20 Gbps,但受发射端输出功率-15 dBm限制,传输距离大幅缩短为0. 2 m,在链路中增加太赫兹透镜提高增益可以使通信距离延伸至2 m.而且这种发射机内部结构简单便于集成,有利于实际系统的搭建,更适用于10 Gbps级别以上的超高速短距离无线通信.     

各向异性人工材料的电磁波吸收特性

利用传输矩阵法研究了含各向异性人工材料的一维结构的电磁波吸收特性,分析了入射波频率、极化方向、入射角以及材料厚度对电磁波吸收率的影响.结果表明,电磁波垂直入射到单层各向异性人工材料中,尽管s波和p波的吸收率极大值出现在不同的频率,但两种波的吸收率随层厚增大的变化规律一致.斜入射时,不管入射角如何变化,s波和p波的吸收率都随着层厚的增大而趋于定值,该极限值由入射角决定.改变入射波频率,当某一频率对应磁导率张量的矩阵元的实部为负值,对应极化波的吸收率随层厚的增大而趋于定值;当磁导率张量的矩阵元的实部为正值,对应极化波的吸收率随层厚的增大而振荡,且峰值出现在层厚为λ/2的整数倍时.含各向异性人工材料的三层结构的吸收率优于单层结构.以上结论可为使用各向异性人工材料制作电磁波吸收器提供理论支持.     

基于毫米波的邦定线互连分析与补偿结构

Wire bond(邦定线)是固态毫米波系统的常用互连结构。邦定线寄生电感大,在毫米波频段,为了降低邦定线的感性失配对传输性能的影响,对邦定线的结构进行了建模仿真和特性分析;并在基板上设计阻抗补偿结构。通过增加短截线匹配结构优化了毫米波邦定线互连结构的性能,使得该结构在65 GHz～80 GHz频率范围内反射损耗小于-10 dB,插入损耗小于-1 dB。     

极化子速率对非对称量子点中极化子性质的影响

采用改进的线性组合算符和幺正变换方法研究极化子的速率对非对称量子点中弱耦合极化子性质的影响.导出了极化子速率对非对称量子点中弱耦合极化子声子平均数的影响.数值计算结果表明：非对称量子点中弱耦合极化子的振动频率随量子点的横向和纵向受限长度的增大而增大.非对称量子点弱耦合极化子的声子平均数随极化子速率的增加而增大.     

基于载波抑制调制的毫米波ROF下行链路传输系统

为提高Radio-over-Fiber(ROF)系统传输带宽,降低系统成本,扩展传输距离,提出一种毫米波ROF下行链路传输系统。与传统ROF系统相比较,该系统利用MZM光调制器实现光载波抑制调制,产生高频毫米波信号,易于系统集成。文中详细分析了抑制载波调制的原理,搭建了系统实验。在中心站,光载波抑制调制结构产生并上变频加载33GHz的光学毫米波;在基站,下行数据流由高速光探测器接收,经过电混频器恢复基带数据信号。实验结果表明,该系统下行链路的2.5 Gb/s数据信号能够成功传输20 km单模光纤,与传统方法相比,传输容量和距离都得到了明显改善。     

磁场中强耦合束缚极化子的声子平均数的研究

采用线形组合算符和么正变换方法研究了磁场对半导体量子点中强耦合磁极化子的影响.通过对晶体CdF2作数值计算,结果表明声子平均数n→随温度的升高而增大,以及在温度不变时,量子点中强耦合束缚极化子的平均数随极化子的振动频率的增大而变小.     

一种微波毫米波馈源自动化测试系统

微波暗室广泛应用于天线测量中.介绍了一种微波毫米波暗室馈源自动化测试系统,简述了暗室馈源自动化测试系统的组成、主要性能、工作原理及软件设计.系统工作频率范围为100MHz～50GHz,分为100MHz～300MHz、300MHz～18GHz和18GHz～50GHz三个工作模式,详细阐述了在不同工作模式下,自动化测试系统实现方案.最后给出了某工程C/Ku馈源网络的实测结果.测试结果表明：该测试系统具有高效率、高精度和高自动化测试能力,在实际工程测量中获得了良好的应用.     

雷暴云中冰晶粒子对电磁波的极化作用

为了研究雷暴云中冰晶粒子在带电情况下对电磁波传播的影响,利用冰晶粒子的介电常数模型和瑞利近似条件下带电粒子对电磁波的散射模型,推导了电磁波经过雷暴云中冰晶粒子区域时产生极化的计算模型,并进行了仿真和分析。结果表明:在传播过程中,电磁波的极化会受到冰晶粒子所带电荷的影响;冰晶粒子所带电荷量越多,对电磁波极化影响越大;冰粒表面电荷分布角越小,对电磁波的极化影响也越严重;电磁波频率和冰晶浓度越高,对电磁波造成的极化作用也越大,影响电磁波的传输质量。因此,在电磁波经过雷暴云时必须考虑带电冰晶粒子对其传播的影响。     

宽带高效反射电磁波极化调控超表面的实验研究

电磁超表面具有传统材料无法实现的新奇电磁特性. 利用超表面来调控电磁波极化状态成为一个热门的研究领域. 本文提出了一种由金属贴片组成的各向异性超表面来实现对水平极化波和垂直极化波的正交极化调控. 数值仿真结果显示所设计的超表面在8.16～15.32 GHz内可以将水平极化或垂直极化入射的电磁波经过反射后分别转换成其正交分量,极化转换率和相对带宽分别达到了95%和60%. 实验结果与数值仿真结果吻合较好. 通过理论计算和表面电流分布详细阐述了极化调控的物理机理.     

毫米波雷达系统0/π开关线性调相器的设计

根据开关线性调相器的基本原理,用PIN管混联的方法,设计制作了毫米波雷达前端系统的0/π微带开关线性调相器。首先针对毫米波雷达应用,对开关线性调相器的基本原理作出了分析,接着设计了可工作于16GHz波段的调相器并进行加工,最后对毫米波雷达系统的调相器进行了测试,常温下载漏抑制优于-25dB,且相位误差燮2°,能够满足毫米波雷达系统的要求。     

磁化等离子鞘套中毫米波大气窗口的衰减

为了更好地利用目前紧张的频谱资源,解决临近空间通信"黑障"问题,选取高斯分布模型建立非均匀等离子鞘套,并结合4个在大气中具有高透过性的毫米波大气窗口,研究等离子鞘套外加不同强度磁场与无外加磁场情况下,毫米波大气窗口在其中传输的衰减情况受攻角和等离子鞘套碰撞频率改变的影响。仿真结果显示:外加不同强度磁场时会改变毫米波大气窗口的衰减值,但不会改变毫米波大气窗口在等离子鞘套中的传输规律。外加磁场是否改善毫米波大气窗口的传输性能需要综合考虑等离子鞘套与毫米波大气窗口的谐振频率。     

对斜入射平面波反射与透射现象的研究

介绍了平面电磁波的斜入射．推证了垂直极化波和水平极化波的反射系数和透射系数介质参数的关系式．讨论了全反射现象及其发生条件．     

一种基于光学倍乘法的新型毫米波RoF双向传输系统

该文提出一种基于光学倍乘法的毫米波Radio-on-Fiber（RoF）双向传输系统的新结构,在中心站用基带信号和扫频正弦波的混和信号对光波进行相位调制,在基站将从中心站传输过来的光波分成两路,使其分别通过不同参数的周期性光滤波器、光探测器和带通滤波器,从而在一条支路获得毫米波下行已调波,同时在另一条支路获得上行链路所需要的参考本振.该系统结构具有最小化中心站、避免基站使用毫米波本地振荡器和光纤链路色散小的优点.