《通信原理》实验项目教学新模式探索

结合我学院《通信原理》课程实验教学的实际情况,提出项目教学在软件仿真和实验箱实验教学中的应用方案,使实验的设计更加灵活,充分发挥软件仿真和硬件实现的特点,提高了实验教学的效果.     

光纤信道自适应均衡器的仿真研究

为了解决色散时光纤通信系统高速率、长距离传输的限制,在分析影响光纤通信系统性能的主要原因的基础上,提出一种光纤信道仿真模型,并用MATLAB仿真LMS算法和RLS算法对10 Gb/s光纤信道进行自适应均衡的性能.仿真结果表明,这两种算法简单、高效,能有效消除光纤色散和偏振模色散(PMD)引起的码间干扰,RLS算法比LMS计算复杂度高,但收敛速度更快,所以这两种算法都能满足光纤通信系统对均衡速度较高的要求.     

形变稳定的负磁导率超材料双频柔性天线

为了解决力学形变对柔性天线电磁特性影响的问题,设计了一种形变稳定的柔性天线,利用加载负磁导率超材料结构增加天线的新频段,使天线工作于2.45GHz和5.80GHz频段。分析了负磁导率超材料结构增加天线频段的机理与影响因素,进而总结了电磁-力学多物理场耦合特性。天线整体尺寸为0.24λ0×0.20λ0(λ0为2.45GHz时自由空间的波长),厚度仅为0.001λ0,实验结果表明天线在弯曲半径R为10～50mm时频段参数不变。可见加载负磁导率超材料结构单元可以增加天线频段,在一定的力学形变条件下电磁特性仍保持稳定,满足柔性天线超薄小型化的设计需求。     

一种MIMO中继系统的自适应自干扰消除方法

为节省频率资源,全双工中继一般采用相同的频率接收和发射信号。由于收发天线之间无法充分隔离,接收天线容易受到自身发射天线的回波干扰。针对宽带全双工多输入多输出( MIMO)中继的自干扰问题,提出了一种基于梯度下降自适应算法的自干扰消除方法。该方法利用中继反馈的已知信号进行自干扰信道估计,并产生一个对自干扰信号的估计信号,从而在接收端将干扰抑制。仿真结果表明,该方法在自适应滤波器的跟踪性能、收敛分布和不同 MIMO 配置下的均方误差( MSE)性能等方面均取得良好效果。     

高速电路倒装互连结构的不连续性分析

针对倒装互连结构的不连续性,建立了各部分结构的解析式,结合等效电路以及全波仿真模型,利用仿真软件进行电路参数提取,解释了连接器件各个部分的物理意义,研究了封装的寄生参数对器件的影响。对于高速互连结构中普遍的不连续性,如焊点和传输线互连处等的信号特性进行仿真。可以找出有效的模型改进参数,使结构得到优化。应用仿真结果确定实验测试的方法,在保证模型特性的前提下,有效地降低了实验成本。最后对仿真结果进行了实验验证,并且有较好的一致性。     

一种改进的步进频率雷达信号的运动补偿研究

为解决步进频率雷达一维距离像失真和运动补偿的问题,提出了一种精确的速度估计方法。文中首先阐述了步进频率信号的改进原理及其处理方法,该方法先使用互相关FFT测速法对目标速度进行粗估计,然后再以最大脉组乘积求和为准则搜索精确速度,最后实现对运动目标的速度补偿从而得到精确的一维距离像。仿真结果表明,在信噪比为-4dB的时候仍能得到准确的结果,改进后的信号性能有了很明显的改善,一维距离像不会随目标的运动而产生失真,该运动补偿方法具有估计精度高、抗噪性能好的优点。     

适应多角度入射的无线能量传输天线设计北大核心CSCD

为提高植入式设备在多角度入射下的无线能量传输效率,文中提出一种用于中场无线能量传输的入射不敏感植入式超材料天线,该天线工作在中场1.4 GHz处。搭建了胃部仿真环境,在模拟组织中评估了该天线在不同入射角度情况下的能量传输性能。经仿真分析,该植入天线沿x、y、z轴旋转一周时,97%以上的角度范围内S;均达-37 dB以上,且各角度下的S;值相差仅1~4 dB,验证了该天线具有入射角度不敏感特性,且最大比吸收率满足IEEE标准。实验表明,实测整体结果与仿真结果有较好一致性。总体设计达到了预期目标,适用于生物医疗领域的无线能量传输。     

双频带柔性人工磁导体结构研究

人工磁导体能够减小人体生物组织对人体通信天线性能的影响。根据等效电路模型以及软件优化仿真明确3*3人工磁导体结构单元形状和尺寸参数。结合人体手臂生物组织模型进行仿真,以0.05 mm 厚度聚酰亚胺为基底材料、铜为导电材料,加工制作正方形人工磁导体结构辐射单元和天线并在人体手臂进行实测。仿真与测试结果表明辐射单元结构尺寸设计为S1 =24 mm,S2 =23 mm,S3 = 12 mm,S4 = 7 mm,能够确保天线工作在2.45GHz 和5.80 GHz 双频段,将人体SAR值在2.45 GHz 时降低了86%,在5.8 GHz 降低了64%,AMC 结构和天线相距5 mm 时,实测天线回波损耗S11参数曲线与理论结果相符,可以满足双频带安全人体通信的应用需求。