超宽带电磁波的穿墙传播特性研究

研究在介质中超宽带电磁波的传播特性,主要是利用时域有限差分法对墙体建模,研究超宽带电磁波穿透墙体后的透射波形的变化。通过计算,理论推导了电磁波垂直入射墙体的透射系数和反射系数。通过Matlab软件的仿真,研究了超宽带电磁波的穿墙特性,展示了信号在穿墙过程中经历的时间延迟,幅度衰减,波形失真,并且研究了发射信号的频率、墙体的相对介电常数、电导率和厚度对透射波的影响,以及对反射系数和透射系数的影响。     

二维fBm分形分层介质粗糙面电磁波透射特征研究

该文运用微扰法研究了平面波入射分层介质粗糙面的电磁波透射问题,推导出不同极化状态的透射波散射系数公式。采用二维fBm分形粗糙面来模拟实际的分层介质粗糙面,结合其功率谱导出了平面波入射时的透射系数计算公式。通过数值计算得到了HH极化状态下二维fBm分形分层介质粗糙面透射系数随透射波的散射角变化的曲线,分形特征、基本特征、随频率变化的特征。结果表明分维、底层介质介电常数、中间介质介电常数和厚度、粗糙面参数及入射波频率对透射系数的影响是非常复杂的。     

一种新的微波频率下混合电解质水溶液复等效介电常数的计算方法

目前,大部分电解质水溶液的等效介电常数计算模型是针对静止频率下其实部进行的.而对于实部与虚部同时计算方法的报道中,都是通过大量实验测量,利用德拜参数拟合而得到相应结果的,且局限于少数几种溶液,例如盐水和海水等.本文中,通过实验得到了不同电解质水溶液的复等效介电常数,基于此实验结果,提出了一个新的计算模型,引入了不同离子的复影响因子的概念,用来计算微波频率下电解质水溶液的复等效介电常数.在915MHz和2450MHz下,比较了实验结果和计算结果,它们比较好地符合,从而证明了公式的有效性.这将为微波化学中微波加热稀溶液化学反应中的电磁场和温度分布计算提供基础,同时也将对地球物理、遥感以及水污染监测等相关领域研究有帮助.     

微波氢气等离子体介电特性的研究

通过实验发现微波矩形波导谐振腔中氢气等离子体生成前后谐振腔的谐振频率发生了变化.根据实验测量和HFSS软件仿真计算出了等离子体的等效相对介电常数,并研究了压强对介电特性的影响.由仿真结果可知:氢气和氢气等离子体的相对介电常数明显不同,微波氢气等离子体的等效相对介电常数小于1.在一定的压强范围内,微波氢气等离子体的等效相对介电常数随着等离子体压强的变化而变化.     

5G信号在沙尘气候中的特征衰减率分析

5G是当前研究的热点,频段可选取范围广,沙尘天气对于5G信号的衰减影响较大。通过分析湿沙尘的复介电常数,并结合频率和温度等因素,对不同气候条件下5G信号衰减进行仿真,得到不同频率和温度条件下的衰减率,从而作为链路预算指导,科学、有效的进行5G网络站点间距规划。     

遥感、遥测、遥控

TP72 2007011920一种新的微波频率下混合电解质水溶液复等效介电常数的计算方法/杨晓庆,黄卡玛(四川大学电子信息学院)//电子学报.―2006,34(2).―356～360.目前,大部分电解质水溶液的等效介电常数计算模型是针对静止频率下其实部进行的,而对于实部与虚部同时计算方法的报道中,都是通过大量实验测量,利用德拜参数拟合而得到相应结果的,且局限于少数几种溶液,例如盐水和海水等,文中,通过实验得到了不同电解质水溶液的     

建筑物对通信信号衰减的定量研究

本文首先介绍了通信信号衰减的测量方法——自由空间法.基于此,以国内某市某区域为例,对建筑物对通信信号衰减的影响,进行了定量测量.通过对测试结果的观察发现,建筑物的存在,是导致通信信号衰减的主要原因.     

自由空间法分析介质蜂窝等效复介电常数

根据自由空间法介质材料介电常数测试原理,采用商用电磁场仿真软件给出了介质蜂窝材料等效复介电常数的分析方法,计算出了特定材料、格孔周期蜂窝材料的等效复介电常数。为验证方法的正确性,对等效介电常数的平板和相应的蜂窝的透射反射系数的幅度相位进行了比较,两者吻合良好。通过对宽带范围内蜂窝等效介电常数的计算表明,介质蜂窝具有微小的色散效应,随着频率增高,蜂窝的相对介电常数、损耗正切略微减小;蜂窝的磁介电常数接近为1,磁损耗正切接近为0。     

基于平面波斜入射的人体信道远场路径损耗建模

人体信道路径损耗计算对植入式通信链路预估具有重要意义.文章利用有耗媒质的电磁场边界条件、反射和透射定理并引入切向等效波阻抗定义,推导出平面波向人体斜入射时各人体组织分界面上的入射角、透射角、反射系数、透射系数、切向等效波阻抗以及各人体组织中的电磁合成波,提出了一种基于平面波向多层有耗媒质斜入射的人体信道远场路径损耗解析模型.然后以植入在肌肉为例,计算了TM波和TE波在5个常用工业通信频率以不同角度斜入射的人体信道电磁场分布与路径损耗,结果显示,电磁波在入射面的反射是影响人体信道路径损耗的关键因素,当频率在1.4 GHz附近时总路径损耗最小,TM波性能优于TE波,且当入射角小于等于30°时,总路径损耗基本保持不变.最后采用COMSOL Multiphysics建立了有限元仿真模型验证解析模型,二者结果高度吻合,最大误差仅为0.039,有力证明了解析模型的正确性和有效性.     

基于微扰法指数型粗糙面电磁波透射问题研究

采用指数型粗糙面来模拟实际粗糙面,根据微扰法研究粗糙面下方介质2中的电磁散射,结合指数型粗糙面的自相关函数导出了不同极化状态下指数型粗糙面透射波散射系数的计算公式.通过数值计算得到不同极化状态下指数型粗糙面透射系数随散射角、散射方位角及入射波频率变化的曲线;讨论了粗糙面参数和入射波频率对不同极化状态透射系数的影响;得出指数型粗糙面透射系数的基本特征和随频率变化的特征.结果表明,粗糙面高度起伏均方根、相关长度和入射波频率对指数型粗糙面透射波散射系数有显著影响.这一结果对于遥感、探测等实际的雷达工程问题具有重要的参考价值.     

1.2 GHz band wave propagation measurements in concrete building for indoor radio communications

For the design of indoor radio communication or a portable radio telephone system, 1.2 GHz band radio wave propagation characteristics are investigated in a concrete building. Penetration loss through a window, local median variations, and cumulative distributions of received signal levels in a room, reflection coefficient or equivalent dielectric constant and transmission loss of a wall/floor are discussed.     

一种壁厚渐变蜂窝宽带透波结构*

采用介电常数渐变结构是一种有效实现宽带透波的方法。为实现介电常数随厚度变化,本文提出了 一种壁厚渐变六边形蜂窝结构。根据蜂窝等效介电常数的近似计算公式和介质介电常数变化分布,计算出该渐变 结构的几何参数。基于渐变线宽带匹配理论,对空气和高介电常数介质进行宽带匹配设计,从而得到介质介电常数 随厚度渐变的分布规律。为验证该设计方法的有效性,采用CST 商用仿真软件,对该结构的周期单元透波性能进行 仿真。仿真结果表明该结构在垂直入射和大入射角情况下,具有良好的宽带透波特性。通过改变芯层材料厚度可 以进一步调整宽带透波特性的起始频率。     

理论分析毫米波螺旋线行波管慢波系统导体和介质损耗

该文基于夹持杆分层螺旋带模型和3维电磁场模型分析,详细研究了毫米波螺旋线行波管慢波系统的导体和介质损耗。螺旋带模型中介质损耗考虑为纵向传播常数的虚部,给出电磁场的解析解,导体损耗由螺旋线和管壳表面的面电流不连续性获得。3维电磁场模型分析通过本征模法,求解单周期结构的品质因数和周期储能,获得有限导电率导体和夹持杆陶瓷损耗角带来的慢波系统高频损耗。结果表明,毫米波段螺旋线的导体损耗和夹持杆的介质损耗远大于管壳导体损耗,介质损耗与陶瓷损耗角呈线性关系,对高频损耗的影响不可忽略。     

毫米波螺旋线行波管慢波系统高频损耗

基于夹持杆分层螺旋带模型和三维电磁场分析研究了毫米波螺旋线行波管慢波系统的导体和介质损耗。螺旋带模型中介质损耗考虑为纵向传播常数的虚部,给出螺旋带中电磁场的解析解,导体损耗由螺旋线和管壳表面的面电流不连续性获得。三维电磁场分析通过本征模法,求解单周期结构的品质因数和周期储能获得有限导电率导体和夹持杆陶瓷损耗角带来的慢波系统高频损耗。结果表明,毫米波段螺旋线的导体损耗和夹持杆的介质损耗远大于管壳导体损耗,介质损耗与陶瓷损耗角呈线性关系,对高频损耗的影响不可忽略。     

5G通信对PCB基材的要求

概述了5G通信的频段范围和概念,5G通信将带来传输速度更快、延时更小和更大传输量等.5G通信产品对PCB用基板材料有更高的要求,特别是介电损耗、介电常数和导热等方面要有质的提升,这对基板材料的发展无疑是个挑战又是机遇.     

Dispersion and attenuation characteristics of coplanar waveguideswith finite metallization thickness and conductivity

A new approach of modifying the conventional spectral-domain approach is proposed for an analysis of the coplanar waveguide whose signal strip and ground planes have finite thickness and conductivity. By introducing suitable equivalent sources in the slot and signal strip regions, the problem can be significantly simplified by reducing the two-dimensional numerical integration into the one-dimensional one, thus it can be treated as easily as the conventional spectral-domain approach. By this modified approach, both the phase constant and attenuation constant can be determined simultaneously without using the assumption that the metallization thickness is much larger or smaller than the skin depth. In this work, comparison with published theoretical and experimental results is presented to check the accuracy of the new approach's results. In particular, the effective dielectric constant ϵ_eff and attenuation constant a of a coplanar waveguide with finite metallization thickness and finite conductivity are discussed in detail, together with the current distributions along the signal strip and ground planes     

Modeling of Multilayer Suspended Microstrip Line and its Discontinuities on CMOS Grade Silicon Substrate for Millimeter Wave Integrated Circuit Applications

Transmission line parameters such as characteristic impedance Z₀, effective dielectric constant ε_eff, attenuation constant α of suspended microstrip line on multilayer low resistively silicon substrate are investigated using full wave FEM simulator HFSS. Effect of variation in the thickness of Si₃N_4, polyimide and metal layers on attenuation are studied. Due to suspended nature, significant reduction in transmission loss is observed in the simulation at 60 GHz frequency. Discontinuities such as open end, gap and step in width of strip conductor are analyzed to extract their lumped equivalent circuits which can be used in the design of integrated circuits.     

脉冲电磁波传输过程中的失真分析

超宽带通信是近几年发展起来的短距离无线通信技术,而无线通信信道特征取决于信号传播的电磁环境。运用频域法研究大地媒质中的脉冲传播和辐射问题,且在此基础上分析脉冲电磁波穿过3层媒质的失真情况,并分析现代建筑物中的混凝土砖墙对信号传播的影响。通过仿真得到超宽带脉冲信号在传输过程中的失真结果,这对遥感及超宽带通信系统的设计意义重大。     

Measurement of Equivalent Dielectric Parameters of Sandstorms from the Microwave Attenuation

The theory is presented for one method of determining the equivalent dielectric parameters of sand storms from microwave propagation measurement over a line of sight link. The method required the transmission of linear polarized or circle-polarized signal and attenuation measurement. The equivalent dielectric parameters of sandstorms determined at frequencies of 33.5 GHz and 93 GHz over a terrestrial link.     

太赫兹频段星地通信信道建模与仿真

太赫兹频段作为至今尚未被完全开发的超高通信频段,具有超大带宽等优点,将其应用于第五代（the 5th Generation,5G）、后五代（Beyond 5G,B5G）移动通信系统,除实现更高速率传输外,还可实现地面移动网络与卫星网络频谱资源的共享,有利于推动新一代空天地一体化通信网络建设.文章提出了一种适用于星地通信系统的太赫兹信道建模与仿真方法,分析了自由空间损耗、分子吸收损耗、云雾衰减、雨衰减及多普勒频移等太赫兹信道的影响因素,构建了星地太赫兹通信信道建模流程,并给出了分步骤信道参数的生成方法.通过数值仿真,对不同天气状况下传输距离和频率对传输信号的影响进行了分析,并基于所生成的信道响应对误码率进行评估,从而验证了所提出模型和方法的可用性.所提建模方法能够提供不同传输条件下的动态太赫兹信道响应数据,从而为今后太赫兹频段无线通信系统的设计与开发提供评估与测试依据.