以BST为介质基片的电调谐微带天线研究

在电子侦察和电子对抗领域的快速发展过程中,人们逐渐需要有性能优良的高速电调谐天线出现.制备了适合电调谐用途的钛酸锶钡(Barium Strontium Titanate,BST)铁电体,并分别在低频和微波频段下测量了其电磁特性.采用BST材料作为缝隙耦合微带天线的辐射层介质基片,利用其介电常数随外加偏压改变的性质,设计了以BST为介质基片的电调谐微带天线,并采用时域有限差分法(FDTD)进行了数值仿真,发现在一定偏压下天线的调谐性在C波段达到17%,方向图和阻抗的性能保持不变.     

智能天线中的干扰抑制算法研究

智能天线技术是是第三代移动通信系统采用的抗干扰关键技术.智能天线技术研究的核心是波束赋型的算法,但各种算法均存在计算量大和收敛速度较慢等缺点,如何提高系统性能成为一个重要课题.提出了一种新的用于智能天线中抑制干扰的波束形成算法,阐述了阵列天线波束形成的最佳权向量技术和估计信号波达方向的改进MUSIC算法,并对其进行了仿真实验.理论分析及仿真结果表明,与目前其它方法相比,具有空间分辨力高、计算量小、稳健性好等优点,有较强的实用性.     

基于弹性形变摩擦力的光学天线伺服系统建模

提出了一种弹性形变摩擦力模型,用于描述光学天线伺服系统的非线性效应。弹性形变摩擦力模型将摩擦力表示为相对运动物体表面接触形变产生的弹性力,与Stribeck模型相比,弹性形变在相对运动过程中连续变化,消除了零速度摩擦力不连续性,与LuGre模型相比,参数较少且无需求解微分方程,降低了模型辨识难度。以伺服系统模型输出速度与实测输出速度的误差平方和为评价函数,采用遗传算法辨识基于三种摩擦力模型的伺服系统参数。实验结果表明:在相同的遗传进化迭代次数下,弹性形变摩擦力模型精度比Stribeck模型提高2.3倍,比LuGre模型提高4.6倍。验证了弹性形变摩擦力模型用于伺服系统非线性建模的可行性。     

开槽式六边形多频带高增益微带天线仿真

随着无线通信技术的发展,小型化、多频带微带贴片天线在无线通信中得到了广泛应用。文章设计了一种六边形多频带微带天线,采用同轴线馈电,在六边形贴片的每个顶点内侧进行120°的开槽。通过调整贴片开槽的几何形状和尺寸,能够有效地获得三种不同的谐振模式,可应用于L波段和C波段。用仿真软件CST对该种天线进行仿真及分析,其结果表明,在工作频段均满足增益G≥6 dbi,回波损耗S₁₁<-10 dB。该天线具有结构简单、体积小、增益良好的特点,适用于通信中WiFi频段。     

毫米波相控阵封装天线电磁兼容仿真分析与设计

提出了一种毫米波相控阵封装天线的建模方法,通过商业仿真软件搭建了相控阵封装天线集数字、模拟和射频于一体的系统级仿真模型。基于此模型,分析了毫米波相控阵封装天线典型电磁兼容问题机理。此外,提出了相控阵封装天线电磁兼容设计的基本原则。原理样机试验和装机试飞验证了所提出的电磁兼容建模、仿真、分析和设计方法的有效性与正确性。     

基于GNSS多通道跟踪接收机的阵列反欺骗方法

近年来,基于阵列天线的空域处理方法被认为是最有效的欺骗检测和抑制手段之一。提出了一种基于卫星导航接收机多通道跟踪能力的阵列反欺骗方法。多通道跟踪接收机对每一个捕获到的导航信号在所有阵元通道后均进行跟踪处理并提取信号幅度和载波相位观测量,首先计算载波相位双差平方和进行欺骗检测,然后利用载波相位单差和信号幅度比估计信号导引矢量,从而进行基于子空间投影的欺骗信号抑制或基于波束形成的真实卫星信噪比提升。理论分析和仿真试验证明,该方法可有效检测并消除同一来向的欺骗信号且不影响真实卫星信号质量。由于前端非理想因素带来的幅度和相位偏移都已包含在接收机跟踪通道提取的观测量内,实际应用时对阵列天线校准和射频通道均衡的要求明显降低。     

多波束相控阵天线角度测量方法

在雷达、通信、测控等领域中,基于相控阵天线的幅度和差单脉冲测角技术是基本方法,但该方法通过旋转法向方向图去近似表示子波束方向图,并用一阶泰勒公式近似表示子波束接收信号幅度,从而带来非噪声因素误差,最终导致目标角度估计精度不高。为此,通过相控阵天线同时产生两个形状相同但相互独立的子波束,旋转波束指向中心轴方向的方向图函数来确定两个子波束的方向图函数,并用高阶泰勒公式对子波束接收信号幅度进行近似,从而减少误差。仿真和硬件测试结果表明所提方法能够有效提高测角精度。     

一种应用于5G毫米波通信的双极化有源相控阵模组

针对5G毫米波通信,研制了一种双极化有源相控阵天线模组。厚度为2 mm的多层PCB正面印制阵列天线,在其背面集成多通道波束成形芯片,通过中间层实现天线与芯片的互连以及供电、控制等。测试结果表明,研制的板状4×4双极化相控阵模组在E面和H面均实现了不小于±40度的波束扫描范围（不大于3 dB的电平下降）和低于-18 dB的归一化交叉极化电平,在24～27.5 GHz的频率范围内实现了V极化和H极化分别为42.6～45.7 dBm和43.5～46.1 dBm的等效全向辐射功率（EIRP）。     

基于拓扑绝缘体异质结的宽带太赫兹探测器

二维材料中的新量子态对凝聚态物理和现代光电器件的发展具有重要意义。然而具有宽带、室温和快速响应能力的太赫兹光电探测技术,由于缺乏暗电流和光吸收之间的最佳平衡,仍然面临着巨大的挑战。在这项研究中,作者合成了新型拓扑绝缘体材料GeBi₄Te₇,并搭建了其与Bi₂Te₃的范德华异质结,以实现高灵敏度的太赫兹光电探测器。在平面金属-材料-金属结构中实现了在室温下将低光子能量太赫兹波段直接转化为光电流。结果表明,基于Bi₂Te₃-GeBi₄Te₇的太赫兹光电探测器能够实现0.02～0.54 THz的宽谱探测,且具有很高的光响应率(在0.112、0.27、0.5 THz下分别为592 V·W^-1、203 V·W^-1、40 V·W^-1),响应时间小于6μs。值得注意的是,它被用于高频太赫兹的成像应用演示。这些结果为Bi₂Te₃     

宽带多谐振偶极子天线设计

根据目前无线通信系统发展小型化与宽带化的趋势,设计了一款具有多谐振点的宽带偶极子辐射天线。首先通过特征模理论分析倒T型导体结构得到两个谐振模式;然后在不影响倒T型导体结构谐振特性的前提下,引入寄生谐振偶极子单元;最后在3个谐振模式的电流共同最大处添加集总端口,同时激励3个谐振模式,得到3个谐振点的宽带谐振天线。天线的仿真与实测结果基本吻合,最终的工作带宽为1.8～2.56 GHz (相对带宽为34.9%)。由此,所设计的天线不仅结构简单,且性能方面良好,可广泛应用于无线通信系统中。