18单元线极化径向线阵列天线优化及实验研究

为了改善18单元线极化径向线阵列天线的辐射性能,通过改变子阵馈电网络封口形状并优化馈电探针、改进单元天线和适当减小阵列天线单元间距3种方法,对阵列天线进行优化,对反射特性和辐射特性进行理论分析、数值仿真和实验研究.仿真结果表明:中心频率1.57 GHz上的反射系数为0.067,增益为18.73 dBi,轴比为-39.82 dB;在1.43～1.76 GHz范围内,反射系数小于0.15.实验结果表明:中心频率1.57 GHz上的驻波比为1.19(对应的反射系数为0.087),增益为17.65 dBi,轴比为-39.2 dB;在1.47～1.77 GHz范围内驻波比小于1.4(对应的反射系数为0.17).仿真结果与实验结果相符.     

GW级高功率径向线螺旋阵列天线

为提高高功率径向线螺旋阵列天线的功率容量,实现GW级高功率微波定向辐射,通过对螺旋线单元天线和阵列布局的改进,设计了功率容量大于1GW的4圈48单元磁探针径向线螺旋阵列天线,并对其进行了理论分析、数值模拟和试验研究．测量结果表明：在3．6～4．1GHz范围内,天线增益大于22dB,轴比小于2dB,口径效率大于55％．     

带金属柱的背腔式矩形贴片天线的谐振频率

采用有限元和界面积分公式混合的数值方法对带金属柱的背腔式矩形贴片天线进行分析，通过分析输入阻抗，详细讨论了金属柱的大小和馈电点的位置对天线谐振频率的影响．结果表明，天线的谐振频率随金属柱的尺寸增大而上升，且背腔式贴片天线的内部场结构也与普通贴片天线不同．     

移动卫星通信终端天线的系统设计

移动卫星通信系统的关键技术之一是终端天线的设计。本文给出了低增益多向性天线的几种具体形状、电控相控天线以及机械自动调向线天线阵的设计框图和设计模型。最后初步分析了各类天线的性能特点。     

L型探针馈电宽频带微带贴片天线的设计

本文从传统的微带贴片天线出发,基于L型探针馈电方式,设计了一款适用于第二代、第三代移动通信系统的宽频带微带贴片天线,并利用AnsoftHFSS软件对其结构和性能进行了仿真分析。     

高增益天线在远距离海上打桩施工中的应用

以鲁北测风塔工程沉桩施工为依托,初步总结GPS数据链天线发射端采用高增益天线在施工定位中的试验及应用情况,在进行远距离海上打桩施工时,完全可以采用高增益天线做GPS基准站无线电差分信号发射天线使用。该天线的使用效果能够满足稳定、连续、准确的GPS差分信号的发射和远距离传输。其有效工作距离能满足20-30km范围,初始化时间短,固定解的解算速度快,在控制网覆盖范围充分的情况下,可达到与近岸施工相当的精度效果,对类似工程的施工具有很好的借鉴和指导作用。     

矩形波导缝隙阵列天线的快速综合算法

矩形波导缝隙阵列天线计算复杂,本文提出一种快速综合算法,充分考虑互耦的影响,并且可以对同相或不同相缝隙电压加权进行综合.首先在有源导纳法的基础上得出一个矩阵方程,互耦的影响和缝隙自身的影响分别可以用方程中的一个矩阵完全表示.分析矩阵的特性后,本文可将对面阵的综合转换为对每条波导上缝隙的综合,大大降低计算量.仿真实例验证了算法的有效性.     

用于无线通信系统的信号强度检测电路设计

为了解决传统的信号检测电路准确度不高,对温度和工艺变化抵抗能力不够的问题,建立了信号强度检测电路的系统模型.推导得到限幅放大器增益与信号强度检测单元误差的关系以及降低信号强度检测单元误差的方法.通过分析,得到在提高准确度的前提下减小限幅放大器增益随温度和工艺变化的方法.基于以上分析,引入增益加强结构,以提高限幅放大器增益的准确性和抵抗温度及工艺变化的能力.采用0.18 μm体硅(CMOS)工艺,1.8 V供电电源,面积为500 μm×200 μm的电路进行测试,结果表明:测试温度从-40 ℃变化到85 ℃时,该信号强度检测电路都可以提供55 dB的动态范围和大于55 MHz的带宽,其检测误差小于1.5 dB,电路功耗为1.89 mW,检测精度高达1.5 dB.      

横纵摇对舰载GNSS信号多路径效应的影响

建立了舰船相关坐标系与舰载GNSS天线相关坐标系, 构建了GNSS卫星与倾斜天线的空间位置关系模型; 基于理论分析与动、静态试验, 给出了舰船摇摆条件下GNSS信号的多路径效应随接收机天线倾斜角的变化规律。研究结果表明: 当舰载天线受横纵摇影响连续处于摇晃倾斜姿态时, 卫星信号多路径效应的变化与天线倾斜方向、天线倾角和卫星相对高度角的差有关; 卫星位于天线倾斜方向时, 相对高度角大于天线倾角的卫星信号多路径效应不受天线姿态变化的影响, 小于天线倾角的卫星信号多路径效应随天线倾角的增大而增大, 且逐渐趋于稳定; 卫星位于背对天线倾斜方向时, 相对高度角大于天线倾角的卫星信号多路径效应随天线倾角增大而缓慢增大, 小于天线倾角的卫星信号多路径效应随天线倾角增大而显著增大, 甚至部分卫星信号完全失锁; 卫星处于倾斜天线天顶方位时, 其多路径效应不受天线倾斜角影响。可见, 根据舰船不同姿态确定各颗GNSS观测卫星信号置信度, 可为海上动态精密定位与测量的误差修正问题提供解决方向。      

变截面平面梁单元的双线性模型

从变形体虚功原理出发,推导了平面任意变截面梁单元的刚度阵和质量阵;从用户使用方便简单的角度提出了一种双线性变截面模型,在此基础上得到了梁单元的刚度阵、质量阵以及机动法求影响线公式的显式表达式.算例表明双线性变截面梁单元符合位移有限元的特点,在应用方便情况下能有效地提高精度,具有一定的实用性.     

基于NSGA-Ⅱ的宽带天线匹配网络设计

针对天线宽带匹配网络的设计,各种不同的方法相应地被提出,其中对天线的输入阻抗进行匹配是一种有效的方法.利用精英保留非劣排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)设计宽带天线匹配网络,实现网络输入端口反射系数和传输功率增益的多目标优化.仿真实验表明,所设计的宽带天线匹配网络具有随天线阻抗变化灵敏度低的优点,天线效率达到50％以上,证明了NSGA-Ⅱ算法的有效性.     

Link Budget Analysis for Massive-Antenna-Array-Enabled Terahertz Satellite Communications

Broadband satellite communications can enable a plethora of applications in customer services, global nomadic coverage and disaster prediction and recovery. Terahertz (THz) band is envisioned as a key satellite communication technology due to its very broad bandwidth, astrophysical observation advantages and device maturing in recent years. In this paper, a massive-antenna-array-enabled THz satellite communication system is proposed to be established in Tanggula, Tibet, where the average altitude is 5.068 km and the mean-clear-sky precipitable water vapor (PWV) is as low as 1.31 mm. In particular, a link budget analysis (LBA) framework is developed for THz space communications, considering unique THz channel properties and massive antenna array techniques. Moreover, practical siting conditions are taken into account, including the altitude, PWV, THz spectral windows, rain and cloud factors. On the basis of the developed link budget model, the massive antenna array model, and the practical parameters in Tanggula, the performances of signal-to-noise ratio (SNR) and capacity are evaluated. The results illustrate that 1Tbit/s is attainable in the 0.275—0.37 THz spectral window in Tanggula, by using an antenna array of the size 64.     

单环非互易铁氧体移相器

为了研制自动跟踪同步通信卫星平板相控天线阵系统,对相控阵天线中的关键元件单环非互易铁氧体移相器进行了研究。利用双平板模型推导出了单环非互易铁氧体移相器的超越方程,并对其特性进行了讨论。根据超越方程对单环非互易铁氧体移相器的差相移随铁氧体厚度的变化进行了数值计算。结果表明随铁氧体厚度的增加,它的差相移增加。     

船舶进出港低速航向保持

为了在船舶进出港时,船舶处于浅水域并以低速航行,在风、浪等强扰动作用下,增强航向控制性能,减小能源损耗,选择三阶Nomoto模型,将航速和水深变化反映到模型参数的变化上,基于闭环增益成形算法设计出一种具有适应性的鲁棒PID控制器,建立基于风、浪干扰的非线性船舶运动数学模型,并用S函数来实现。用PID控制器对非线性船舶运动数学模型进行控制,在Simulink环境中对各种水深、船速及海况进行航向控制仿真。从仿真曲线可看出其航向跟踪效果良好,静差为0,且施舵合理,所设计的控制器对非线性船舶运动数学模型具有良好的控制性能。     

Bandwidth Numerical Analysis of Triangular Patch Antenna Fed by L-Shaped Probe

IntroductionA triangular patch antenna's major weaknessis its intrinsic narrow bandwidth.Some techniqueshave been suggested for widening its bandwidthsuch as the employmentof a thicker substrate witha coaxial feed[1] ,which will limit the achievablebandwidth due to the increased inductance of thelonger probe. Recently a novel feeding approachemploying an L- shaped probe has been devel-oped[2 ] ,butno numerical analysis has been provid-ed.Physically this L- shaped probe introduces a ca-pacitan…     

高功率16路功分器的设计

为满足高功率微波辐射天线对其馈电系统的要求,针对现有高功率多路功分器的不足,研制了一种新 型的高功率16路功分器.该功分器由同轴波导-4路矩形波导、H-T分支和波导同轴转换3个元件构成,其16路 输出具有等幅同相的功率分配特性.设计了中心频率为2.85GHz的功分器,并对其进行了数值计算和试验研 究.试验结果表明:该功分器在中心频率2.85GHz下,传输损耗约0.4dB,驻波系数为1.3,输出功率不平衡度约 暲0.7dB,相位不平衡度约5;在2.78 ~ 2.92GHz的频率范围内(中心频率的5%带宽),传输损耗小于 0.6dB,驻波系数小于1.5.分析结果还表明,该功分器的功率容量瓶颈在输入同轴波导处,与内部其他结构无 关,因而可实现对高功率微波源输出功率的分配.      

基于L型阵DOA估计的研究

从阵列有效孔径的角度研究了智能天线中的阵列结构,分析了均匀线性阵列和均匀圆形阵列的有效孔径在整个空间的阵列有效孔径,采用L型阵列进行DOA估计,通过理论分析与计算机仿真试验,说明L型阵列的优良性能.     

基于主成分分析的DEM粗差检测

为探讨误差的空间分布特性对数宁高程模型(DEM)粗差检测率的影响,建立了独立粗差模型和相关粗差模型,并模拟了不同粗差率(0.2%～3.0%)的数据.将随机分布的粗差加入DEM中,采用基于主成分分析的粗差检测算法进行了试验.结果表明,无论粗差是否空间相关,随粗差率增大,检测率均下降.对于独立分布的粗差,当粗差率小于1.0%时,基本可以定位所有污染数据;而对于空间相关的粗差,当粗差率等于1.0%时,检测率不足50%.可见,粗差的空间相关性及较大的粗差率均会降低基于主成分分析的粗差检测算法的检测率.     

光脉冲在LOA-XGM中传输的特性

为了验证线性光放大器的性能，建立了光脉冲在LOA中传输的理论模型，分析了放大器处于增益饱和状态下交叉增益调制效应对传输脉冲的影响、脉冲在LOA中传输的特性，以及不同脉宽对于增益、载流子密度和寿命的影响．结果表明：在相同的信号脉冲峰值增益下，增大抽运光功率或减小探测光功率均使输出脉冲峰值减小；当抽运光功率小于（大于）0．5mW时，输出脉冲上升时间随探测光功率的增加而增加（减小）；随着输入脉冲波长增加，输出脉冲上升时间变长，峰值功率变小；输入脉冲越宽，对载流子密度及其寿命和增益的影响越小．