X波段柱面共形基片集成波导纵向缝隙天线阵的实验

利用基片集成波导SIW(substrate integrated waveguide)技术设计了一款X波段柱面共形的SIW纵向缝隙谐振天线阵.通过分析柱面共形的SIW的传输特性,沿用传统矩形波导谐振缝隙天线阵的设计方法,设计了柱面共形的SIW纵向缝隙谐振天线阵.该天线具有传统的矩形波导缝隙天线阵主瓣宽度窄、方向图可以赋形、交叉极化电平低等优异特性,同时实现了天线的小型化、轻型化.由于基片集成波导完全集成于介质基片中,使得天线与平面电路的馈电连接变得非常简单,可以用微带直接馈电,减少了中间馈电电缆以及馈电转接头的损耗,从而使天线和平面电路的集成也成为可能.实验结果验证了这种设计方法的正确性.     

新型HMSIW右旋圆极化缝隙天线的研究与设计

近年来,在微波系统中,基片集成波导(SIW)谐振腔作为一种新型导波结构倍受青睐,SIW的小型化也成为一个研究热点。提出了一款基于半模基片集成波导(HMSIW)的新型右旋圆极化缝隙天线,SIW的腔体结构呈半圆弧型,在腔体顶部蚀刻垂直缝隙使其宽度相等、长度不同,介质基板的底端利用一个50Ω的单级嵌入式微带馈线完成激励。经HFSS仿真结果显示,右旋半模圆极化天线中心频率为9.49 GHz,VSWR在该频点处为1.08,最大增益能够达到4.63 d B。通过实物加工制作以及测试,结果显示,与传统圆极化天线相比,该设计天线的面积尺寸减小了近50%,小型化实现良好,并且性能与仿真结果基本吻合。     

基于CSRR的SIW和HMSIW小型化滤波器设计

为了实现滤波器的小型化,通过在基片集成波导(SIW)和半模基片集成波导(HMSIW)上表面加载互补开口谐振环(CSRR)可以降低原来的截止频率,并分析了CSRR参数变化与单元个数对传输性能的影响,从而设计了小型化的CSRR-SIW和CSRR-HMSIW滤波器。测量结果显示HMSIW滤波器的相对带宽是SIW滤波器的3倍以上,约为10.24%,而有效电路面积仅为SIW滤波器的一半,为31.8×11.3mm2。测量结果与仿真结果基本吻合,验证了滤波器设计的有效性,2种滤波器可以广泛应用于微波毫米波系统中。     

多传输零点基片集成波导双通带滤波器

提出一种新型的基片集成波导(substrate integrated waveguide, SIW)双通带滤波器. 该滤波器由2个不同中心频率、不同带宽的滤波器组成, 共用输入输出端口, 并采用矩形基片集成波导谐振腔结构, 通过在源与负载之间引入电耦合产生多个传输零点, 从而大大提高了滤波器的选择特性. 设计了一款工作在Ku波段的基片集成波导双通带滤波器, 两通带带宽分别为220和120 MHz. 利用Ansoft HFSS建立滤波器模型并进行全波仿真. 仿真结果表明, 该滤波器带外衰减陡峭, 结构紧凑. 实测结果与仿真结果吻合良好.     

人工神经网络技术在带通滤波器设计中的应用

一、引言 基片集成波导(Substrate Integrated Waveguide,SIW)的概念最初来源于NRD(Nonradiative dielectric)波导.SIW的基本结构为:介质板的上下两个面均接地,并且沿着导波传播方向有两列金属圆柱以均匀间隔分布,电磁波就被限制在这两列金属圆柱之间传播.Ke.Wu等人在NRD波导的基础上提出SIW概念,实际上也是一种周期结构,该结构具有无辐射、功率容量大和低损耗等优点,但是最大的优点却在于易集成,这为将来在微波集成电路中的应用做出了极有意义的开拓.     

多层基片集成波导增益均衡器的设计与实现

针对传统微波增益均衡器所存在的缺陷,提出了一种基于基片集成波导(SIW)的新型毫米波微波增益均衡器。该均衡器采用多层SIW,可以很方便的设计耦合结构、缩小器件体积;同时引入薄膜电阻,首次实现了SIW均衡器Q值的可调性。文章首先对该均衡器的等效电路模型进行了分析,推导了各个结构要素的调节规律;其次借助HFSS仿真软件对上述推导进行了验证;最后针对某行波管加工实现了一支SIW均衡器,并将行波管的增益波动降低至1.25 d B。实验结果表明,该SIW均衡器易于加工实现,且具有较强的均衡能力。     

基于互信息的TD—SCDMA HSDPA系统链路模型

在TD-SCDMA HSDPA系统3GPP协议的基础上,提出了基于发送端信道编码比特与接收端解速率匹配后软比特之间的平均互信息的链路模型.本模型以互信息为接口参数,采用QPSK比特信噪比合并、16QAM信噪比等效等建模方法.考虑了TD-SCDMA HSDPA系统速率匹配、HARQ合并、16QAM星座重排等因素的影响.仿真结果表明,该链路模型在瑞利衰落信道,QPSK和16QAM调制方式下的块误码率(BLER)误差均在0.2～0.3 dB以下.且模型具有仿真数据量少、时间复杂度低和扩展性好的优点.     

直角耦合结构的宽阻带SIW滤波器

提出一种新型的宽阻带基片集成波导(substrate integrated waveguide,SIW)滤波器.该滤波器采用直角耦合结构,在上阻带产生两个传输零点(transmission zeros,TZs),分别位于两个不同的二次模(TE_(102)/TE_(201))谐振频率附近.为了进一步提高滤波器的阻带特性,在SIW的上层金属面蚀刻两个矩形槽.测量结果表明,该滤波器中心频率10 GHz处的插入损耗为1.9 dB,通带内回波损耗大于20 dB.阻带抑制大于20 dB的频段为10.5~18.8 GHz,有效抑制了二次谐波响应.相比传统SIW带通滤波器,阻带宽度增加了48%.实测结果与仿真结果吻合良好.     

基于MDAPSK的OFDM水声通信研究

将高阶差分幅度相移键控调制(MDAPSK)技术与正交频分复用(OFDM)技术相结合,提出了一种应用于水声信道的高阶调制传输体制,以实现水下无线通信高速率数据的有效可靠传输.在分析MDAPSK调制原理的基础上,研究其在OFDM水声通信系统中的应用,仿真和水池试验比对分析了MDAPSK与幅度相移键控调制(APSK)、正交振幅调制(QAM)、差分相移键控调制(DPSK)等不同调制方式的性能,试验结果表明:在未使用纠错编码情况下,采用16DAPSK调制的OFDM水声通信系统有最低的误比特率,无须插入导频进行信道估计,因此具有最高的有效传输速率.验证了MDAPSK调制方式在高阶调制通信系统中综合性能更为优越.     

基于OFDM可见光通信系统发送器研究

为提高可见光通信系统的传输速率, 利用OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)调制技术, 设计并实现了基于DSP(Digital Signal Process)处理器的可见光通信系统发送器。硬件系统主要由DSP电气平台、 D/A(Digital/Analog)转换电路与Bias-tee/LED(Light Emitting Devices)驱动电路构成。软件系统采用16PSK调制方式对OFDM子信道进行编码, 以增强系统的抗噪声能力, 使之不易受信道特性变化的影响。实验结果表明, 该发送器可实现OFDM数据帧发送, 在调制方式为16PSK、 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)计算为16阶基2快速傅里叶变换算法时, 发送端的有效数据传输速率为18 kbit/s。负载阻值越大, 发光二极管驱动电路OFDM输出信号的波形失真越小。将OFDM技术移植到可见光通信系统的研发中, 不仅能提高系统的数据传输速率, 同时还能有效抑制因信道衰落和延迟而引起的符号间干扰(ISI: Inter-Symbol Interference)及载波间干扰（ICI: Inter-Carrier Interference）。     

基于AXI总线串行RapidIO端点控制器的FPGA实现

针对现代高性能嵌入式系统高速串行RapidIO (SRIO)信号接入的应用需求, 提出一种基于AXI总线的SRIO端点控制器IP核设计方案。以XC5VLX220-FF1760现场可编程门阵列芯片为目标器件, 利用硬件设计实现SRIO接口电路。该方案采用合理的硬件结构, 能够提高信息采集和输出的时效性。此外, AXI总线能够使SRIO端点控制器IP核更方便地集成到SoC芯片中, 可以在片内提供更高的数据传输带宽。利用SRIO协议实现的FPGA内置多DSP IP核, 读写操作速率能稳定地达到每通道3.125 Gb/s, 表明所提出的IP具有高性能。     

多路高速互连信息处理系统及其FPGA实现

针对复杂嵌入式计算领域对多通道数据传输的速率和规模需求越来越高,给出了一款基于VPX的多路高速互连信息处理系统的整体原理设计;该系统的核心组件有3片FPGA、1片PPC和1片SRIO,为了实现板内外多路10 Gbps高速信号通信,利用高性能FPGA的大量高速收发器,进行了合理的功能设计、GTH时钟设计和主机端加载设计;最后FPGA板内板间GTH测试表明,该系统很好地实现了板间96路10 Gbps高速数据信号接收、56路10 Gbps高速数据信号发送、12路10 Gbps高速数据光信号发送、板内32路10 Gbps高速数据信号互连;该系统具有高集成度、高带宽、高速率等特点,经实验测试,其性能稳定,具有良好的实践效果。     

基于星载高速调制器的预失真算法研究

在卫星高速数传系统中,为满足高速率通信业务的需求,新型数字调制体制（如OFDM,M-QAM等）被越来越多地采用,但由此带来的功率放大器的非线性效应也日益严重,对解调器性能造成很大影响.传统的数字预失算法因其收敛速度慢和计算复杂度大的特点不适用于资源严格受限的星载高速数传系统.本文中提出了一种基于QR分解的递归最小二乘算法（QRD-RLS）,对该算法进行了理论分析和性能仿真.相比传统的预失真算法,该算法具有稳态误差小、收敛速度快和计算复杂度低的优势.并基于该算法设计了带有预失真器的高速调制器结构,对16QAM信号的实测效果显示,基于QRD-RLS的预失真方案对失真信号补偿效果显著,误差向量幅度（EVM）从7.4%降低到2.5%,带外干扰抑制提升10 dB.      

对流层散射信道下MIMO-OFDM系统性能分析

针对对流层散射信道下的通信存在信号微弱和多变的问题,采用MIMO-OFDM技术能够有效解决。论文分析了对流层散射信道的突出特性,建立了散射信道模型;在MIMO-OFDM系统模型基础上,结合实际进行了参数选取,搭建了散射信道下MIMO-OFDM系统实验平台;在验证散射信道下MIMO-OFDM系统性能的基础上,对不同传输速率和不同调制方式在同一散射信道下的系统性能进行了仿真分析。仿真结果表明,MIMO-OFDM在高速率信号传输情况下带来的信道容量的提升是明显的,在满足系统BER要求前提下,能够实现高速率散射通信;在高速率传输时,64QAM调制更加有利于降低散射通信中的BER,而BPSK、QPSK和16QAM调制方式差别不大。该仿真为散射通信设备中多速率多体制调制解调器设计与优化提供了思路,为实现大容量高可靠度散射通信提供了方向指导。     

用于机群系统的高速光互连环网

设计和实现了基于ＰＣＩＵ叫线的Ｇｂｉｔ／ｓ高速光互连链路,链路持续传输带宽为１０５６Ｍｂｉｔ／ｓ,最大传输距离为６００ｍ,链路的网络接口卡具有数据的旁路转发功能,以此链路为互连模块,构成了环钢,在环网中通过数据的流水线传输提高了网络带宽利用率。     

基于USB的量子密钥分发系统中高速数据通道的设计

提出了一种量子密钥分发(QKD,quantum key distribution)系统中高速数据通道的设计方案—基于通用串行总线(USB,universal serial bus)的数据通道。通过对QKD系统中经典信道数据带宽的分析,设计了USB数据通道方案,并通过USB的速度的测试给出合适的USB参数。实验表明,此数据通道可以适应光子发射频率为20 MHz的QKD系统,且在带宽方面有很大的余量,可以适应后续QKD系统速度提升的需求。     

基片集成波导与微带线的过渡研究

基片集成波导与微带线的过渡问题是基片集成波导应用的一个重要前提,为了提高两者的能量传输效率,通过阻抗匹配分析,设计了SIW渐变式过渡结构和2种微带渐变式过渡结构,并讨论了2种微带渐变式结构中参数变化对传输性能的影响。实验结果表明,当过渡系数取3~4或指数系数取0.10~0.15时,2种微带渐变式过渡结构具有较好的传输性能。所加工的2种转接器的回波损耗均优于13 dB,带宽均超过了4.0 GHz,实现了较宽的带宽和较好的传输性能,可以广泛地应用于SIW器件的设计和测试中。     

基于概率密度函数的低复杂度盲均衡算法

为降低基于Parzen窗随机盲均衡(SQD)算法在传输信号采用高频带利用率QAM信号时的计算复杂度,提出一种低复杂度SQD算法(LCSQD).将判决区域从整个星座修改为一个以均衡器输出为圆心,半径为可调的圆,计算量较少,并且不会随QAM阶数的增加而增加.采用16QAM和64QAM调制信号测试了不同判决半径时LCSQD算法的性能.结果表明,两种算法的稳态剩余ISI相接近时,LCSQD算法的收敛速度快于SQD算法.     

正交复用QAM群带数据调制解调器的设计

正交复用ＱＡＭ（ＯＱＡＭ）系统传输效率可以接近奈奎斯特速率，并对传输媒介引起的时延和幅度失真不敏感。应用数字信号处理技术可以大大减少其电路实现的复杂性。本文提出用离散余弦变换（ＤＣＴ）级联一权重网络实现ＯＱＡＭ群带数据调制解调器。文中给出的ＦＩＲ滤波和ＤＣＴ算法与Ｈｉｒｏｓａｋｉ提出的方案相比较，运算复杂性降为３５．６％。     

前馈神经网络复值盲均衡算法的研究

提出了一种新的前馈神经网络(N-FNN)复值盲均衡算法。新算法改变了传统均衡技术大量发送训练序列而降低系统传输的有效信息率,有效地消除码间干扰,提高了通信质量。笔者设计出新的传递函数和代价函数,利用最陡梯度下降法推导出输出层和隐层单元权值的迭代公式。通过对QAM信号进行计算机仿真,笔者提出的新算法与同类算法相比,具有均方误差收敛速度加快、误码率降低、稳态剩余误差减小等优点