毫米波MIMO系统中的子天线阵列预编码算法研究

在第五代无线通信技术的研究中,毫米波通信凭借着巨大的信道容量优势,得到了很多的关注和研究.而将毫米波通信技术应用到目前已经广泛使用的MIMO无线通信系统中,则可以更大幅度地增加信道容量.大天线阵列的应用,可以很好地缓解毫米波系统难以避免的路径损耗问题,但同时也增加了数字预编码器的硬件复杂度.为了简化复杂度,使用了一种子天线阵列的结构来替代全天线阵列结构,并同时在数字域和模拟域上来完成整个系统的预编码,进而提出了一种改进型的混合预编码算法,通过将复杂的信道容量求解问题分解为若干独立的子问题,并利用连续干扰消除的思想解决子天线阵列之间的干扰,以求得整个系统的最大信道容量问题.仿真结果表明提出的混合预编码算法在性能上十分接近最优算法,且复杂度大大降低.     

加载小型天线的谐振腔特性分析及应用研究

提出了一种测量小型天线的方法,以适应对数量极为庞大的终端天线产品特性的逐一检测.理论分析和实验验证均表明:谐振腔内放入双频天线时,会出现三个谐振频率,其一为加载天线后的腔体的谐振频率,另外两个是受外加激励由天线产生的辐射场.前者携带有天线几何结构及其构成材料的信息,后者含有天线辐射特性方面的信息.据此,建立了一套可对批量天线产品性能进行检测的谐振腔系统,该系统还可对其它小体积样品的物理特性进行测量,同时使谐振腔的应用由对一般材料特性的测量扩展到了对有辐射特性器件的测试.     

1～12GHz单通道单脉冲跟踪天线

介绍了以六单元圆形阵列天线作为照射器的超宽频带双圆极化单脉冲抛物面天线的工作机理,并给出了通过数字移相器和耦合器将宽频带的和差两个通道变成单通道的途径.成功研制了一套超宽频带单通道单脉冲天线系统,天线系统由大、小两个抛物面天线组成,小天线置于大天线的边缘.进行了试验研究,给出了和差方向图的测试结果.该天线系统具有同时左右旋圆极化、十二倍频程自跟踪、单通道、馈源体积小等特点.     

宽带毫米波微带天线的设计与分析

根据微带天线的设计技术要求,介绍了微带天线带宽的影响因素。在矩形毫米波微带天线设计与分析的基础上,分别设计出 C 型和 W 型两种宽带毫米波开槽微带天线。利用仿真软件对3 种天线的输入回波损耗、驻波系数、相对带宽和方向性等技术参数进行仿真优化和比较分析。仿真与实验结果表明,3 种天线的设计均满足技术要求,C 型和 W 型开槽微带天线较矩形微带天线的相对带宽大幅提高,且具备良好的定向辐射特性。     

一种改进型全向宽带双锥天线的研究

研究了一种用于移动通信的改进型全向宽带天线,采用双锥结构,在馈电处加入短路枝节和寄生套筒,用于调节天线的输入阻抗特性,减小天线尺寸。该天线工作频率为696-2500MHz,高度仅为0．28λmax,直径为6cm,电压驻波比在整个频带内小于1．7,全向特性良好。仿真和实测结果吻合良好,表明该改进型双锥天线在较宽的频带内达到了满意的阻抗特性和方向图特性。     

超短波通信干扰站空间电磁兼容性分析

针对超短波通信干扰站存在非作战方向对己方友邻电子设备无意干扰的问题,采用HFSS软件与空间功率合成理论相结合的方法计算干扰天线空域远场辐射特性,依据电磁干扰预测方程得到了友邻电子设备接收机灵敏度同不受干扰时放置距离的关系,为电子对抗装备作战使用提供了理论依据。     

一种基于容性加载的小型化准八木天线研究

在传统准八木天线的基础上结合小型化技术,提出了一种新型的小型化准八木天线.天线结构上,对天线的馈电结构部分进行合理布局减小天线的纵向尺寸;对反射器和馈源振子进行容性加载,增加电流路径长度,进而减小天线的横向尺寸.确定结构后,利用HFSS软件对模型的相关参数进行仿真优化.天线测试结果显示,在射频识别（Radio Frequency Identification,RFID）美标UHF频段902~928 MHz内实测结果与仿真结果吻合较好,其中增益为6.8 dBi,驻波系数小于1.4,主瓣交叉极化比大于40 dB.天线的尺寸仅为110 mm×105 mm,约为λ₀/3×λ₀/3（λ₀为中心频点自由空间波长）,体现了小型化和优秀的电气性能.     

5G毫米波短距离链路雨衰减特性分析

雨衰减严重影响第5代(the 5th Generation,5G)移动通信系统性能.在路径长度小于1 km的短距离链路情况下,现有雨衰减预测模型调整因子大于1,导致预测雨衰减随路径变短而增大,无法支撑毫米波短距离链路系统设计.通过分析国际电信联盟无线电通信部(Radiocommunication Sector of International Telecommunication Union,ITU-R)短距离链路雨衰减试验数据,发现湿天线衰减与路径雨衰减相当,得到毫米波短距离链路必须考虑湿天线衰减的结论.建立了湿天线衰减与降雨率的关系模型,分频段对模型参数进行了拟合,拟合结果与实测数据吻合得较好.提出了考虑湿天线衰减的短距离雨衰减建模新思路,可解决短距离雨衰减预测问题.研究结果有助于提高5G毫米波系统余量设计的可靠性.     

28 GHz下对毫米波透射特性的分析

毫米波段拥有高速传输数据的优点,是目前第5代(the 5th Generation,5G)移动通信系统的重要候选频段之一.为了研究毫米波的透射特性,将一对喇叭天线相向放置在玻璃门的两侧,在28 GHz频率下使用800 MHz带宽设备进行了一系列透射特性的测量.研究了不同入射角,极化方式及不同发射端与接收端(Transmitter-Receiver,Tx-Rx)距离对透射系数的影响.将测量结果与菲涅耳传播定律(包括光滑表面和提出的高斯粗糙表面模型)进行了对比.结果表明,文中提出的高斯粗糙表面模型与垂直和水平极化信号的透射特性更拟合.此外,实验也研究了收发端距离对透射的影响,并得出了不同入射角度下的穿透损耗值.     

适用于物联网多频段通信的矩形微带天线设计

为满足主流物联网通信技术的应用需求,提出一种新型的矩形微带单极天线,适用于多频段通信,如射频识别、全球定位系统和无线局域网等。该矩形微带天线由一个带两个U形槽的矩形贴片和一个带两个长方形槽的接地面组成,具有四个工作频段,当谐振频率分别为1.22GHz, 2.47GHz, 3.61GHz和5.60 GHz时,相对带宽为25.7%（1.12~1.45 GHz）、25.3%（2.24~2.89 GHz）、15.7%（3.40~3.98 GHz）以及13.6%（5.21~5.97GHz）。仿真与实测结果显示,该天线的工作频段数量更多且相对带宽更高,在各工作频段内具有良好的全向辐射特性。