通信感知计算一体化波束赋形设计

结合通信感知一体化和空中计算的优点,提出了一种空口通信感知计算一体化技术,并通过对多天线雷达感知与空中计算波束赋形进行联合优化设计,从而在保障感知准确度的前提下最大化空中计算的准确度。通过仿真验证,并与传统波束赋形比较后可知,该设计可以有效地同时实现雷达感知与空中计算,显著提升频谱效率。     

大垂直口径天线俯仰波束赋形设计

给出了一种大垂直口径天线俯仰波束的优化设计过程。大垂直口径天线由10个辐射阵元构成,可以看成为一个阵列。为使天线的辐射波束达到给定的波束要求,提出了一种改进的遗传算法及其目标函数模型,对各辐射阵元的馈电幅度和相位同时进行优化。计算结果显示,天线能够产生满足设计要求的俯仰波束。通过全波电磁仿真软件HFSS进行了验证,仿真结果与计算结果吻合,证明了所提方法的有效性和实用性。     

通信感知一体化混合波束赋形技术

为解决无线通信与感知的性能日益强大而带来的频谱资源紧缺的问题,通信感知一体化(Integrated Sensing and Communication, ISAC)技术逐渐开始受到重视。在目前最有发展潜力的毫米波(millimeter Wave, mmWave)多输入输出(Multiple Input Multiple Output, MIMO)混合波束赋形系统基础上,提出了一种通信感知一体化的波束赋形算法。使用均方误差(Mean Square Error, MSE)衡量该系统的通信和雷达的性能,通过引入权重因子将通信与雷达的性能指标综合考虑,得到通感一体化波束赋形系统的最优解。针对求解过程中的非凸优化问题,提出了基于坐标迭代的交替优化算法对问题进行求解。针对不同权重因子,对通信的频谱效率和雷达的波束方向图进行了仿真,仿真结果验证了所提方案可以实现通信感知一体化系统下通信与感知性能的折中。     

低副瓣有源相控阵天馈系统中的一体化设计

该文提出低副瓣有源相控阵天馈系统中的一体化设计方法,从几个主要方面阐述如何进行一体化设计,在248元天线阵上试验,实测波瓣的峰值副瓣电平和差波瓣零深均在-31dB以下,当波瓣扫描至60时,其峰值副瓣电平不高于-26.5dB,表明一体化设计的必要性。     

多功能固态发射机的一体化设计

介绍了一种多功能固态发射机,讨论了固态发射机的多种功能要求,发射机的不同方案,发射组件的组成、工作原理以及发射机的技术难点等.有源相控阵雷达天线的发射低副瓣是该发射机的显著特点;采用分布式发射组件的幅度加权技术可以实现发射低副瓣.为了融合发射机的多种功能,重点讨论了一体化发射机研制过程中需要解决的一系列工程技术问题.最后给出了比较满意的实验结果.     

全息通感一体化：高能效的波束赋形设计

通信感知一体化是解决频谱拥塞问题的重要手段。现有的通感一体化系统依赖高功耗的相控阵,限制了其在功率受限场景中的应用。作为一种低功耗天线,可重构全息超表面可以用于替代相控阵,从而形成全息通感一体化这一新范式。在该范式中,利用可重构全息超表面作为发射天线,可以同时实现高空间自由度与低功耗,进而提升通感一体化系统的整体性能。研究了全息通感一体化系统的能效,通过联合设计基站和全息超表面的波束赋形提升系统能效。然而,由于基站的数字波束赋形和可重构全息超表面的模拟波束赋形相互耦合,使得波束赋形的联合设计具有挑战性。为了应对这一挑战,首先构建了最大化能量效率的优化问题,并提出了全息波束赋形优化算法来解决这一问题。仿真结果显示,与传统基于相控阵的通感一体化系统相比,全息通感一体化系统可以在相同发射功率和天线尺寸的条件下实现更高的能效。     

微带串馈赋形波束阵列天线设计

利用阵列天线的不均匀性可以实现对辐射单元幅度和相位的控制以达到特殊波束赋形目的。传统设计中,基本没有考虑微带不连续性对微带传输线长度的影响。本文采用仿真方法获得了微带贴片单元的等效参数,综合考虑了微带不连续性对贴片单元长度以及贴片间传输线长度的影响,设计了双层X波段32元串馈矩形微带贴片阵列天线,实现了余割平方赋形波束。运用电磁仿真软件CST对该阵列天线进行仿真,制作了天线实物并进行了实验,结果与预期指标吻合较好。     

四网协同下的多频共用一体化天馈设计

本文通过超宽带天线振子、馈电网络的研究,结合差分进化与遗传退火优化算法,提出了GSM、TD-SCDMA和LTE的一体化天馈系统综合解决方案,实现了四网协同下的多频共用一体化天馈设计,可节约大量的支撑设备、传输设备投入,为运营商多网络天馈建设提供了有效的设计方法。     

X波段一体化阵列天线设计

设计了一种X波段一体化阵列天线。通过对微带辐射单元和功分器、多层校正网络的一体化设计,便于和有源器件集成,结构紧凑、重量轻。实验结果表明:在X波段内,驻波小于1.7,天线阵H面扫描角度达到±45°,满足实际使用的要求,设计思路和设计方法具有很好的可扩展性。     

集中式MIMO雷达多模式一体化波形设计

集中式多输入多输出（multiple input multiple output, MIMO）雷达系统基于波形分集优势,可灵活改变发射方向图形状和指向方向空间合成信号的特性,从而实现多种雷达工作模式。提出了一种集中式MIMO雷达多模式一体化波形设计方法,采用方向图模板拟合、模糊函数模板拟合以及通信波形拟合的方式优化不同方向上的合成信号,使其具有不同特性,从而在单脉冲时间内实现搜索、跟踪和通信功能。采用最大块增量优化算法对构造的恒模四次多项式优化模型求解。实验结果表明,该方法可以得到具有低旁瓣模糊函数的搜索与跟踪波形,并且满足通信需求。     

一种双层赋形波束形成网络的设计

提出了一种双层空气板线结构赋形波束形成网络的设计方法,包括赋形波束的综合和关键单元的设计,讨论了该种网络在具体工程实现中的设计考虑,给出了样件的实验结果。通过对比发现,该网络的测试曲线与理论曲线甚相一致。     

一种赋形阵列天线的优化设计

给出一种S 波段波束赋形阵列天线的优化设计过程,由带状耦合结构的印刷阵子天线并排组成16 元直线阵列。为使天线的辐射波束达到给定方向图的主瓣和副瓣要求,采用联合应用DFP 和BFGS 公式的变度量优化算法,对阵列天线各单元的馈电幅度和相位同时进行优化,并考虑阵列中各单元之间的互耦对阵列的影响,通过全波电磁仿真软件HFSS 进行了验证,所得的方向图与理论计算十分吻合。根据仿真优化的结果,制作了天线阵实物并进行了测试,得到的测试结果与仿真结果一致。     

基于SOI工艺集成电路ESD保护网络分析与设计

由于SOI(Silicon-On-Insulator)工艺采用氧化物进行全介质隔离,而氧化物是热的不良导体,因此SOI ESD器件的散热问题使得SOI电路的ESD保护与设计遇到了新的挑战。阐述了一款基于部分耗尽SOI(PD SOI)工艺的数字信号处理电路(DSP)的ESD设计理念和方法,并且通过ESD测试、TLP分析等方法对其ESD保护网络进行分析,找出ESD网络设计的薄弱环节。通过对ESD器件与保护网络的设计优化,并经流片及实验验证,较大幅度地提高了电路的ESD保护性能。     

基于NURBS建模的椭圆波束赋形天线设计

基于非均匀有理B样条曲面建模,提出一种低剖面椭圆波束赋形天线设计方法。利用馈源喇叭的辐射方向图和主反射面口面场分布函数,对φ=0°面的主副反射面曲线赋形,计算任意φ平面的主副反射面赋形曲线,利用非均匀有理B样条曲面建模技术对主副反射面建模并用全波仿真软件进行仿真优化。仿真结果表明,用该方法设计的椭圆波束天线在12.5 GHz和14.5 GHz时效率分别为67.82％和65.38％,第一副瓣电平均小于-14 dB,该天线实现了低剖面和高效率的优良性能。     

一种雷达微波接收机电路的集成化设计与实现

文章叙述了实现雷达接收机立体微波集成电路的基板及焊接工艺,研制了一种针对多通道雷达接收机的接收集成电路.提出了芯片电路设计,多层基板实现,以及芯片封装等实现方法.测试结果表明,电路达到了预期的设计目标.该集成电路的实现,提高了雷达整机的集成化水平.     

星载SAR相控阵天线一体化热设计

介绍了星载相控阵天线一体化热设计的方法,利用不同的仿真软件分析了天线热分布、结构变形等情况,通过建立热变形对天线电性能影响的仿真模型,验证热设计是否能满足电性能要求,并以电性能最优为目标实现最优的热设计。最后,针对星载SAR天线产品验证文中设计方法的工程可实现性。     

集成电路低功耗设计

集成电路的低功耗和散热设计是ASIC(专用集成电路)芯片发展中比较突出的问题。文中从理论上对由于寄生负载电容进行充放电、漏电流和亚阈电流造成的集成电路功耗进行了探讨,从而找出降低集成电路功耗的多种方法。     

多层微波网络用印制板制造研究

对一种微波网络用多层印制板的制造工艺流程进行了简单的介绍,对所采用的层压工艺技术和品质控制进行了较为详细的论述。     

有源集成天线阵的功率合成和波束扫描

从York的非线性动态理论出发,设计了空间耦合有源天线二元阵,实现了空间功率合成.通过改变单元的自由振荡频率,实现了无相移器的波束扫描,扫描范围达到-10°~10°,实验测试结果与理论预测值吻合良好.