毫米波双极化网络研究

毫米波双极化网络研究姚德森，綦凌飞，毛钧杰（国防科学技术大学〕关键词双极化，毫米波网络充分利用目标回波的极化信息是近年来雷达工作者十分感兴趣的课题．利用目标散射的极化特征可实现目标识别；利用极化分集接收或是极化匹配接收可提高弱信号检测功能；利用双极化...     

TD-HSPA+系统级的双极化天线建模及仿真分析

提出一种双极化天线的系统级建模方法,以解决TD-HSPA+系统中极化性能研究无准确天线模型的问题。并通过结合多天线方案中的PARC和S-PARC方案,对TD-HSPA+下行系统性能进行了仿真分析和研究,重点对比了市区宏小区和郊区宏小区等场景下的双极化天线配置和传统线阵天线配置性能差异。系统级仿真结果表明,在覆盖半径较小的市区,利用双极化天线组网能提供良好的系统性能,提高小区容量。     

具有紧凑型结构的超宽带双极化基站天线

提出了具有紧凑型结构的环形双极化超宽带辐射单元.辐射单元由4个偶板子及其巴伦装置组成,每个偶板子的双臂呈90°相互垂直,相邻偶极子振子臂相互交叠,从而将天线的物理口径减小至低频点工作波长的40％.辐射单元采用巴伦(Balun)支撑装置采用倾斜和向内收缩结构使巴伦结构的高度降低至低频点工作波长的13％.辐射单元在698-960 MHz的超宽带(ultra wide band,UWB)(31％相对带宽)内具有良好的电压驻波比(voltage standing wave ratio,VSWR)(小于1.4).利用该辐射单元组成四单元阵列基站天线,该天线水平面波束宽度为65°±5°,前后比在26 dB以上,±60°内的交叉极化比在11.6 dB以上,轴向交叉极化在19.8 dB以上.     

可编程超表面实现双极化独立多波束反射阵天线设计

多波束反射阵天线因其制备简单、成本低、波束调控灵活等优势而备受关注。基于极化复用的可编程超表面提出了一种双极化通道独立波束动态调控的多波束反射阵天线设计方法,并结合方向图快速计算与优化算法,实现了快速的编码序列优化与方向图预测。理论分析与全波仿真分析结果显示,反射阵天线在双极化通道下具有良好的辐射性能,主瓣辐射方向与理论计算结果一致。作为实验验证,加工了实物样件并在标准微波暗室中进行了测试。测试结果与仿真分析结果吻合良好,证明独立波束调控的双极化反射阵天线具有多通道电磁波辐射能力,有望应用于无线通信与多目标雷达系统中。     

基于FSS的紧凑型微基站天线

设计了一款1×2双极化微基站天线来解决传统宏基站在信道补盲和信道容量提升上遇到的瓶颈。该双极化微基站天线单元通过采用叠层技术和角馈技术,并结合加载短路金属铜柱的方法来提高单元端口间的隔离度;此外,通过在天线单元间加载由频率选择性表面(frequency selective surface, FSS)构成的隔离墙结构以减小双极化天线单元间的耦合。仿真测试结果表明,该1×2双极化微基站天线各单元在工作频段2.5~2.7 GHz内驻波比小于1.5,端口间隔离度大于30 dB,且具有稳定的方向性。在微基站有限的空间内所设计的双极化微基站天线,具有结构紧凑和隔离度高的特性,且天线单元间相互独立工作。     

一种新型微带馈电的Ku波段波导喇叭天线的设计

针对卫星地面通信系统采用的抛物面天线体积大,机动灵活性差的缺点,以及微带阵列天线增益小,损耗大的缺点,提出了一种新型波导喇叭天线,辐射层为中心开八边形孔的理想导体,馈电层采用双层正交微带馈电来实现双极化,单元天线尺寸仅有21mm*21mm*2.2mm,设计了一分四的等分馈电网络,并组成2*2的波导喇叭天线阵列。利用ＨＦＳＳ仿真软件得到2*2阵列增益达到15dB,利用矢量网络分析仪测得阵列天线增益为14.5dB。该天线结构简单,体积较小,增益高,组成大型阵列之后能够代替传统的抛物面天线,作为卫星地面通信系统天线。     

共用口径双波段双极化微带天线阵的设计

介绍一种新的共用口径双波段双极化（DBDP）微带天线阵的设计.天线工作于S波段和X波段,采用双线性极化,适用于机载或舰载的合成孔径雷达（SAR）.为了满足高低波段的带宽要求,天线采用双层贴片形式,解决以往DBDP天线在低波段难以满足带宽要求的问题.在低波段采用微带振子天线,放置在高波段矩形微带天线的阵列间隙处,使低波段天线对高波段天线的影响降至最小,并由于利用了垂直放置的双极化微带振子作为低波段辐射单元,可以使双波段阵列适用于更广泛的双频比.在馈电方式上,采用外置功分器的形式,低波段采用邻 近耦合馈电,高波段采用同轴探针馈电.对天线进行了仿真、加工和测试,实验结果验证了 本设计的有效性.     

一种新型的宽带双极化基站天线

提出一种新型的宽带双极化辐射单元,该辐射单元的辐射臂由普通方形对称振子的辐射臂向内折弯构成,形成一个附加小U型,它可以展宽带宽,且缩小辐射单元的口径面积;采用内部相向开口的半开放式巴伦结构,并用双倒L型耦合馈电,改善了隔离特性和波束收敛性。利用这种辐射单元组阵,形成四单元的基站天线,仿真结果表明,1.7~2.7 GHz频段内,该辐射单元的电压驻波比(voltage standing wave ratio,VSWR)小于1.4,隔离度小于-30 dB;同时,利用该辐射单元组成的四单元基站天线辐射参数优良,水平面半功率波束宽度达到65°±5°,±60°交叉极化鉴别率小于-12 dB,前后比小于-25 dB。     

基于多径的双极化信道信息反馈方法

天线部署空间限制和信道信息精度是影响大规模天线性能的重要因素,双极化天线能够有效地减少天线尺寸,在有限的空间内部署更多的天线,成为了大规模天线部署时的主流选择。但是由于信道的维度较大,目前,反馈技术面临码本中码字数目巨大、设计困难的问题,并且同时导致反馈开销大以及码字选择计算复杂度高。本文提出了一种新的基于多径的双极化信道反馈方法,这种方法仅仅需要少量的长周期宽带反馈的多径方向和幅度信息,结合一些短周期子带反馈的相位合并信息即可获得更加精确的预编码。结果表明这种方法能够有效地提高量化反馈效率并降低终端侧复杂度。      

非理想双极化多天线系统中的信道信息反馈方法

在实际环境中,布置双极化天线时存在极化泄漏问题,影响信道信息量化反馈方法的精度,大规模天线系统中会造成预编码性能明显下降.本文从双极化信道模型出发,将信道矩阵分解为理想极化信道部分和极化泄露部分,并对各部分信道的特征矢量进行了分析,得到了各部分最佳特征矢量模型.基于这些模型,给出了基于多个分量加权合并的信道特征矢量量化反馈方法,能够有效地适应极化泄露带来的影响.仿真结果表明,该反馈方法能有效提高信道信息的量化效率和精度,进而获得明显的谱效率提升.