基于LabVIEW的毫米波成像系统控制软件的实现

为了满足学校科研对实验系统高效率、高智能和对测试结果的高准确度要求,摈弃传统毫米波成像模式,采用LabVIEW为编程语言,开发了一套全自动、实时性、各仪器协同性优越的全自动毫米波成像系统.并且用这套系统做了点对点激光成像实验,得到了多幅高质量的成像效果图.在实际使用中用户能够根据自己要求设定多种参数来自定义整个成像过程;还可以单独调用控制部分实验仪器完成其他科研实验,实现了科研实验的自动化、高效率和一套程序多用途等目的.目前该套系统已经成功地运用到多个实际科研项目中.     

毫米波通信系统QPSK调制器设计

为解决毫米波通信系统中数据速率和频谱资源紧张的难题,采用直接数字频率合成(DDS)和锁相环(PLL)技术,基于改进的π/4-QPSK调制方式,以现场可编程门阵列（FPGA）为控制单元,设计了一种用于毫米波通信系统的QPSK调制器。重点介绍了应用FPGA实现Gold码的编码过程,并给出了Gold编码Modelsim仿真结果。测试结果表明,该毫米波调制器工作稳定,QPSK调制信号中心频率30 GHz,数据速率3 Gb/s,输出功率大于4 dBm,相位噪声优于-100 dBc/Hz@10 kHz,可用于实际工程。     

Characteristics of millimeter wave detection in a Fabry-Perot resonator using a YBCO-BiO composite superconductor

A quasioptical technique with a hemispherical-type Fabry-Perot resonator for measuring characteristics of millimeter wave detection using a YBCO-BiO composite superconductor has been successfully developed. This Fabry-Perot resonator consists of a spherical mirror and a plane mirror mounted on the cold head of the refrigerator, under a controlled temperature of 40 to 300 K. The method offers the advantages of estimating irradiation power, easily controlling the sample temperature, analyzing the mode of the irradiated millimeter waves and easily extending to higher frequencies. The superconducting millimeter wave detector has been measured with this technique, with measured sensitivities of 46.5 V/W (70 K) to 160 V/W (35 K) at 50 GHz. These results are close to the theoretical values calculated numerically from the characteristics of the detector. It was confirmed that the millimeter wave detection system using the Fabry-Perot resonator is suitable for estimating the sensitivity of the high-Tc superconducting millimeter wave detector.     

双智能反射面辅助的毫米波系统和速率最大化研究

智能反射面(Intelligent Reflecting Surface, IRS)作为一种低成本的无源设备,它能够智能地控制无线传播环境。考虑一种双IRS辅助下行毫米波多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output, MIMO)系统,通过联合优化两个反射面的反射相移矩阵和基站预编码矩阵,最大化多用户和速率,同时满足发射功率约束以及IRS反射系数的模一约束。由于两个反射面之间存在反射链路,优化问题中的优化变量高度耦合,因此采用交替优化对原问题进行解耦,子问题中分别采用流形优化和最小均方误差方法来求解。仿真结果表明,所提方案获得了比现有块坐标下降方案以及随机相位方案更好的和速率优势。     

Modeling and analysis of distributed millimeter wave massive MIMO system using Poisson point processes

Wireless Networks - This paper studies a downlink distributed millimeter wave massive multi-input multi-output (D-MIMO) system with radio access units (RAUs) and user equipments (UEs) following...     

沙尘暴多重散射对毫米波衰减影响研究

根据随机介质中电波传播理论,应用等效介电常数法和Mie理论,研究毫米波在沙尘暴中传播的衰减;并应用Monte Carlo方法,研究沙尘暴大气中毫米波多重散射对衰减的影响.分别得到了单次散射和多重散射时沙尘暴引起的毫米波段几个大气窗口频率的特征衰减,及随沙尘大气能见度和沙尘粒子水含量的变化关系.结果表明,当能见度小于1 km时,随着能见度的减小,特征衰减增大很快,多重散射的影响也愈来愈大.衰减随含水量的增加而增加,尤其当沙尘粒子水含量大于1%时增加较为显著.因此,对于预测自然沙尘暴大气对毫米波的衰减,当能见度小于1 km时,必须考虑粒子的多重散射效应.当沙尘粒子的水含量超过1%时,需要考虑水含量的影响.这些研究对民用和军用通信、遥感等系统的开发和应用均具有重要的实际意义.     

Accurate evaluation of a millimeter wave compact range using planar near-field scanning

Significant progress has been made in recent years on planar near-field measurements for antenna calibrations. Such measurements are also useful in the alignment and evalnation of compact ranges because they provide more information than a limited number of analogue plots in one dimension. Contour plots of amplitude and phase data obtained from more complete two-dimensional measurements precisely and accurately locate sources of problems in the range reflector, with phase contour plots being more useful as diagnostic tools.     

受激布里渊散射在被动毫米波综合孔径成像中的运用

提出了一种将受激布里渊散射(SBS)应用于被动毫 米波综合孔径成像中的方案。运用光纤SBS效应,对毫米波的 抑制载波双边带(DSB-SC)调制信号的一个边带进行放大同时抑制另一个边带,实现毫米波 信号的抑制载波单边带(SSB-SC)调制。将该方案应用 于被动毫米波综合孔径成像中,在获得毫米波信号上变频的同时实现了光学滤波以及单边 带功率放大。深入分析了SBS实现SSB-SC调制的原理以及运用于被动毫米波综 合孔径成像中的可行性。实验结果表明:本文方案可以有效 实现毫米波的上变频、功率放大及滤波功能;与传统电光调制系统相比,本文方案简单有效 ,由于系统对携带毫米波信息的边带有放大作用,可以运用于毫米波功率较低时的成像。     

5G毫米波OTA系统不确定度评估

5G毫米波频段有许多应用场景。毫米波采用了波束赋形技术,需要基于天线阵列实现。由于毫米波射频前端高度集成,一般不具备射频测试接口,几乎所有的测试项目需要在空口(Over-The-Air,OTA)环境下进行,因此一个可靠、稳定的测试环境是保证测试结果准确的必要条件。然而,OTA系统是由暗室、射频线缆、转台等多个部分组成的复杂测量环境,每一个环节都可能引入相应的测量不确定度,并且传递到最终的测量结果上。此外,毫米波测量具有频率高、损耗大的特点,相对低频更难保证测量系统的可靠性,因此对毫米波OTA系统不确定度的研究具有重要意义。结合典型的5G毫米波OTA测量环境对系统不确定度进行阐述与分析。     

毫米波主动寻的制导系统的性能仿真研究

随着当代科学技术的迅猛发展，毫米波主动寻的制导系统得到了不断的升级优化，如与红外成像制导等制导系统进行组合使用，则复合制导系统的性能将得到充分的发挥。介绍了毫米波制导系统的优点，并对其性能进行了仿真，仿真结果进一步证实，只要其它的参数条件选择适当，那么毫米波主动寻的制导系统能够充分满足战争的需求。     

基于截断sinc插值的毫米波全息成像算法优化

针对毫米波系统在二维横断面成像时,空间频率间隔上非均匀性影响成像精确度问题,提出基于截断正弦基数(sinc)函数的插值优化算法。算法取sinc函数为卷积核,对数据进行插值,相较细胞元插值法,得到的散射插值幅值更接近实际值,成像精确度更高。在此基础上,由于sinc插值需要无穷项求和,所需计算的数据量巨大,因此对插值求和项进行截断处理,对不同截断点数所成横断面像作比较,进一步优化成像质量。仿真结果验证了算法的可行性和精确性。     

60GHz全双工OFDM-ROF系统的实验研究

研究了基于光外部调制的方式产生60GHz光毫米波的全双工光纤无线(ROF)通信系统。实验利用29GHzRF源产生58GHz的光载毫米波,2.5Gbit/s OFDM信号作为下行数据信号调制到光载毫米波上并传输光纤20km,在基站与用户单元实现3.3m的无线传输。同时实现了下行信号中心载波重利用作为上行信号的光载波,2.5Gbit/s的OOK信号作为上行数据信号调制到光载波上经20km上行链路光纤传输至中心站。     

毫米波微带天线阵列设计

设计了一个圆口径串并联混合馈电的毫米波微带天线阵列。该天线采用矩形微带工字型缝隙贴片耦合馈电的方法展宽带宽。为了有效利用天线口径面积,减小网络复杂度,选取串联微带天线阵列形式。同时为了展宽带宽,根据设计的圆形口径阵列,将部分子阵采用串并联混合馈电的形式,得到带宽为5%的毫米波微带天线阵列。仿真表明,该天线在工作频带内增益大于30.6 d Bi,波束宽度为4.0°×3.5°,副瓣电平低于–13 d B。该天线阵面与网络配合,可以实现多波束或相控阵的功能。     

一种新的毫米波隐身方法研究

在毫米波被动探测与制导的实际威胁下,为提高地面目标在未来战场的生存能力,进行了目标的毫米波隐身技术研究,鉴于被动隐身存在的不足,基于目标和背景辐射特性,提出了一种新的主动隐身方法。对该隐身方法的形成机理进行了理论分析,并进行了建模计算,获得了末敏弹典型带宽下不同背景所需的干扰功率面密度,最后通过外场试验对目标主动隐身特性进行了测试,试验数据说明经过主动干扰之后,能大大降低目标与背景的辐射差异,进一步验证了隐身技术可行性。     

Intelligent channel estimation in millimeter wave massive MIMO communication system using hybrid deep learning with heuristic improvement

The major goal of millimeter wave (mmWave) multiple-input multiple-output (MIMO) systems is to get effective channel state information (CSI). Most of the recent works use nuclear norm theory for recovering the low-rank scheme of channels. Some suboptimal solutions to the rank minimization problem can occur while addressing the nuclear norm-based convex problem, which degrades the accuracy of channel estimation. Some works recover the channel with the assumption of the mmWave channel using an over-complete dictionary. On the other hand, the accuracy of available CSI may openly influence the efficiency of mmWave communications. The main intention of this paper is to develop an enhanced channel estimation model with an optimized hybrid deep learning model. Here, the integration of deep neural network (DNN) and long short-term memory (LSTM) form the hybrid deep learning model termed optimized D-LSTM, which is modified by the opposition searched exploration-based Harris hawks optimization (OE-HHO). The input to the proposed hybrid deep learning is taken as the correlation among the received signal vectors and the measurement matrix for predicting the beam space channel amplitude. Finally, the successful channel estimation is observed by deep hybrid learning by the experimental outcomes, which also demonstrate that the proposed channel estimation model overwhelms the conventional models in terms of Normalized Mean-Squared Error (NMSE) and spectral efficiency. The experimental results show that the designed OE-HHO method obtains 9.2%, 8.9%, 8.65%, and 0.47% progressed than DA, DHOA, GWO, and HHO, respectively. Therefore, higher efficiency is observed by OE-HHO based mmWave MIMO communication system.     

基于平衡探测的RoF系统的毫米波研究

通过理论建模,在中心站利用法布里一珀罗(F-P)滤波器从可调谐激光器中滤出两束相位近似相等的相干光,经过2x2光纤耦合器耦合之后,在基站利用两个光电探测器进行平衡探测产生了毫米波信号.经仿真对比,相位噪声和系统强度噪声得到了极大的改善.     

红外成像/毫米波雷达复合导引头信息融合研究

分析了红外成像/毫米波复合导引头的技术特点和工作状态,介绍一种红外成像传感器目标偏差角计算方法,针对红外成像/毫米波雷达复合导引头中平面毫米波雷达无法提供目标俯仰角信息这一特点,提出一种利用弹载测高仪提供的飞行高度推算出平面雷达俯仰角,并利用最优加权平均法对红外和雷达提供的信息进行融合,取得了较好的融合效果。     

基于ZYNQ的毫米波雷达高速数据采集系统设计

随着毫米波射频传感器在工艺上的突破,毫米波雷达在行业中的应用越来越广泛。为了实现毫米波雷达的高速数据采集,提出一种基于ZYNQ的毫米波雷达高速数据采集系统。该系统面向AWR1243毫米波雷达,基于ZYNQ构建,利用PL和PS软硬件协同工作的灵活性实现雷达自主可控、雷达2.4 Gb/s高速CSI2数据解析以及千兆以太网数据上传功能。实验结果表明,该系统运行稳定,千兆以太网数据上传速率高达350 Mb/s,丢帧率为零,并且能满足实时性要求。有效解决了已有采集系统成本高、体积大、功能单一、实时性差等问题,为自动驾驶、无人机避障、手势识别等应用提供了一套低成本、小体积、易操作的数据采集系统。     

红外成像/毫米波雷达复合导引头制导策略研究

分析红外成像传感器和毫米波雷达的技术特点,介绍了红外成像/毫米波复合导引头的工作流程,为提高复合导引头抗干扰能力,提出利用红外目标特征来区分红外干扰和舰船目标,并结合反舰导弹工作的实际情况,形成一种适用于反舰红外成像/毫米波雷达复合导引头的末制导策略。     

M2M energy saving strategy in 5G millimeter wave system

Telecommunication Systems - Machine to Machine technology has a broad application prospect in the 5G network, but there is a bottleneck in the energy consumption of intelligent devices powered by...