宽频段雷达天线罩电厚度反射测试探头设计

在雷达天线罩电厚度反射测试中,针对测试探头与被测天线罩的失配反射限制测量范围,以及传统校准方法只适用于 特定单一工作频率的问题,采用波导魔 T 和半星形截面的介质柱相结合,设计了一种消除波导探头与天线罩外壁失配影响的贴 合式探头,优化提升了测试信号相位与天线罩插入相位变化的映射线性度,无需校准即可实现宽频段测量。 在 X 波段方波导 8~12 GHz 全频段范围内,探头对测试端口失配抑制可达 30 dB。 利用该探头,可以方便地将反射测试信号转化为传输信号,而 且仅通过简单的相位比对,即可获取天线罩电厚度信息,并可以直接实现不同工作频率下的测试。     

基于LMMSE的滑动相关信道估计算法

5G NR系统中,接收端信道估计过程一般不可忽略噪声的影响,并且采用传统的线性最小均方误差(LMMSE)信道估计算法的运算量将会变的巨大,所以提出了滑动相关矩阵的方法来降低算法的复杂度。首先,通过仿真得到最优的滑动相关矩阵以及每次滑动所输出的子载波数,然后通过滑动窗依次输出频域子载波的信道估计值从而完成整个信道估计;在时域,通过混合插值方法进一步提升了系统性能。仿真结果表明,算法相比于LMMSE算法误码率升高小于1 dB,但是复杂度降低了99.74%,满足工程需求。     

面向5G无人机通信场景的传播路径概率预测模型

面向5G无人机空地场景中快速变化的飞行高度和散射环境导致传播路径呈现动态生灭,路径概率预测对于描述动态生灭进而构建准确的空地信道模型至关重要.本文假设城市场景的建筑物位置服从泊松分布,综合考虑物理环境的随机几何信息以及菲涅尔传播区域等因素,建立了无人机对地视距（line-of-sight, LoS）路径概率的预测模型,该模型适用于不同飞行高度和通信频率.在此基础上,利用反射路径镜像的原理,推导获得了地面反射（ground specular, GS）路径概率的预测模型.仿真和分析结果表明,本文提出的LoS和GS路径概率模型在不同高度和频点与基于海量射线追踪仿真方法的平均预测结果表现出良好的一致性.此外,LoS路径概率模型在低空场景下的预测结果与现有标准化模型结果也吻合.     

面向6G的毫米波多频段多天线信道测量系统构建及实测验证

毫米波是5G和6G无线通信系统的关键技术.设计满足6G多频段、多天线、高动态范围需求的信道测量系统是6G无线信道研究面临的首要挑战.针对这一需求,本文构建了一种毫米波多频段多天线信道测量系统,可以覆盖24.25～28.5 GHz、31.8～33.4 GHz、37～42.5 GHz等毫米波频段,支持最高16×16天线配置.首先介绍该信道测量系统的架构与性能指标,提出多通道并行校准方案以及测量数据处理算法;其次,基于该信道测量系统开展26 GHz室内外场景的信道测量实验,分析路径损耗、时延扩展以及奇异值扩展等信道统计特性.通过对实测结果分析,验证了该信道探测器用于毫米波段测量的有效性.     

超宽带信号带内平坦度的自适应补偿方法

对于宽带接收系统,前端器件增益不平衡由此导致宽带系统带内幅度平坦度的恶化,严重影响系统测量结果的准确性,因此需要对已失真的信道传输特性进行补偿以提高带内幅度平坦度。现有技术主要采用频域采样法设计补偿滤波器实现,但是这种方法设计的滤波器阶数过高,通常达到200阶以上。面向测试仪器的工程应用,针对传统的最小均方误差(LMS)和递推最小二乘(RLS)自适应滤波算法不能兼顾收敛速度和稳态误差的缺陷,分别设计了基于变步长因子的LMS超宽带信号平坦度补偿技术和基于变遗忘因子的RLS的超宽带信号平坦度补偿技术。实验结果表明,所提出的两种方法能在获得良好幅度平坦度优化效果的基础上将滤波器阶数降到100阶以下。     

太赫兹混频器扫频测试技术

针对目前太赫兹混频器测试方法功能单一、测试效率低等缺点,文章在基于矢网的微波混频器扫频测试方法的基础上,提出了适用于太赫兹混频器的扫频测试方法。该方法将矢网的测试频率由微波波段提高到110GHz以上的太赫兹波段,实现了太赫兹混频器的快速测试。为了证明新方法的可靠性,分别用 “信号源+频谱仪”测试方法和本文提出的测试方法对150GHz-170GHz四次谐波混频器进行实验验证。本文提出的扫频测试方法,不仅实现了太赫兹混频器的变频损耗、回波损耗等参数的快速测试,而且与“信号源+频谱仪”测试方法所测得得变频损耗结果互相吻合,对矢量网络分析仪在太赫兹频段的测试应用具有重要意义。     

基于粒子滤波算法毫米波误差综合估计

5G毫米波通信因其高载波频率和速率而备受关注,成为了未来移动通信的研究热点。然而,在毫米波通信测试仪器设计中,通常采用多次倍频的方法为毫米波基波混频器提供毫米波本振,这个过程中附加产生的相位噪声、载波频率偏移和采样时钟偏移等误差,会造成系统解调指标恶化。为了解决这一问题,本文首次提出了一种基于粒子滤波算法的毫米波误差综合估计的方法,利用粒子滤波算法良好的鲁棒性和适应性,可一次性估计出相位噪声、载波频率偏移以及采样时钟偏移。通过仿真与实验分析,本文算法相较于传统PTRS相位噪声估计效果更好,EVM指标更优。并且本文所提算法已应用于国产5G毫米波基站综测仪中,在载波频率为28 GHz,带宽为400 MHz,调制方式为64QAM时,EVM指标可达到2.21%。     

基于调频连续波的太赫兹透视测距技术

由于太赫兹波能够穿透非金属、非极性材料,太赫兹技术能够弥补激光技术的不足,实现对目标内部的透视测距。研究分析提出基于线性调频连续波的太赫兹透视测距技术,实现了多种材料的厚度以及多层介质材料的介电常数的非接触式测量,进一步拓展了太赫兹线性调频连续波的应用范围,为材料介电常数测量提供了新途径。以3种常见的材料作为检测目标,利用0.11～0.17 THz、0.17～0.22 THz、0.22～0.33 THz、0.33～0.50 THz 4个频段的太赫兹线性调频连续波实验验证方法的有效性,并证明厚度测量和介电常数测量的精度随信号带宽的增加而提高,误差最小均可达到1%以下。此外,以雷达天线罩陶瓷材料作为检测目标,应用太赫兹透视测距的原理,结合二维扫描架获取样品的全部信息,实现了对内部缺陷的透视成像与定位。