天线布局优化仿真研究

随着车载无线系统上装无线设备电磁环境日益复杂,设备间电磁干扰日益严重,采用仿真技术进行天线布局优化可以有效减小设备间干扰。本文分析了影响车载天线系统天线布局的主要因素,得出天线优化布局的优化目标为天线间的耦合度和方向图失真度,建立了天线布局优化模型,采用改进的遗传算法对车顶天线布局进行优化设计,在电磁兼容设计初期得出粗略的最佳布局方案,使其满足电磁兼容性能要求,降低了天线布局设计的难度,并设计了电磁兼容优化仿真软件,实现了车载系统的优化布局仿真,达到工程实际要求。     

基于UTD和GA混合算法的无人机载天线布局优化

为克服无人机天线之间的相互干扰,采用遗传算法对天线进行优化布局,以减少天线间的耦合。通过采用一种新的目标函数,结合一致性几何绕射理论对圆柱体上的单极子天线和无人机表面上单极子天线的布局进行优化,得到了最佳的优化位置。通过Feko仿真对优化位置结果进行验证,得到了最佳位置处S参数值,可知天线优化位置后相互之间的耦合度变小,这也间接证明了该方法计算的正确性。该方法能够及时准确地对机载天线间的耦合度进行预测和评估,具有实际应用价值。     

舰载多天线系统的耦合特性分析及防护

为解决舰载多天线系统间的电磁干扰问题,应用FEKO仿真软件进行了舰船与天线的全尺寸仿真模型;基于S参数原理与微波网络理论,给出了多天线系统的耦合度表达式;并分别计算了自由空间与舰船载体2种情况下,多天线耦合度的变化规律。结果表明,谐波、天线间距、天线频率及天线周围散射体是影响舰载多天线耦合特性的因素。并基于上述研究,给出了相应的电磁防护建议。本文研究成果可为后续共享铁塔电磁兼容性分析及多天线布局优化提供参考。     

Ansoft HFSS在天线布局中的应用研究

本文介绍了影响天线布局电磁兼容性能的主要因素耦合度的定义并对其求解方法进行了推导,并介绍了如何应用电磁仿真软件Ansoft HFSS进行基于天线间耦合的天线布局优化.     

车载平台上天线间的干扰分析

车载平台空间狭小,将多部、多种工作模式的电台装在同一车辆上,将会带来严重的电磁兼容问题（EMC）。主要介绍了车载平台上天线间的耦合干扰,以及耦合度的概念。通过HFSS软件的仿真,对天线布局的变化,包括天线间的距离、高度、方向的变化,通过仿真,观察其耦合度的变化情况。得出有效的相关结论,这些结论将在实际工程应用中对天线的布局有一定的指导意义。     

车载天线射频系统的电磁兼容性研究北大核心CSCD

随着移动通讯频段的增加以及复杂电磁环境的影响，由于车载环境空间的局限性，必然导致车载天线增多、分布更加密集，从而使天线射频系统间发生相互干扰的可能性大大提高。针对车载天线射频系统存在的干扰问题，本文对FM单极子天线、VHF-UHF套筒单极子天线、GPS微带天线以及WIFI相控阵天线进行建模仿真计算。将所设计的天线与车辆模型结合，分析了几种天线在车载平台中的耦合问题，利用天线间耦合度优化车载天线布局。然后借助EMIT软件，建立车载天线的射频系统。利用干扰矩阵，系统间的频谱关系，研究天线射频系统的干扰问题，并利用滤波的方法极大程度的减小了天线射频系统间的干扰，对车载天线射频系统进行了优化。     

基于NSGA的车载天线布局优化

分析了天线间相互干扰的参考量---耦合度的计算方法,以达到耦合度最小为目标,采用非支配排序遗传算法(NSGA)对车顶天线布局的电磁兼容性能进行优化设计,编程实现了车顶天线布局优化。     

平坦地面条件下装备间天线电磁耦合度分析

分析了地表面反射系数以及地面土壤介质的介电特性,研究了车体结构对天线辐射特性的影响,仿真得到了车体模型、地面介质、距离等因素对天线间耦合度的影响,建立了平坦地面条件下,通信车的收发天线间电磁耦合度的精确的仿真模型.经与实测数据对比分析,仿真结果与实测数据变化规律一致,最大误差16.54 dB,均方差4.21 dB.     

机载天线间隔离度仿真分析

利用一致性几何绕射理论仿真计算了机载天线间隔离度,并通过与实测结果的比较,验证了该仿真方法工程适用性。对机载系统的天线布局优化以及电磁兼容性预设计具有一定的参考意义。     

通讯车多天线隔离度仿真

为研究通讯车上多天线系统之间的电磁特性,采用CST时域有限积分法和高频弹跳射线法组合仿真,分析了短波电台天线、散射天线、北斗天线等多种天线系统之间的电磁耦合特性,得到预布局情况下,车载天线系统间的电磁耦合情况。仿真结果对通讯车的电磁兼容性能提升有一定的参考价值。     

Mobile Communications Using Source-Selected Multi-Antenna AF Relays Over Dual-Hop Nakagami-{\varvec{m}} Channels

This paper presents a scheme for dual-hop amplify-and-forward multi-antenna, multi-relay selection over Nakagami-m fading channels. A source-selected best relay performs maximal ratio combining on received data, applies variable gain, and then uses beamforming to transmit to a destination device. Such a configuration is beneficial for end-to-end communication using single antenna mobile terminals with a multi-antenna relay infrastructure. Closed form expressions for performance metrics are derived that cater for arbitrary number of relays, arbitrary number of receive and transmit antennas and different fading parameters. Results are verified through simulation. Furthermore, the influence of multiple antennas, the effects of fading, power imbalance between hops, and the beneficial impact of additional relays are explored.     

基于耦合度数据源量化的多天线布局评估

根据多天线系统耦合度数据源的特点,建立了耦合模型和相关矩阵。首先对天线对分频段作频率加权,经过矩阵变换及天线对加权得到各方案的综合耦合度,再对系统电磁兼容评估中的耦合度数据源进行量化。通过运算得出不同方案在不同频点和不同天线对的耦合度综合性能,在此基础上提出了三种不同的权重准则：均衡准则、分频段均衡准则和重要电台排序准则。根据实际通信任务要求,采取不同的量化准则对重要频点和重要天线对进行优化控制,符合现实生活和生产实践。     

金属平面平台上多天线方向性的仿真分析

天线的方向图是天线非常重要的参数,它表明天线电磁辐射能量在空间方向的分布状况。多天线方向图则反映了天线间的相互作用对天线辐射方向影响。基于研究分析金属平面平台上的多天线间方向图相互影响的目的,通过FEKO软件仿真的方法,进行了详细的分析,得出了一些结论,可以为平台天线的布局提供有用的参考。     

对认知无线电波束成形算法的探讨

对多天线协作双向认知无线电系统中的波束成形算法进行了研究。在多天线协作双向认知无线电系统中,2个主用户系统通过次用户进行信息交换,次用户配置多个天线,且次用户通过叠加信号后将其发送给主用户,所以对分配发送主用户和次用户信息的信号的功率以及设计主用户和次用户的波束成形矩阵等进行了重点研究。依据最大化系统容量的优化准则,得到的优化问题均是非凸问题,因此采用半正定优化和二阶圆锥优化,得到闭合解。仿真结果表明,此方法优于以往的波束成形算法。     

Optimal training for MIMO frequency-selective fading channels

High data rates give rise to frequency-selective propagation effects. Space-time multiplexing and/or coding offer attractive means of combating fading and boosting capacity of multi-antenna communications. As the number of antennas increases, channel estimation becomes challenging because the number of unknowns increases, and the power is split at the transmitter. Optimal training sequences have been designed for flat-fading multi-antenna systems or for frequency-selective single transmit antenna systems. We design a low-complexity optimal training scheme for block transmissions over frequency-selective channels with multiple antennas. The optimality in designing our training schemes consists of maximizing a lower bound on the ergodic (average) capacity that is shown to be equivalent to minimizing the mean square error of the linear channel estimator. Simulation results confirm our theoretical analysis that applies to both single- and multicarrier transmissions.     

基于人工表面等离激元的天线研究进展

人工表面等离激元是在人工电磁媒质与传统材料界面激发的一种亚波长表面电磁模式, 具有波长短、场局域增强、色散可调等新奇的电磁特性, 在小型化微波器件、隐身材料与隐身结构、天线/天线罩等领域具有重要应用前景.文章综述了人工表面等离激元在天线中的应用研究进展, 包括基于混合模式耦合、相位梯度超表面解耦、周期结构解耦等原理的端射天线、多波束天线、频扫天线, 为新型天线的研发与应用提供技术支撑.     

A Circuit-Theoretic Approach to the Design of Quadruple-Mode Broadband Microstrip Patch Antennas

A novel method for the design of broadband patch antennas is described. The approach taken is to broadside couple two dual-mode patch antennas, resulting in a quad resonance antenna. The equivalent circuit of the antenna is similar to that of microwave filters, thus filter design techniques maybe employed to synthesize the antenna to obtain maximum return-loss bandwidth. This is the first time an increase in the bandwidth is achieved on a relatively thin substrate antenna as a result of coupling four resonant modes using two stacked circular microstrip patches. Electromagnetic simulation and measured results demonstrate bandwidth improvement of over four times that of a single-mode design.     

天线耦合度自动测试软件的设计

天线间耦合度是评估无线通信系统电磁兼容性的一个熏要指标。为了避免手工测试的种种弊端,开发出基于VB和VC＋＋混合编程的天线阕耦合度自动测试软件。该软件采用模块化编程,实现了数据采集、数据处理和存储等功能。文中阐述了软件的设计思路及各主要功能模块的实现原理及过程,详细说明了仪器的控制模块和自动生成报告的编制过程。通过大量的实际测试。验证了该软件的可行性和测试结果的准蔫钨憋警,     

A Hybrid Method of Moments?GTD Technique for Computing Electromagnetic Coupling Between Two Monopole Antennas on a Large Cylindrical Surface

The problem of analyzing the electromagnetic interference (EMI) between two electronic systems when their antennas are located on or near large scattering objects is a difficult one. In this paper, a hybrid technique for combining the method of moments with the geometrical theory of diffraction (GTD) is extended to account for the mutual coupling between two monopole antennas on a large circular cylinder by means of curved surface-wave diffraction. The results of this technique are compared to those of an analysis program used by the United States Air Force which predicts electromagnetic coupling between aircraft antennas. The close agreement between the results of these two different analysis techniques serves to validate both computer programs.