基于相位调制器倍频技术产生56GHz毫米波的光载无线通信系统

提出并实验研究了一种基于光相位调制器(PM)倍频技术产生56GHz毫米波的光载无线通信(RoF)系统。在中心站,通过28GHz射频(RF)信号驱动PM产生了56GHz光毫米波,并将下行的2.8Gb/s开关键控(OOK)信号调制到该光载波上,然后经过20km标准单模光纤(SSMF)传输至基站,最后由天线进行发射。用户终端接收后,采用相干解调恢复出基带信号。实验结果表明,56GHz光载毫米波信号经SSMF传输20km后其功率代价小于1dB,通过无线方式传输1.1m后其功率代价小于2.5dB。     

一种新型六边形宽带毫米波MIMO天线

提出了一种六边形开槽结构的宽带毫米波多天线技术(MIMO)天线。该微带天线的贴片为六边形采用共面波导馈电方式,并通过开槽拓宽天线的带宽,没有添加隔离枝节,可实现隔离度小于-20 dB,尺寸为23.6 mm×15.4 mm×0.1 mm。通过电磁仿真软件HFSS对设计的天线单元及MIMO天线进行了仿真与分析结果发现,该毫米波MIMO天线在5.1～41.8 GHz频率范围内回波损耗均小于-10 dB,并且具有良好的辐射特性。     

具有缺陷地结构的低耦合阵列天线设计

基于缺陷地结构设计了一款低耦合阵列天线,该天线工作频率为5.8 GHz,整体尺寸为45 mm×55 mm×1.52 mm.缺陷地结构呈左右两侧带有锯齿的条状,组成2×1阵列的形式加载至接地表面.在天线阵元边到边间距为0.0502λ0的前提下,天线在5.8 GHz处的耦合度降低了28.8 dB,主瓣增益提升了0.3 dB...     

一种高性能Fabry-Pérot贴片天线设计

提出了一种新的极化转换单元结构,可作为覆层用于设计具有高辐射性能的微带贴片天线.通过采用在介质基板上下表面涂覆的矩形金属贴片切角的方式,实现了传输系数主极化及交叉极化幅度差和相位差在9.0~12.8 GHz频段范围内分别稳定在±3 dB及90°±15°之间,从而取得了宽带极化转换性能,最后在微带贴片天线辐射的线极化波的激励下,实现了-10 dB反射系数带宽为2.8 GHz(9.0~11.8 GHz),3 dB轴比带宽为11.0~11.5GHz,峰值增益为9.8 dBic,这为新体制雷达天线的设计应用提供了一种新思路.     

一种毫米波宽带电磁偶极子天线研究

为满足毫米波无线通信系统的需求,研制了一种宽带毫米波电磁偶极子天线.该天线采用基片集成波导缝隙耦合馈电,抑制了表面波辐射,降低了传输损耗.采用电磁仿真软件HFSS进行建模仿真,分析了辐射贴片尺寸、馈电缝隙宽度和金属通孔半径对天线反射系数和辐射特性的影响,仿真给出了天线在28 GHz和32 GHz的E面和H面主极化和交叉...     

W波段毫米波晴空大气传输特性

为考察晴空大气对毫米波信号的衰减作用,基于大气分子吸收光谱参数数据库hitran2008,分析大气中对毫米波有吸收贡献的主要气体,采用Gross动力线型对分子谱线在远翼区的吸收进行精细建模计算,以逐线气体辐射计算方法计算水汽、氧气、臭氧等6种主要吸收气体的物性参数以及吸收光谱,分析均匀路径、非均匀路径大气对毫米波的衰减作用,并将逐线计算方法与Liebe模型方法的计算结果进行比对,结果表明二者符合较好.此外,将理论计算数据与94 GHz测试系统的测量数据进行对比,最大相对偏差为3.7%,进而验证模型的正确性.结果表明:在75～110 GHz毫米波段,水汽、氧气对毫米波信号衰减强烈,占总气体衰减的95%以上,毫米波信号在20 km左右高度水平传输时,需要考虑臭氧对信号的衰减作用,甲烷、一氧化碳、一氧化二氮对信号的衰减可忽略不计.研究结果可为毫米波雷达参数设计等工程应用提供参考.     

基于零折射率超材料的新型匹配高增益贴片天线

针对基于零折射率超材料的矩形贴片天线的快速设计,提出了应用微遗传算法的自动优化方案,建立了利用Visual Basic语言编程调用时域有限差分方法对该天线的参数进行自动优化的计算机仿真程序,并成功计算出了优化的参数数据.采用优化数据加工制作了天线实物并进行了测量,仿真和实测结果吻合良好,零折射率材料对矩形贴片天线增益提升超过10 dB,实现了最高16.2 dBi的增益,并且在11.7 GHz到12.6 GHz的频带范围内阻抗匹配良好,证明了该方案的有效性和可靠性.     

基于反馈电容的LTCC带通滤波器设计和优化

该文利用LTCC技术设计微型多层带通滤波器.为了在带外获得陡峭的衰减,通过并联反馈电容,引入了传输零点.然后利用毕奥-萨法尔定律来计算带通滤波器相应的多层结构的各微带线尺寸.结合HFSS电磁仿真,利用MIM电容尺寸与值的关系来优化滤波器的尺寸.最后设计了一个中心频率为2.45GHz,插入损耗小于2dB,阻带衰减大于30dB,尺寸为2.0mm×1.2mm×0.9mm的带通滤波器.     

一种串联馈电式超宽带天线阵列研究

为了实现高效辐射性能，本文对一种串联馈电式超宽带天线阵列进行研究设计。该阵列天线以0.02 mm厚的柔性聚酰亚胺为衬底材料，由3个超宽带单元天线和1个金属反射板构成。天线单元含有缝隙结构，通过串联方式进行连接，并采用共面波导馈电获得超宽带特性，天线下方放置金属反射板，以获得定向辐射特性。同时，采用电磁仿真软件高频结构仿真器(high frequency structure simulator, HFSS)对所设计的天线阵列进行建模仿真和设计分析。仿真结果表明，天线阵列的仿真带宽为3.02～12.05 GHz,测试带宽为2.92～12.35 GHz,覆盖超宽带3.1～10.6 GHz频段。天线在工作频段内保持良好的方向性，在8.5 GHz时，获得最大测试增益为8.6 dB,仿真增益为10.8 dB,说明天线带宽与方向图增益等性能均与仿真结果相吻合。本文设计的天线面积为121 mm×55 mm,天线与放射板间距为23 mm,具有高增益、尺寸小、质量轻等性能，适用于小型超宽带终端设备。该研究为柔性超宽带频段的阵列设计提供了理论基础。     

无线局域网的双频圆极化圆环缝隙天线设计

通过分析与改进传统圆环缝隙天线,提出了一种用于无线局域网（WLAN）的小型双频圆极化缝隙天线.天线的底层由接地面的2个圆环缝隙组成,圆环之间用2条矩形切口连接,确保能量由外到内传递.介质基板采用FR-4材料,顶层由50Ω开路微带线馈电,天线大小为40 mm×40 mm.给出了天线的阻抗带宽、辐射方向、圆极化率及最大增益的仿真曲线.仿真结果表明,天线能够完全覆盖WLAN工作频段（2.400~2.485,5.150~5.350,5.725~5.825 GHz）,并且在WLAN频段内圆极化轴比低于3 dB,最大增益达到4.8 dBi.利用矢量网络分析仪测量了天线实物的阻抗带宽,测试数据与仿真结果十分吻合.     

Influence of absorbent on electromagnetic wave absorbing property of porous concrete

Influences of ferrite content and iron ore powder content on electromagnetic wave absorbing property of porous concrete are studied.The radar cross section(RSC)of samples was tested in a microwave anechoic chamber.Results show that the optimum content of ferrite is 15%,and the minimum,maximum and average reflectivity of the sample is-46.60 dB,-10.84 dB and-23.75 dB,respectively.And the sample’s improved bandwidth is 8.2 GHz.The optimum content of iron ore powder is 20%,and the minimum,maximum and average reflectivity of the sample is-34.69 dB,-9.25 dB and-20.69 dB,respectively.And the sample’s improved bandwidth is 6 GHz.In conclusion,appropriate ferrite and iron ore powder can improve wave absorbing property and widen wave absorption bandwidth of porous concrete.     

沙尘暴中毫米波传播衰减及双频互相关函数研究

对毫米波在沙尘暴中的衰减和双频互相关函数(Γ)进行了研究．根据沙尘粒子尺度的对数正态分布,应用Mie理论和粒子介电常数等效的方法,对不同水含量的沙尘暴引起毫米波的衰减进行了研究;在考虑粒子尺度分布和等效介电常数时,应用分析和傅里叶变化方法求解Γ的微分方程,对其解进行数值分析,研究不同水含量的沙尘暴对Γ的影响．结果表明,当水含量大于1.00％时,衰减会显著增加;一般仅对10GHz以下电波的衰减才可忽略．对Γ的影响,在100GHz以下较小,但水分含量变化的影响相对明显;在220GHz时,对Γ影响显著,但随水含量的变化较小．因此,对于开发和应用较高频段的毫米波信道,沙尘暴对毫米波脉冲的衰减及Γ特性的影响需要考虑．     

一种Si CMOS的Ka波段毫米波功率放大器

为了满足毫米波雷达或通信系统对更高发射功率的需求,基于65 nm Bulk Si CMOS工艺制程设计了一款Ka频段功率放大器.该功率放大器工作于30～32 GHz,采用了共源共栅差分对结构的两级放大单元,使用中和电容增强电路的稳定性,并以变压器为基础设计实现了片上无源阻抗匹配网络.经过测试,该功率放大器在工作频段内的...     

一种磁电可调双通带滤波器

该文结合耦合带滤波器的微波传输原理和铁氧体/压电层合磁电材料的铁磁共振效应,设计了一款应用在2-10GHz频段范围的磁电双可调双通带滤波器.分析了其工作机理,通过HFSS平台进行模拟仿真,结果表明滤波器通带部分的插入损耗约为-3dB,阻带部分最大插入损耗达到-20dB,同时验证了其磁电可调的有效性.     

基于双模环形谐振器的双频带滤波器设计

为实现无线通信领域对滤波器的小型化要求,基于微带平面结构易于集成的特点,设计了一款应用于无线局域网(WLAN)的双频带微波滤波器,其中心频率为2.4/5.2 GHz.首先,利用矩形环形微带谐振器自身存在的两个模态相互耦合形成通带,以缩小滤波器体积,并且在通带两边各形成一个零点,以提高滤波器的选择性.然后,对矩形环形谐振器进行压缩,以进一步缩小滤波器体积.最后,采用IE3D仿真软件对所设计滤波器的性能进行仿真测试.实验结果显示:在2.4/5.2 GHz时,滤波器通带内的插入损耗分别为-3.0 dB和-2.5 dB,回波损耗均小于-15 dB,且整个电路尺寸为18 mm ×18 mm.这表明,该方案设计的滤波器达到了性能指标,且实现了小型化.     

0~21 GHz高精度宽带硅基数字衰减器设计

针对射频前端收发系统中衰减结构宽带性能不稳定的问题,提出具有双重电容补偿的新型开关内嵌式衰减结构。该结构基于容性校正网络,在节约核心电路面积的同时通过调节零、极点对频率响应的影响,达到拓展衰减单元工作频带的目的,以满足跨频段、宽频域射频通信收发前端的设计需求. 基于HHNEC 0.18 μm SiGe BiCMOS工艺,采用新型电容补偿结构设计6位步进式数字衰减电路,该衰减器通过6位数控开关实现64种衰减状态,衰减步进0.5 dB,衰减范围0~31.5 dB. 仿真结果表明,在0~21 GHz工作频带内衰减误差均方根小于0.23 dB,附加相移均方根小于4.38°,插入损耗最大为?11.05 dB,最小为?4 dB,中心频率处1 dB压缩点17.3 dBm,核心电路版图面积0.86 mm×0.2 mm.     

一种电磁耦合馈电双极化毫米波微带天线设计

为拓展双极化毫米波天线的带宽,提出一种基于电磁耦合馈电的微带贴片实现方案.采用共面寄生贴片和空间平行寄生贴片将天线单元的阻抗带宽展宽,采用成对反相馈电技术设计2×2的子阵天线,在中心频点37.5 GHz,驻波2的标准下,天线阵列的相对带宽为6.13%,隔离度30 d B,交叉极化达到-23.6 d B,增益为11.5 d Bi.提出的双极化微带天线,具有频带宽、端口隔离度大、交叉极化低、增益高的特点,天线性能符合毫米波双极化天线的一般工程要求.     

一种微型WLAN贴片天线的设计

针对微小型无线设备的无线局域网天线,在20 mm×20 mm的FR4介质基板上设计了一款5 mm×5 mm的微型贴片天线. 该天线的正面除了有U形辐射结构外,还添加了一端接地一端开路的2条一字形加载单元;天线反面的结构为正面加载单元的镜像,采用正面微带馈电方式. 实验结果显示,天线在2.4~2.483 5 GHz频带内具有良好的辐射特性,其电压驻波比能满足工程应用的需求,具有结构简单、紧凑,成本低且便于与有源电路集成的优点.     

基于介质销钉的基片集成波导带通滤波器的设计

滤波器是微波毫米波电路中的重要部件.基片集成波导技术使得包括平面电路、接头和矩形波导在内的完整电路可以以平面的形式集成在标准印刷电路板上.本文将中心介质销钉引入基片集成波导之中,构成新型带通滤波器.论文中分别基于金属销钉和介质销钉设计了两个带通滤波器,Ansoft HFSS数值结果说明这两种方式构成的滤波器均能较好地满足设计指标,说明文中的方法是行之有效的.