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基于3mm相控阵的大型天线微变形测量系统误差校准分析
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作者 张学良 缪晨 +4 位作者 陈丽 陶晶亮 王浩 王珊珊 吴文 《微波学报》 CSCD 北大核心 2023年第S01期232-235,共4页
天线因热变形和冲击振动等原因而产生变形可能导致天线电性能的恶化,进而影响天线的正常工作。由于天线的变形测量比较困难,本文提及的基于3mm相控阵的大型天线微变形测量系统就是为了解决此问题。在该系统中,精度是一个至关重要的指标... 天线因热变形和冲击振动等原因而产生变形可能导致天线电性能的恶化,进而影响天线的正常工作。由于天线的变形测量比较困难,本文提及的基于3mm相控阵的大型天线微变形测量系统就是为了解决此问题。在该系统中,精度是一个至关重要的指标,为了提高测量精度,本文重点分析了两种误差来源,分别是外环境杂波以及系统测量误差角,并提出了相应的校正方法以提高测量精度。为了验证校准方法的有效性,将校正算法用于实际测量系统,通过DSP实时进行信号处理与校准,经过校准后,与校准前相比,测量精度提高了0.06mm。这证明了文中所提出的校准方法能够有效地提高天线变形测量精度。 展开更多
关键词 天线变形 3mm相控阵 高精度测量 误差校准
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基于全息超表面天线的雷达通信一体化波束成形设计
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作者 陈光毅 张若愚 +3 位作者 任红 马越 缪晨 吴文 《雷达学报(中英文)》 北大核心 2025年第4期961-973,共13页
无线通信设备在新兴场景(例如,如车联网、低轨卫星等)的大量应用使得通信用频逐渐向更高频段扩展,进而导致其与雷达用频的重叠现象日益突出。雷达通信一体化凭借其联合信号处理能力和低功耗特性,被视为一种解决频谱拥挤问题的有效途径... 无线通信设备在新兴场景(例如,如车联网、低轨卫星等)的大量应用使得通信用频逐渐向更高频段扩展,进而导致其与雷达用频的重叠现象日益突出。雷达通信一体化凭借其联合信号处理能力和低功耗特性,被视为一种解决频谱拥挤问题的有效途径。相比于传统的天线阵列架构,全息超表面天线(HMA)通过嵌入紧密排列的超材料单元,可以灵活配置各单元的状态以调控频率响应,从而实现可控且高能效的波束成形,为雷达通信一体化系统提供了潜在可行选择。考虑一个基于全息超表面的雷达通信一体化系统,在杂波环境下进行目标感知的同时能够为多个单天线用户提供通信服务。接下来,该文在满足发射功率和HMA频率响应约束的前提下,构建了最大化通信频谱效率和雷达互信息加权和的问题,通过联合优化数字预编码器、HMA权重矩阵和接收滤波器,实现基于HMA的雷达通信一体化波束成形设计。为求解这一非凸优化问题,该文提出一种基于分式规划的交替优化算法。该算法首先利用分式规划技术将原始问题转化为更易于处理的子问题,然后通过拉格朗日对偶分解和流形优化等方法对子问题进行交替优化求解。仿真结果表明,HMA阵列架构的波束成形设计在通信频谱效率与雷达互信息性能间取得了灵活的平衡,并且其性能接近全数字阵列架构。 展开更多
关键词 雷达通信一体化 全息超表面天线 波束成形设计 雷达互信息 通信频谱效率
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一种双圆极化超表面天线设计
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作者 刘巾军 李梦洁 +2 位作者 施秉权 杨国 齐世山 《微波学报》 北大核心 2025年第2期67-71,78,共6页
双圆极化天线凭借其能够有效减小多径效应、减少极化损耗、增大信道容量等优势,在无线通信领域被广泛使用。文中提出了一种双圆极化超表面天线,并给出了修正超表面结构实现圆极化性能的设计流程。首先通过特征模分析原始超表面结构本身... 双圆极化天线凭借其能够有效减小多径效应、减少极化损耗、增大信道容量等优势,在无线通信领域被广泛使用。文中提出了一种双圆极化超表面天线,并给出了修正超表面结构实现圆极化性能的设计流程。首先通过特征模分析原始超表面结构本身的物理属性,根据特征电流分布改变超表面的结构,在工作频带内得到两个简并的特征模式;其次在选定的位置放置交叉垂直的微带馈线,利用槽耦合馈电的方式激励具有90°的相位差以及相同激励幅度的两个简并模式,从而实现双圆极化辐射。最终设计的天线测试的端口1和端口2轴比带宽分别为24.8%和20.2%,实现了较好的双圆极化辐射。此外,两个端口的测试增益都在5 dBi左右,在带内具有稳定的辐射增益。 展开更多
关键词 无线通信 特征模理论 双圆极化天线 超表面天线
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一种小型化宽频带频率合成器的国产化替代设计 被引量:3
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作者 张馨 郭松 +1 位作者 杨国 吴文 《微波学报》 CSCD 北大核心 2023年第S01期374-377,共4页
由于国产化要求越来越高,基于微波毫米波系统的频率合成器的设计不仅需要满足小型化、宽频带等要求,更需要能够实现芯片选型的国产化。文章介绍了进口和国产化两种X~K波段频率合成器的设计方案及芯片选型。两种X~K波段频率合成器是采用... 由于国产化要求越来越高,基于微波毫米波系统的频率合成器的设计不仅需要满足小型化、宽频带等要求,更需要能够实现芯片选型的国产化。文章介绍了进口和国产化两种X~K波段频率合成器的设计方案及芯片选型。两种X~K波段频率合成器是采用锁相环技术实现的,都具有频带宽、相位噪声低、杂散低等特点。主要指标:进口产品输出频率范围为10GHz~20GHz,国产化产品输出频率范围为8GHz~20GHz,在偏离1KHz处相位噪声都要优于-97dBc/Hz,同时在偏离10KHz处相位噪声优于-100dBc/Hz,杂散抑制优于70dBc。由最后的测试结果可知,采用国产芯片设计的频率合成器与进口芯片设计产品相比性能相似且体积更小,可以很好的替代实现相关功能。 展开更多
关键词 国产化 小型化 宽频带 锁相环 频率合成器
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一般情形下的UCA辐射方向图理论研究
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作者 杨青清 胡俊 +3 位作者 李黄炎 周佳鑫 彭书联 吴文 《微波学报》 CSCD 北大核心 2023年第S01期95-98,共4页
产生涡旋波束的方法有多种,其中最常见的是均匀圆阵列(UCA),具有简单的结构和便捷的模式调控能力。然而,在高阶模态下,增加UCA的单元数会导致成本和空间占比增大,并且可能降低高阶模态的纯度。目前,UCA的设计多种多样,但对于选择合适单... 产生涡旋波束的方法有多种,其中最常见的是均匀圆阵列(UCA),具有简单的结构和便捷的模式调控能力。然而,在高阶模态下,增加UCA的单元数会导致成本和空间占比增大,并且可能降低高阶模态的纯度。目前,UCA的设计多种多样,但对于选择合适单元数量的研究还比较缺乏。本文基于DFT,分析UCA的辐射方向图,并在偶数单元数的基础上增加奇数单元数,同时考虑了阵列半径、观测面与圆阵的距离以及观测圆的半径这些因素对纯度的影响。通过仿真研究设定了纯度阈值,从而确定最适合的单元数量。UCA实验结果表明,N=3时带内隔离度可达到35dB,而N=4保持在28-35dB,因此奇数单元有较稳定的隔离度。此外内环N=3,外环N=5的同心圆环阵列(UUCA)的隔离度均大于20dB。综上,在选择UCA单元数量时需要综合考虑纯度要求、成本、空间限制和系统性能等因素。 展开更多
关键词 轨道角动量 均匀圆阵列 离散傅里叶变换 纯度
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一种基于S波段缝隙贴片的双频涡旋波天线
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作者 周佳鑫 胡俊 +3 位作者 李黄炎 杨青清 彭书联 吴文 《微波学报》 CSCD 北大核心 2023年第S01期106-109,共4页
随着5G等新一代通信技术的迅速发展,对信道容量和频谱利用效率的需求越来越高。以双频天线为阵元进行组阵,将同时在两个谐振频率处产生OAM波束,大大提高了频谱的利用率。本文提出一种基于S波段缝隙贴片的双频涡旋波天线。其由八个阵元以... 随着5G等新一代通信技术的迅速发展,对信道容量和频谱利用效率的需求越来越高。以双频天线为阵元进行组阵,将同时在两个谐振频率处产生OAM波束,大大提高了频谱的利用率。本文提出一种基于S波段缝隙贴片的双频涡旋波天线。其由八个阵元以60mm为半径均匀排列,阵元为切角U型槽天线,采用同轴馈电。通过调节该双频涡旋波天线各阵元的馈电相位,实现了在2.7 GHz和3.7 GHz处同时产生七种不同模态的OAM波束。仿真结果显示:其在低频处|S11|<-10dB的回波损耗带宽为0.24 GHz(2.57~2.81 GHz),高频处为0.25 GHz(3.57~3.82 GHz)。双频带内隔离度均大于23dB。本天线可以进一步提高雷达系统的分辨率。 展开更多
关键词 涡旋电磁波 U型槽 轨道角动量 双频
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低耗低剖面单层波导阵列天线研究 被引量:3
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作者 吴文 张景怡 +1 位作者 张金栋 方大纲 《微波学报》 CSCD 北大核心 2023年第5期86-91,共6页
新型单层波导阵列天线具有低耗、低剖面、结构紧凑、实用性强等诸多优点,在毫米波甚至太赫兹无线通信领域具有巨大应用潜力,是当前的研究热点。文章首先介绍了用于构建波导阵列天线的几类波导馈电网络的特点,指出E面波导馈电网络在毫米... 新型单层波导阵列天线具有低耗、低剖面、结构紧凑、实用性强等诸多优点,在毫米波甚至太赫兹无线通信领域具有巨大应用潜力,是当前的研究热点。文章首先介绍了用于构建波导阵列天线的几类波导馈电网络的特点,指出E面波导馈电网络在毫米波应用领域的优势,接着针对E面波导在单层并馈波导阵列天线和Butler矩阵多波束阵列天线方面的研究展开叙述,最后给出了可应用在单层波导阵列天线中的开口波导辐射单元在实现多频和圆极化等不同功能上的最新研究进展。文章对于低耗低剖面单层波导阵列天线的发展及其应用具有参考价值。 展开更多
关键词 波导阵列天线 波导馈电网络 低耗 低剖面 单层 BUTLER矩阵 开口波导
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应用于卫星通信的高效超表面极化转换器 被引量:1
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作者 桑芳荟 吴杨慧 +1 位作者 戴恩灵 顾文华 《微波学报》 CSCD 北大核心 2023年第S01期370-373,共4页
面向大带宽、高效率及小型化的毫米波极化转换器的应用需求,提出了一种适用于卫星通信的毫米波段高效宽频带反射型超表面线极化转换器。利用仿真计算对其极化转换特性和物理机理进行了分析,并研究了入射角对极化转换器性能的影响。结果... 面向大带宽、高效率及小型化的毫米波极化转换器的应用需求,提出了一种适用于卫星通信的毫米波段高效宽频带反射型超表面线极化转换器。利用仿真计算对其极化转换特性和物理机理进行了分析,并研究了入射角对极化转换器性能的影响。结果表明,超表面极化转换器在17.2~18.5 GHz频带内完成高效的线圆极化转换效果。在19.5~41 GHz频带内能完成对入射线极化波的高效交叉极化转换,极化转换率大于90%,相对带宽为71.7%。此外,超表面极化转换器在0~30°入射角度范围内,仍具有较好的极化转换特性。 展开更多
关键词 极化转换 线极化 高效率
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毫米波段超宽带串联馈电网络设计
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作者 张啸 陈春红 +2 位作者 徐治伟 费正倩 吴文 《微波学报》 CSCD 北大核心 2023年第S01期34-36,共3页
设计了一种用于阵列天线具有超宽带特性的串联馈电网络结构。该结构将整个馈电网络视为整个指数渐变线,相比传统馈电网络使用四分之一波长阻抗变换线进行阻抗变换,此设计在很大程度上拓宽了馈电网络的阻抗带宽。基于此结构为直线阵设计... 设计了一种用于阵列天线具有超宽带特性的串联馈电网络结构。该结构将整个馈电网络视为整个指数渐变线,相比传统馈电网络使用四分之一波长阻抗变换线进行阻抗变换,此设计在很大程度上拓宽了馈电网络的阻抗带宽。基于此结构为直线阵设计了基于泰勒加权分布激励的串联馈电网络,该馈电网络实现了在17~57GHz内S_(11)<-10dB。 展开更多
关键词 超宽带 串联馈电网络 阻抗匹配 泰勒加权
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