基于5GHz无线频段的环形OAM微带阵列天线设计

频谱资源短缺和频谱利用率低已成为阻碍无线通信技术与物联网发展的重要因素,轨道角动量(OAM)作为一种可用于无线通信的新技术,引起了人们的广泛关注。文中提出一种基于5 GHz无线频段的环形OAM微带阵列天线,并设计了由物理长度可变移相器和U型移相器构成的馈电网络。解释了辐射阵元间馈电相位差的具体实现,分析了阵列天线的相关性能参数。仿真结果表明,阵列天线辐射出的OAM波束具有明显的螺旋相位波前结构,能够产生稳定的OAM涡旋电磁波。此阵列天线结构简单且易于加工,对解决未来无线电通信系统中信道容量需求与频谱资源短缺的矛盾具有一定的参考价值。     

基于多模态OAM涡旋电磁波的L波段宽频阵列天线设计

频谱资源紧缺已成为无线通信技术发展的瓶颈．本文通过控制阵元间馈电相位差将轨道角动量（orbit-al angular momentum）技术应用于阵列天线中,利用L型探针馈电微带贴片天线沿圆周等距排列设计出一种工作频段在1．35GHz～1．86GHz,相对带宽达到31．8％的8阵元涡旋电磁波宽频微带天线．仿真实验表明,该天线可以产生具有多模态轨道角动量的涡旋电磁波,当用于移动通信系统的发射端,它能够实现在同一时间、同一频率下的多路信号传输,提高了系统的容量和传输速率．     

一种毫米波UWB多模态OAM介质谐振器阵列天线

为了进一步拓展轨道角动量(Orbital Angular Momentum, OAM)的优势,提出了一种工作在毫米波(Millimeter Wave, MMW)频段的超宽带(Ultra-wide Band, UWB)多模态OAM介质谐振器天线,其相对带宽高达74.3%。分析了影响天线匹配效果的重要因素。仿真结果表明,该天线结构紧凑、增益良好、螺旋相位分布标准,在35 GHz附近能够稳定产生10种模态的OAM波束。基于Matlab对天线的OAM-MIMO信道进行了系统搭建,结果表明,对该天线进行模态复用比传统的MIMO天线在信道容量方面有更突出的性能,为OAM在MMW频段的模态复用具有一定的现实意义。     

基于USRP的网络编码视频传输研究与设计

物理层网络编码理论及其应用是当前通信网络领域研究的热点,但是真实场景下的实验平台建设还很少见.文通过USRP＋PC软件无线电平台在无线双向中继网络场景下,实现了物理层网络编码视频传榆的功能.仿真结果表明,应用网络编码的视频传输和传统的方式相比,可以有效地提高视频的传输质量和效率.     

物联网微波能量传输系统天线的研究

本文研究的是面向物联网应用的无线能量传输系统,通过改进微带馈电缝隙接收天线的微波滤波器的设计,不仅解决了接收频带窄的难题,而且提高了对2.45GHz和5.8GHz两种频率微波能量的接收效率.     

光纤通信系统中新型OAM复用模式的产生

轨道角动量(OAM)复用技术可使多个OAM并行模式信息在同一新型光纤中传输,能够极大的提高光纤通信系统容量和频谱利用率,是一种具有竞争力的新型复用技术。本文基于纯相位空间光调制器(SLM)的OAM模式激励原理,搭建了OAM模式激励实验平台,实现了高质量的OAM模式的产生。     

基于FC over WDM的模块化阵列光纤传输系统

针对模块化子阵间数据实时传输需求,设计了基于FC over波分复用(WDM)架构的光纤传输系统,在物理层采用WDM技术和无源光网络(PON),建立了模块化数字阵列间数据传输通道,在链路层使用轻量化FC协议,减少了协议封装、解析所带来的成本,增强了传输的实时性。文中以16子阵规模的光纤传输系统为例,详细阐述了模块化阵列重构的具体实现方法。该光纤传输系统满足开放式、可重构阵列发展技术要求,具有较优的先进性,在未来智能化、软件化数字雷达领域具有较好的应用前景。     

短波宽带平面阵列天线系统的研究

从工程设计角度出发 ,根据天线效率和宽带阻抗匹配网络要求 ,在比较笼形和锥形两种天线的电气和结构性能之后 ,确定锥形天线为单元天线。由锥形天线组成 4元端射阵 ,然后再由端射阵组成 32元边射阵 ,形成 1 2 8元平面阵。文中分析了32元阵列天线工作原理 ,并给出计算结果。最后设计出一套实用的阵列天线系统。     

轨道角动量天线波束控制技术的研究进展

轨道角动量( Orbital Angular Momentum,OAM)因其模数的无限性与正交性在提升通信容量方面有着巨大的潜力,对解决频谱资源不堪重负的现状有很强的现实意义,而OAM波束自身的发散角限制了其远距离通信的能力. OAM波束控制技术作为OAM波束固有的发散角问题的解决方案,极具研究价值和发展前景.介绍了近...     

支持空时分复用无线Mesh网络的微带阵列天线

支持空时分复用的无线Mesh网络采用多方向天线阵列技术,使用多个高增益定向天线进行多方向覆盖,具备通信距离远和天线自动扫描与对准的特性,便于快速部署。但现有的多方向天线阵列的设计从扩大通信距离的角度考虑,侧重于提高天线增益,使其垂直主瓣宽度仅为6°,这对于通信距离较近并且节点之间高程差较大的情况来说,覆盖性能不够理想。对多方向天线阵列的组成单元——微带阵列天线进行了优化设计,提出了一种支持空时分复用无线Mesh网络的微带阵列天线设计,其垂直主瓣宽度可达30°,并对设计的微带阵列天线进行了性能仿真和实际测试。     

激发涡旋电磁波的同相位馈电圆形天线阵设计

现有的线极化天线单元组成的圆形天线阵要激发涡旋电磁波,需对天线阵进行等相位差馈电,馈电网络结构较复杂。文中首先从理论上探讨利用圆极化天线单元组成的圆形天线阵产生涡旋电磁波的可能性,基于圆极化波传播特性,通过旋转圆极化天线单元而使相邻天线单元的远区辐射场产生相位差,导出圆形天线阵远场区的电磁辐射公式,论证圆极化的圆形天线阵在同相位馈电时能产生涡旋电磁波束。进而,以8 个天线单元构成的圆形天线阵为例进行仿真验证。结果表明,通过合理的天线单元角度分布替代移相器模块功能,只需使用相同相位的馈电端口就能产生l =0,±1,±2,±3 七种模式的轨道角动量,这种新型轨道角动量激发技术有效提升了馈电网络设计的灵活性。     

基于软件无线电的天线阵方向图测量

本文设计了一种基于软件无线电的天线阵方向图测量实验。在1.5GHz频段下,手动搭建了一个以单极天线为单元的4元天线阵,并使用两台软件无线电设备USRP 2920分别连接单极天线和天线阵列以作为发射机和接收机。实验将发射机围绕接收机作圆周运动,记录发射天线所在方位角与接收信号的幅值强弱,在极坐标系内即可绘制出天线阵列在水平面内的实测方向图。本实验的测试结果与计算结果基本一致。     

一种基于折合式平面反射阵天线的毫米波高增益滤波天线

提出了一种基于折合式平面反射阵天线的毫米波高增益滤波天线设计方法,将极化敏感的频率选择表面替代传统的极化栅,用作折合式平面反射阵天线的副反射面.基于基片集成波导技术设计了极化敏感的频率选择表面,该频率选择表面对于线性极化入射波情况下具有较低的插入损耗,同时可几乎全反射对应正交极化的入射波.得益于频率选择表面的频率选择特...     

耦合对环形相控阵生成涡旋电磁波的影响

该文研究了环形天线阵列生成具有轨道角动量的微波频段涡旋电磁波的过程中,天线阵列单元间的耦合对生成的涡旋电磁波的模式的影响.通过理论分析,以及基于矩量法的全波电磁数值计算,给出了在一定的条件下,耦合对生成的涡旋电磁波的模式数的影响.结果表明,当存在耦合的旋转对称性时,耦合不会对涡旋波的生成造成影响;而当不存在耦合的旋转对称性时,单元间耦合会使生成的涡旋波偏离理想结果.耦合对涡旋波的影响程度敏感于模式数、环形阵列半径、观测点方位.基于文中的参数,即使相邻单元间距大于两个波长,耦合也可能使模式数改变14%以上.     

宽带有源天线阵列设计

宽带有源天线阵列在实现工作频带内无栅瓣扫描时,其辐射单元口径和单元间距在工作频段的低端就会显得过于狭小和紧密,在频率低端阵列增益偏低,有源电路布置空间局促。应用波长比例缩放阵列（WSA）来实现宽带有源天线阵列,阵列是由两种或两种以上不同带宽的天线单元组成的异构阵列,兼顾了高低频段阵列性能,为有源电路布置提供了充裕空间。通过电磁计算,验证了该方法的可行性和高效性。针对WSA阵列的工程应用,提出了一种典型的天线阵列结构、片式收发组件和射频互联电路设计。该设计为超宽带多功能有源相控阵天线的应用提供了一种新的方案。     

基于基片集成波导(SIW)的低副瓣阵列天线设计

基片集成波导(SIW)因其低插损、易于加工等特性,在微波天线领域受到了广泛关注.本文应用SIW技术设计了一个Ku波段20元并联馈电的低副瓣线阵天线.实测结果表明在6%的带宽内,其VSWR＜1.5,可以实现-27dB以下副瓣电平及高于18.7dB的增益.此天线应用了改进的维尔瓦迪辐射单元,有效抑制了单元间的互耦,其功分器...     

1-bit模态可重构涡旋电磁波天线研究

针对大多数天线无法实现轨道角动量(Orbital Angular Momentum, OAM)的任意生成和切换的问题,设计并分析了一种基于1-bit可编程超表面,探讨了其在涡旋电磁波的模态可重构方面的应用。基于1-bit相位量化原理,设计了一款极性转化单元,实现入射x极化波反射y极化波。理论分析了涡旋电磁波的辐射及可重构模态性能,并对设计的可编程超表面进行仿真验证。由15×15个单元组成的1-bit反射可编程超表面在11.5～13.5 GHz(16.0%)工作带宽内生成了携带模态l为0,±1,±2的涡旋电磁波,验证了模态可重构性。平面电磁波和涡旋电磁波既可以生成,又可以相互转换,为将来实现具有实时动态控制功能的OAM光束奠定了基础,在无线通信系统中具有良好的应用前景。