圆环形宽带阵列换能器波束优化模拟研究

根据波束等价和采样合成定理，对由若干同心圆环构成的二维非线性参差调谐宽带阵列换能器，进行波束优化计算机模拟．结果表明，给定一个期望的波束分布，通过计算机模拟运算，可获得环形参差阵的一组结构参数，其波束分布与给定的波束分布在误差范围内一致     

圆环形宽带阵列换能器波束优化模拟研究

根据波束等价和采样合成定理，对由若干同心圆环构成的二维非线性参差调谐宽带阵列换能器，进行波束优化计算机模拟，结果表明，给定一个期望的波束分布，通过计算机模拟运算，可获得环形参差阵的一组结构参数，其波束分布与给定的波束分布在误差范围内一致。     

MIMO阵列宽带发射波束设计

研究了MIMO(Multiple Input Multiple Output)阵列的发射波束设计问题,通过仿真研究比较了几种窄带发射信号设计方法的性能.针对宽带信号发射波束设计问题,在发射能量约束条件下提出了三种宽带发射信号设计的方法:常规最小二乘波束图匹配方法,目标方位互相关系数最小化方法和最低旁瓣方法.通过目标函数和约束条件的等效变换将波束图设计问题转换为半正定锥优化问题,并采用高效凸优化算法求解,有效降低了高维优化问题的运算量.     

低复杂性宽带自适应天线阵列

 基于频率不变思想,提出一种适用于宽带无线通信系统下的,新的宽带自适应天线阵列。能在信号频带范围内,保持天线阵列响应基本不变。同时通过窗函数来控制旁瓣的幅度。相对于传统的宽带自适应天线阵列,具有收敛速度快,复杂性低的特点。     

C波段小型化宽带双圆极化微带阵列天线设计

设计实现了一种工作在C波段的2×2的宽带小型化双圆极化微带阵列天线.通过多层结构和支节匹配技术,拓展带宽;T型功分器顺序相差馈电形成馈电网络且左右旋馈电网络分层排布,实现小型化.实物测试结果表明,该天线VSWR2的阻抗带宽达39.5%,左旋和右旋3 dB轴比带宽均达到28.6%以上,在工作频带3.4～4.2 GHz内,左旋和右旋增益均在10 dB以上,天线阵列尺寸仅为1.27λ_0×1.27λ_0×0.1λ_0.实物测试结果与仿真结果吻合良好.     

60 GHz低损耗宽带的超表面天线阵列

研究一种基于超表面的60 GHz 1×2宽带天线阵列.为降低传输损耗,天线阵列由间隙波导功分器馈电,间隙波导传输线两侧放置电磁带隙结构,能量通过缝隙与顶层超表面耦合,从而向空间辐射.天线阵列安装在Rogers 4350b介质基板上,由超表面辐射器引入的准TM₃₀谐振模式与缝隙辐射单元的本征模式结合,从而拓展天线带宽,改善天线增益.研究结果表明:天线阵列-10 dB |S₁₁| 带宽仿真结果为49.3~65.0 GHz,实测结果为48.5~64.8 GHz,覆盖57.0~64.0 GHz范围的无授权毫米波通信频段;在匹配带宽内,天线的最大增益为11.8 dB,3 dB增益带宽为15%.     

基于分数时延的宽带自适应波束形成

对于宽带信号,基于移相的窄带波束形成方法会导致方向图波束指向的偏移和主波束畸变,并且无法有效地抑制宽带干扰。该文提出了基于数字时延加抽头延迟线(tapped delay line,TDL)结构的宽带自适应波束形成方法。该方法采用数字时延滤波单元补偿宽带信号在波束指向上的相位和包络偏移,并用基于TDL的空时二维滤波处理抑制宽带干扰。分析和实验结果表明,该方法可以有效地合成空间宽带波束并抑制宽带干扰,提高信干噪比(signal-to-in-terference-plus-noise ratio,SINR)增益。     

宽带共形阵列信源方位与极化联合估计算法

针对共形阵列天线的宽带独立信源方位估计问题,给出了一种信源方位与极化参数的联合估计算法.首先通过短时傅里叶变换(STFT),将宽带信号划分为多个窄子带信号,然后延时接收信号,构造满足旋转变换关系的成对快拍数据,从而估计出不同子带的信号流型矩阵.在此基础上,利用各子带间的频率差异性,实现信源方位与极化参数的联合估计.所提算法适用于任意共形载体,无需参数搜索和配对,可完成二维波达方向和极化参数的联合估计,极大地降低了估计算法复杂度,具有较强的普适性与工程实现价值.计算机仿真实验验证了算法的有效性.     

用于自由臂三维重建的换能器阵列指向性研究

使用超声探头进行自由臂三维重建时,手持超声探头的换能器阵列形式会对探头的指向性产生影响.根据声波叠加原理,结合手持超声探头的尺寸范围,从单个阵元的指向性问题入手,推导了线阵、凸阵和面阵三种自由臂三维重建常用的换能器阵列形式的声压表达式.提出一种适合手持超声探头的指向性评价方法,通过调整换能器阵列的相关参数,计算出当前的各项指向性指标.最后通过改变换能器阵元的尺寸、数量、间距、排列方式等参数,对评价方法做了大量的测试,分析和对比相同参数下不同阵列形式的指向性,找到一种适合在自由臂三维重建的线阵超声换能器阵列,对自由臂三维重建的研究提供了参考.     

大口径宽带数字延时相控阵天线

不同于窄带相控阵天线,空间色散和时间色散是大口径宽带相控阵天线需要解决的2个主要问题。文章采用了子阵加数字延时滤波器的整体结构设计,把大口径阵列划分为很多个较小口径的子阵,并采用传统窄带相控阵天线加权方法,完成子阵的波束合成;子阵间的波束合成,则采用数字延时滤波器实现。在介绍了子阵划分方式的基础上,对延时滤波器的时域设计方法进行了阐述和分析。通过延时滤波器仿真,证明了滤波器设计方法的正确性;通过系统方向图仿真,证明了子阵加数字延时滤波器的设计方法,克服了空间色散和时间色散问题。     

用于海洋监测的宽带数字相控阵关键技术

 宽带数字相控阵雷达能够实现宽海域、多目标、高精度的海域监测功能,而其最关键的部件是数字射频收发芯片。介绍了数字射频收发芯片的技术概况,结合数字射频收发芯片的发展现状,讨论了涉及的关键技术。分析表明,以数字射频收发芯片为核心的宽带数字相控阵将成为下一代海洋监测的优选方案。     

一种基于均匀圆形阵的宽带相干信号二维波达方向估计方法

提出一种宽带相干信号方位角与仰角二维波达方向估计方法.该方法利用相干信号子空间法对带宽内各个频点的信号子空间进行聚焦,然后用均匀圆形阵建立数学模型,来进行二维波达方向的估计.仿真实验结果验证了方法的有效性.同时研究了信噪比,快拍数,相对带宽对方向估计误差的影响.此外,与现行的方法相比具有较小的计算复杂度.     

一种改进型宽带SPDT开关的设计及其应用

描述了单刀双掷PIN管开关的原理，提出了一种改进的3倍频程宽带开关，并给出了设计和测量结果，具有频带宽、隔离度高和插损低的特点，弥补了传统并联二极管带宽窄的缺点，结合其在实际天线阵列中的应用，验证了该开关的实用性，给出了其在天线阵中的测量结果．     

一种双方环宽带反射阵的RCS缩减方法

提出了一种由双方环组成的微带反射阵天线的RCS缩减方法.对有金属地板和频率选择表面支撑的双方环反射阵单元的性能进行了比较.仿真和测量结果显示出当工作频带内的电磁波入射到这两种结构时,其反射波的相位响应较为接近.然而,带外的电磁波照射这两种结构时,由于后一种结构的周期性金属图层对入射电磁波有一定的透射作用,可使反射率减少多达4dB,因此采用由FSS作为地板的结构可在一定程度上减少其带外RCS,而对工作频带内的特性参数却影响不大.     

一种基于缺陷地结构的双单元MIMO天线阵宽带解耦方法

基于缺陷地结构互耦抑制机理,研究了手机移动终端双单元多输入多输出(multiple input multiple output,MIMO)天线阵实现宽带解耦方法.该方法是在T型分支上加载3对不同长度的开口槽线,形成1对L型单极分支和2对I型单极分支,分别在不同频段内实现解耦,再联合实现宽带解耦的方式.测试结果表明,以-6 dB的反射系数值为标准,带宽能覆盖低频段75 MHz(685 MHz~760 MHz)和50 MHz(910 MHz~960 MHz),高频段880 MHz(1.65 GHz~2.53 GHz),天线单元间的耦合程度小于-15 dB,满足GSM900,LTE700,GSM1800,GSM1900,UMTS,LTE2300,LTE2500和2.4 GHz WLAN等常用通信频段的带宽需求,对于目前2G,3G,4G通信系统共存的市场局面也拥有良好的实际运用价值.该天线的增益在工作频段0.51~2.45 dBi变化,效率在60%以上,显示出了良好的辐射性能.     

基于双阵元的宽带相干信源数估计

不同噪声条件下,宽带相干信源数估计是阵列信号处理中的难点问题.本文针对宽带信号的特点,利用虚拟阵列扩展技术,将宽带信号的不同频率成分虚拟为不同间距的虚拟阵元,通过空间平滑削弱信号之间的相干性.但由于噪声的功率谱非严格平坦,虚拟阵列协方差矩阵的噪声特征值发散程度严重,经典的信息论方法完全失效.基于对角加载技术,提出了一种新的加载量,有效地平滑了噪声特征值,减弱了其发散程度,并在此基础上利用比率准则改进了信息论方法,实现了两阵元对多个信源的数目估计.仿真实验表明,改进后的方法在白噪声和色噪声条件下均具有较好的性能,优于盖氏圆方法.     

宽带SSDF攻击下的压缩频谱感知

在宽带主用户信号的模型下,提出了一种新型的宽带SSDF(spectrum sensing data falsification)攻击模式,并结合了压缩感知(compressed sensing,CS)技术与平均一致(average consensus)算法,建立了可防御这种宽带SSDF攻击的分布式宽带压缩频谱感知模型.频谱感知分为感知阶段和信息融合阶段.在感知阶段,各个CR(cognitiveradio)节点对接收到的主用户信号进行压缩采样以减少对宽带信号采样的开销和复杂度,并作出本地频谱估计.在信息融合阶段,为了更好地排除宽带SSDF攻击节点的影响,建立了子信道声望值指标,各CR节点的本地频谱估计结果以分布式的方式进行信息融合,排除潜在恶意次用户的影响,得到最终的频谱估计结果.仿真结果表明,提出的频谱感知模型可以有效地抵御宽带SSDF攻击,并且利用了恶意次用户节点的有用数据获得了额外的分集增益,提高了频谱感知的性能.     

基于ADS仿真的宽频带低噪声放大器设计

介绍了一种宽频带、低噪声放大器的设计方法．首先介绍了不对称微带十字型结阻抗匹配的设计方法,与传统单频率点匹配网络相比,具有频带宽和结构紧凑的优点．接着设计了一个单级Ku波段低噪声放大器,利用不对称微带十字型结分别对输入、输出电路进行阻抗匹配,再通过电磁仿真软件ADS仿真、优化．仿真结果显示,该放大器在8—14GHz的频带范围内满足噪声系数、增益和驻波比的要求．