TD-SCDMA系统上行容量的研究与仿真

讨论了基于智能天线的TD-SCDMA系统上行链路干扰分布与中断概率分析模型,完成了仿真平台的设计与搭建.通过数值计算与静态仿真分析,给出了TD-SCDMA系统性能上界和中断概率,并说明满负载情况下,TD-SCDMA系统的上行干扰分布可以近似为对数正态分布.     

基于时域有限差分法的圆极化十字振子天线设计

通过对圆极化十字振子天线在同相馈电时中间区域电磁耦合的分析,提出了用于表征十字振子天线实现圆极化的振子等效长度缩短模型.利用时域有限差分法,设计了十字振子天线.通过仿真和优化,找到了实现圆极化的振子最佳尺寸,并研究了天线尺寸改变时,极化特性的变化规律.在一定轴比带宽条件下,优化后的十字振子天线正交方向上圆极化轴比可以达到1.023.     

无线传感器网络中基于可重构天线的谐波上行链路调制器

在民用航空器电台检查中,无线传感器网络的能源供给问题亟待解决。本文提出了一种基于可重构宽带缝隙天线的新型上行链路调制器结构,实现了低功耗谐波上行通信,降低了信息发射功耗。该结构充分利用整流器产生的二次谐波作为上行载波,通过上行基带信号对可重构宽带缝隙天线进行动态偏置,实现对载波的幅度调制。上行链路调制器的工作频率为2.45 GHz,在-20 dBm的射频输入功率下,仅采用10μA的调制电流进行通信,减少了节点的信息发射功耗,并且基带信号的调制几乎不影响整流器的转换效率,展示了该调制器的成功应用。该结构具有低成本、低功耗、易集成等优点,在民航无线传感器网络中具有良好的工程应用前景。     

基于GPU的天线组阵信号时延补偿方法

针对天线组阵合成系统对于宽带、高速、并行信号的实时合成需求,设计了基于图形处理器(graphic processing unit, GPU)的天线组阵信号时延补偿方法。首先,分析了典型的整数时延补偿方法在GPU平台上实现的可行性,设计了基于数据块重叠保留的整数时延补偿方法。然后,对比了典型的小数时延补偿方法的优劣,设计了适合于GPU并行加速的频域小数时延补偿方法。最后,对基于GPU的天线组阵信号时延补偿方法进行了实验验证。多次实验测试结果表明,在确保时延补偿正确性的基础上,基于GPU的时延补偿方法相比传统串行CPU时延补偿方法加速比提升了约18倍,采用基于GPU的时延补偿方法可实现对多天线信号的实时合成。     

基于NURBS的反射面天线结构和辐射性能分析

大型反射面天线在各类结构载荷作用下会发生变形,从而影响其电磁性能,一般通过机电耦合分析来评估力学载荷对电磁性能的影响.针对传统机电耦合分析存在的模型异构、网格转换过程繁琐、几何精度损失,进而导致的分析效率低和效果差的问题,本文提出了一种采用非均匀有理B样条（NURBS）进行几何建模、结构计算及电磁分析的机电耦合分析框架,通过案例证明了本方法的便捷性和高效性,为计算结构载荷作用下的反射面天线辐射方向图和天线机械误差研究提供了有力的工具.     

相控阵天线微流道液冷优化设计及性能研究

相较于风冷、相变等散热方式, 液冷具有稳定、效率高等优势, 是目前相控阵天线散热的首选方式。针对等截面平直流道相控阵天线冷却不均匀、收发(transmitting/receiving, T/R)组件温差大的突出问题, 与以往部件级热控设计方法不同, 本文首次提出了相控阵天线整机热控设计思路, 设计了变截面平直流道和双螺旋流道两种优化结构。仿真和实测结果表明, 双螺旋结构流道冷却效果最优, 优化后芯片最高温度降低了35.6%, T/R温差降低了51.8%。此外, 所提方法成功量化给出了流速对冷却效果的影响, 可有效解决大功率有源相控阵天线热控设计难题, 可行性和实用性强。     

一种基于环状介质缩窄波束宽度的微带天线设计

针对现有的微波探测模块工作天线在不同环境中应用能力有限等问题,提出了一种基于环状介质缩窄波束宽度的微带天线。天线的工作频率为10.525 GHz,采用在天线上方一定的距离处加载高介电常数介质圆环的方式,有效缩窄了探测波束。通过灵活调整介质圆环与天线的距离,微带天线会得到不同的波束缩窄效果,仿真结果显示,微带天线E面和H面半功率波束宽度分别为26.0°和30.7°,相比初始天线缩窄了68.8%和60.9%,最高增益可提高6 dB。     

干扰极化捷变下的空域自适应滤波

雷达空域自适应滤波在应对极化捷变干扰时性能恶化, 因此研究了干扰极化捷变情况下, 雷达空域自适应滤波的性能。首先, 建立了极化捷变干扰的雷达阵列接收信号模型。其次, 对阵列接收数据构成的协方差矩阵进行研究, 得出一个干扰源在极化捷变时, 等价于两个不同方向的干扰源, 需消耗的雷达空域自由度为2的结论。进一步, 提出干扰极化捷变下的空域自适应滤波算法。最后, 试验验证了理论研究的合理性。     

低副瓣三次模压缩偶极子天线的设计

针对模式压缩偶极子天线目前存在的高副瓣问题,提出一种低副瓣三次模压缩偶极子天线的设计,通过采用在偶极子天线上加载弯折电感的方式,获得较大压缩系数值,减小反向电流的辐射口面,从而设计出低副瓣高增益的模式压缩天线,实现了-15.35 dB的低副瓣和5.11 dBi的增益性能,降低了互扰,增大天线的传输距离和传输速率.为验证仿真模型的有效性,利用PCB技术加工出实物并进行测试,其仿真和测试结果比较吻合.