新型超宽带宽波束圆极化天线

简单介绍了平板圆片单极天线.提出了一种新型的组合单极天线形式,这种天线将四个圆片单极子垂直交叉放置,不仅依然能够在很宽的频带上满足反射损耗的要求,而且该天线具有较宽的波束和波束范围内有较好的圆极化性能等特点.对这种新型天线进行了分析,给出了天线的设计方法,研究了其超宽带性能,详尽讨论了天线的反射损耗、辐射方向图、轴比图,以及增益和群延时特性.分析结果验证了其在实现宽波束圆极化的同时具有良好的超宽带性能.这种新型小型化天线在无线通信、卫星通信和移动通信中具有良好的应用前景.     

圆盘单极超宽带天线特性研究

随着超宽带通信和软件无线电技术的深入研究,宽频带与小型化成为当前天线研究领域的热点.圆盘单极天线是一种小型化、馈电简单的超宽带天线.对其进行了详细分析,给出了这种天线的设计方法,讨论了天线尺寸对于其阻抗特性和辐射性能的影响;通过基于时域有限积分法的软件包进行了仿真计算,得出了该天线具有大约30个倍频程的阻抗带宽和方向图带宽,群延时接近常数,并测量了它的阻抗特性.研究结果表明:圆盘单极天线不仅在频域具有超宽带特性,而且具有稳定的相位中心,适合作为时域通信系统天线.     

3-5GHz短距离超宽带广义信道的测量与性能分析

在收发天线距离较近的情况下,对3-5GHz超宽带广义信道进行了频域测量,对所测数据进行了后期处理,得出其时域冲激响应,并且在基于多带UWB提案设计的仿真平台上进行了性能分析。实验表明,采用不同的收发天线对系统的性能有明显的影响,因此,本文提出的测试方法可以用于超宽带天线的性能评估与优选。     

一种串联馈电式超宽带天线阵列研究

为了实现高效辐射性能，本文对一种串联馈电式超宽带天线阵列进行研究设计。该阵列天线以0.02 mm厚的柔性聚酰亚胺为衬底材料，由3个超宽带单元天线和1个金属反射板构成。天线单元含有缝隙结构，通过串联方式进行连接，并采用共面波导馈电获得超宽带特性，天线下方放置金属反射板，以获得定向辐射特性。同时，采用电磁仿真软件高频结构仿真器(high frequency structure simulator, HFSS)对所设计的天线阵列进行建模仿真和设计分析。仿真结果表明，天线阵列的仿真带宽为3.02～12.05 GHz,测试带宽为2.92～12.35 GHz,覆盖超宽带3.1～10.6 GHz频段。天线在工作频段内保持良好的方向性，在8.5 GHz时，获得最大测试增益为8.6 dB,仿真增益为10.8 dB,说明天线带宽与方向图增益等性能均与仿真结果相吻合。本文设计的天线面积为121 mm×55 mm,天线与放射板间距为23 mm,具有高增益、尺寸小、质量轻等性能，适用于小型超宽带终端设备。该研究为柔性超宽带频段的阵列设计提供了理论基础。     

等效电路法在Vivaldi天线设计中的应用

为实现突破反复实验设计的传统方法,设计了微带线馈电结构的Vivaldi超宽带天线。该天线馈电部分的设计采用等效电路法,借助计算机辅助设计手段优化天线结构,对制作的实验样机进行了测试。最后,分析了加工工艺对该天线设计参数的影响。该天线工作频段为3．1—10．6GHz,在整个频段内天线增益超过8．5dB,3dB波束宽度超过40度,辐射效率达到了81％,满足FCC规定的超宽带天线的指标。     

阵列天线相位中心的校准方法及误差分析

为精确标定阵列天线的相位中心,提出一种校准阵列天线相位中心的方法.首先推导出阵列天线相位方向函数与天线位置偏移量的关系式,再根据阵列天线相位中心的定义和校准步骤,运用最小二乘法计算出相位中心的精确值,并对提出的校准方法进行了模拟实验验证.实验证明该校准方法可以有效地计算出阵列天线相位中心的位置.对计算结果的误差分析表明,较宽的阵列天线波束宽度和较高的相位测量精度都可以提高相位中心的校准精度.     

三阻带特性的超宽带天线研究与设计

针对超宽带通信与现有的民用通信存在频带交叠的问题,提出一种使用共面波导馈电的具有三阻带特性的超宽带天线.在此款天线中的超宽带天线原型从本质上来看是偶极子天线,故此具有很好的全向特性.同时使用三阶的开路存根结构和缺陷地结构来分别完成3个阻带抑制设计.3个阻带的设计相对独立,故此可以独立调节.为了验证天线的时域特性,利用电磁仿真软件CST对该天线进行了全波的时域仿真分析.最后通过实际测试进一步验证天线在3.1～10.6 GHz的全超宽带频段具有良好的全向特性,同时在WLAN、Wimax及C波段和X波段卫星通信频段具有良好的阻带抑制特性.     

牛顿迭代算法在声场定位中的应用

在声场定位系统中,发声系统和拾音系统之间往往没有直接联系,为了能精确判断出声源所处的位置,设计了一种由4个拾音器和1个单片机控制的声场定位系统.声源发出特定频率的声音信号,系统通过3个拾音器接收到声音信号,经过处理计算得到时间延时差.利用牛顿迭代算法,将时间延时差代入方程进行迭代计算,即能精确计算出声源具体位置,第4个拾音器用于校准所得结果.采用该算法只需最多4次迭代运算就能计算出声源位置坐标.利用上位机软件模拟测试算法,并在实物系统中测试,验证了牛顿迭代算法在声场定位中的可行性和精确性.该声场定位系统位置坐标可在液晶屏上显示,可实时描绘出声源移动轨迹.     

基于MFRC522的RFID读卡器设计

设计了一种基于MFRC522的读卡器,工作频率为13.56MHz,读取支持ISO14443A标准的射频卡片.给出系统硬件设计原理图,研究MFRC522发射电路中滤波、天线阻抗匹配和接收三部分电路元件值的确定方法.分析电路中电容元件的封装尺寸和材质对射频信号收发的影响,提出PCB天线的设计要求.阐述系统软件控制流程.捕捉并分析读卡器和射频卡之间收发信号的波形图.测试结果显示天线周围无金属物时的读卡距离最高可达60 mm,电路的稳定性和可重复性优良.     

基于GNU Radio和USRP的切换天线方向调制物理层安全系统

提出了一种切换天线方向调制物理层安全传输系统,利用天线的切换选择扰乱非期望方向的窃听者进行信息窃密,实现了视距空间的保密通信。基于GNU Radio和USRP软件无线电平台,结合高速射频开关、FPGA控制板、网络收发模块以及阵列天线搭建了实验验证系统。通过测试窃听者位于不同方位角的视频传输质量和信号星座样式验证了该方法的可行性,结果表明与传统阵列天线相比,切换天线方向调制技术能提供更安全的视距通信。     

连续波主动防护雷达防弹天线罩性能研究

针对连续波主动防护雷达自身防护问题,提出通过应用超高分子量聚乙烯防弹天线罩提升雷达的硬防护能力.首先设计了天线罩结构,并对天线罩防弹性能进行了测试,然后对安装防弹天线罩的主动防护雷达进行了天线方向图、收发天线隔离度测试.测试结果表明,防弹天线罩使天线增益略微下降、收发天线隔离度明显恶化;通过增加隔离板高度,可以改善收发天线隔离度.     

编队小卫星间相对测距和时间同步方法研究

介绍了编队飞行小卫星的特点,提出采用无线电双向单程测距方法实现星间相对测距和时间同步,计算了伪码和载波相位跟踪环路、星间相对运动、钟差变化、测量设备延迟、天线相位中心误差带来的星间相对测距和时间同步误差,讨论了降低误差的方法.对误差项进行综合分析后,得出星间相对测距误差可达到厘米级,时间同步测量误差优于0.1 ns的结论.     

超宽带TEM喇叭天线的研究与设计

超宽带天线技术具有广泛的应用前景,TEM喇叭天线是一种典型的超宽带天线.应用辐射方程,分析了带地板的TEM喇叭天线,对超宽带TEM喇叭天线阻抗和辐射特性问题进行了研究.该TEM喇叭天线由1个三角形金属板和1个地板组成,采用同轴线形式馈电.基于传输线模型,对TEM喇叭天线进行了建模仿真,并进行实验研究,结果表明,在1GHz~18GHz频带内,反射系数控制在-10dB以下,增益在8dB以上,并且在2GHz~14GHz频率范围内,增益均在12dB以上.测试结果表明,该天线具有良好的阻抗特性、定向性和群延迟特性,对脉冲辐射通信系统和超宽带雷达的研究具有很好的理论与实用价值.     

LDPC编码超宽带系统的迭代多用户检测算法

针对传统超宽带系统多用户检测算法复杂度过高问题,提出一种低复杂度的LDPC编码超宽带系统的迭代多用户检测算法。所提出的算法将Turbo迭代思想应用于LDPC编码超宽带系统的多用户检测中,并且采用软干扰抵消和最小均方误差滤波方法来简化接收机的复杂度。仿真结果证明,使用该算法接收机的性能显著优于传统接收机,经过少数次迭代后多址干扰被有效地抑制,达到接近单用户的性能。     

基于AT89S52汽车倒车防撞预警系统的设计

为了降低汽车倒车时因＂后视＂不良而引起的刮擦碰撞事故,设计了一款汽车倒车防撞预警系统。该系统以AT89S52单片机为主控单元,采用HC-SR04超声波测距模块实现非接触式测距,在硬件匹配的基础上,进行了电路设计和软件设计,并进行了测试实验,对测距误差进行了分析。本系统探测距离可为2~400 cm,测距精度可达3 mm,能够满足汽车在狭小空间内的倒车预警要求。     

超宽带陷波天线的设计

为了避免现存的窄带信号对超宽带系统的干扰,提出一种具有附加寄生单元结构的超宽带陷波天线模型.通过对天线矩形辐射贴片和接地板形状的改进,使之在超宽带的辐射频段内具有较宽的阻抗匹配特性,同时在天线背面加入两个T形寄生单元使其具有陷波特性.利用HFSS软件仿真测试天线性能,结果表明所设计的陷波天线实现对WLAN窄带干扰信号的抑制,同时在工作频段内表现出较好的全向辐射特性.     

基于GPIB的光收发模块自动测试系统

本文设计一套用于光收发模块灵敏度测试的自动测试系统,详细介绍了系统的搭建及软件控制流程。整个过程全部由计算机控制,避免了人工干预,真正实现了光收发模块的自动化测试,测试过程快速,测试结果精确。     

基于信道模糊关联识别的NLOS测距误差补偿算法

针对NLOS测距存在误差的问题,提出一种基于信道模糊关联识别的NLOS测距误差补偿算法.根据先验信道特征参数分布信息构造信道特征参数模糊隶属矩阵,并利用灰色关联分析方法计算归一化权值矩阵,进而获得模糊综合评价矩阵来对信道环境进行识别.在此基础上,根据信道识别结果构建Huber代价函数,通过Huber线性回归方法对原始测距结果进行迭代重构,将重构结果作为Kalman滤波的测量值进行滤波.仿真结果表明,所提算法可以有效提高NLOS环境下的测距精度,在信噪比大于-2 dB时可以达到厘米级测距精度.     

链式系统中信号远距离传输延时的在线测量方法

针对地震勘探系统结构成链式、采集节点多,全局主时钟和系统控制命令在其间传输延时大,而且采集节点间产生的延时不同且未知,导致不同采集通道间同步采集误差不易得到精确校正而影响同步精度的问题,提出了一种实时在线测量信号传输延时的回传模型和方法,采用链路复用技术,用同一根下行链路传输线实现从预处理模块到所有采集节点传输延时的精确测量,并能同时实现延时量向各采集节点一对一地传输。在进行链式系统设计时,本文方法能为后续同步采集误差的精确校正提供精确的延时依据。最后,建立了具有3个采集节点的实验系统,实验结果验证了本文方法的有效性。     

毫米波辐射计定标的实用技术与理论问题研究

本文研究在无商用噪声标准情况下,毫米波辐射计(零平衡Dicke式天线通道噪声注入型)接收机定标的实用技术、方法及有关理论问题。导出了校准源的馈线温度非均匀分布时,校准源-馈线组合的有效输出噪声温度的计算公式,并对其结果进行了讨论。对参考温度因环境而变化所造成的影响也进行了讨论,并给出此种情况下天线温度测量值的正确推算式。阻抗失配的影响虽未讨论,但所给T_A～X和T_N～Y定标曲线已对此影响进行了修正;所提供的基本校准方法及讨论所得结论都适用于限抗失配情形。