毫米波安检成像雷达设计

针对实际应用的安检技术的局限性,本文介绍一种基于FMCW的体制的安检成像雷达设计。雷达采用合成孔径成像算法对待检人员身上的隐匿目标进行探测,使用二维、三维仿真目标和Radarsat—I雷达数据对雷达系统和成像算法进行检验,计算结果证明了系统设计和成像方法的有效性。     

毫米波系统级封装中的基板功能化实现

阐述了毫米波系统级封装（SOP）架构中基板功能化的概念、作用及实现方法。提出了利用低温共烧陶瓷（LTCC）技术,在SOP多层陶瓷基板中一体化集成多种无源电路单元,使封装基板在作为表面贴装有源芯片载体的同时,自身具备相应的无源射频功能。最终通过设计实例的仿真、加工及测试对比,验证了在SOP架构下实现封装基板功能化的可行性,及其所具有的良好的射频滤波、层间信号互联、射频接口过渡等电气性能。     

大功率毫米波行波管AM/PM转换特性大信号解析理论的研究

毫米波行波管是未来通信发展的重要方向,由于AM/PM转换是影响毫米波行波管通信的重要非线性特性指标,因此AM/PM转换的研究对实现毫米波行波管线性化具有重要意义．本文基于相位展开的毫米波行波管欧拉大信号注波互作用理论模型,忽略高于二阶的非线性项,建立简化的欧拉大信号注波互作用理论模型．采用逐次逼近法推导其解析解,建立二阶逼近的欧拉大信号解析理论模型．利用欧拉大信号解析理论模型推导AM/PM转换的解析解,并发现AM/PM转换的产生与电子相位直流分量的激励成正比．应用建立的欧拉大信号解析理论和AM/PM转换解析模型对一支Q波段毫米波行波管进行大信号分析,并与拉格朗日理论模型以及传统的欧拉非线性理论模型进行对比．结果表明：欧拉大信号解析解的功率、增益和相移以及AM/PM转换与拉格朗日理论在线性区和中度互作用区十分吻合,饱和增益最大误差小于8.5%．同时,相较于传统的欧拉非线性模型,欧拉大信号解析解对非线性区增益和相移非线性特性的描述更具优势,即不但具有更高的精度,而且表现出传统欧拉非线性模型无法描述的增益压缩和相位失真现象．仿真结果验证了欧拉大信号解析解和AM/PM转换解析模型在线性区到中度互作用区的正确性和有效性．该AM/PM转换解析模型为后续研究毫米波行波管AM/PM转换非线性特性的物理机制与抑制方法奠定了基础．     

Roles of rare earth oxide additives in millimeter-wave sintering of AlN

Roles of rare earth oxide (RE2O3) additives in millimeter-wave(MM) sintering of AlN were investigated from the standpoints of phase diagram, heating characteristics of rare earth oxides, and morphology of intergranular oxide phase. In the millimeter-wave sintering of AlN, densification temperature decreased with the decrease of the ionic radius of rare earth ion and was closely related with the eutectic temperature in the RE2O3-Al2O3 binary system. The lowest densification temperature in the millimeter-wave sintering of AlN with Yb2O3 additive was attributed to the largest heating rate of Yb2O3·Al2O3 binary oxide under millimeter-wave radiation. Furthermore, the lowest densification temperature could be attained while selecting the Yb2O3 content so as to form the intergranular phase with the eutectic composition in the Yb2O3-Al2O3 binary system. The result showed good agreement with the above mentioned during the sintering of Si3N4 with Yb2O3-Al2O3 additive. From TEM observation, it was verified that film-like intergranular oxide phase formed under millimeter-wave radiation was favorable for attaining high thermal conductivity in the Yb2O3 added AlNs.     

某车载毫米波雷达组件热设计与参数优化

为实现毫米波雷达组件高效可靠的散热,根据前端电讯热控需求,文中提出均温板–翅片一体化风冷热控结构设计方案,并采用仿真设计软件对热设计方案进行了分析和仿真优化。研究结果显示：组件各芯片温度均在安全温度以下,发射芯片的最高结温（最高温度）为141.1?C,与传统风冷散热器相比,采用新型风冷散热器可使芯片最高温度降低9.8?C,强化散热效果明显。此外,也对风冷散热器结构参数和界面接触热阻进行了分析,确定均温板翅片高度30 mm、翅片间距3 mm为该热设计的优选方案。该研究结果可供高效风冷散热和毫米波组件热设计工程应用参考。     

基片集成脊波导毫米波板间垂直互联结构研究

在毫米波系统级封装(System-On-Package,SOP)中,需要一种宽带、小型化、易集成的板间垂直互联电路,以实现不同功能层之间毫米波信号的可靠互联。不同于常规基片集成波导(SIW),提出一种基于Z向基片集成脊波导(Substrate-Integrated-Riged-Waveguide, SIRW)的毫米波板间垂直互联结构。该结构体积小、易集成,可与多层基板加工工艺兼容、一体化同步实现。最后利用低温共烧陶瓷(Low Temperature Cofired Ceramic, LTCC)加工工艺,制作了背靠背互联实物,电路接口尺寸2.2 mm′1.3 mm,经测试在28~36 GHz 频带内实现单个互联插损小于0.45dB,带内平坦度优于±0.5dB,回波损耗优于-12dB。     

28 GHz下对毫米波透射特性的分析

毫米波段拥有高速传输数据的优点,是目前第5代(the 5th Generation,5G)移动通信系统的重要候选频段之一.为了研究毫米波的透射特性,将一对喇叭天线相向放置在玻璃门的两侧,在28 GHz频率下使用800 MHz带宽设备进行了一系列透射特性的测量.研究了不同入射角,极化方式及不同发射端与接收端(Transmitter-Receiver,Tx-Rx)距离对透射系数的影响.将测量结果与菲涅耳传播定律(包括光滑表面和提出的高斯粗糙表面模型)进行了对比.结果表明,文中提出的高斯粗糙表面模型与垂直和水平极化信号的透射特性更拟合.此外,实验也研究了收发端距离对透射的影响,并得出了不同入射角度下的穿透损耗值.     

基于LTCC 厚薄膜混合基板的Ka 波段T/ R 组件封装技术

收发组件的集成封装技术是毫米波二维有源相控阵领域应用研究的重点和难点。文中采用基于低温共烧陶瓷厚薄膜混合基板制造工艺技术,同时结合先进的微组装工艺,实现了Ka 波段八单元组件的高精度、高密度及气密封装;给出了收发组件的封装模型,通过仿真与实测对比着重分析了垂直互联、功率分配/ 合成网路及通道隔离的提升等关键技术,并测试了无源组件的微波性能。结果表明:该集成封装技术能够满足二维毫米波相控阵天线对T/ R 组件小型轻量化和高组装密度的技术要求。     

W波段三维近场安检成像系统

本文介绍了一套基于频率步进体制的W波段三维近场安检成像系统以及相应的成像算法。W波段信号可以穿透普通衣物,对人员携带的藏匿物品进行成像。成像算法通过在频率波数域进行插值处理可以完全补偿近场的波前曲面。文中阐述了频率波数域的插值过程以及实验数据的预处理过程。成像系统通过发射宽带信号得到高分辨距离像,通过提高工作频率得到高分辨方位像,方位向分辨率优于5mm。成像实验结果表明该系统性能优于现有的Ka波段成像系统。     

基于波束选择的毫米波Massive MIMO预编码算法研究

毫米波和M assive M IM O作为下一代移动通信中的关键技术,成为国内外通信领域研究的热点。在楼群密集的城市环境下,基于毫米波的传播特性,构建了城市环境下的毫米波多用户M assive M IM O系统模型,并针对大规模M IM O系统中,消除用户间干扰所用预编码矩阵维度高、系统复杂的特点,依据波束空间信道矩阵的稀疏特性,提出了一种基于波束选择的低维度预编码算法,对无共用波束的用户进行功率分配,对有共用波束、产生干扰的用户进行预编码。仿真结果表明,本文提出的方法在降低系统复杂度的同时又能保证较好的系统性能。所提出的系统模型和低维预编码算法具有较强的理论价值和实践意义,可以为系统后续算法研究以及软硬件设计提供参考。