微波毫米波功率合成中的锁频和锁相

全面分析和评述了微波、毫米波功率合成中的锁频和锁相；研究了不同锁相方式的基本原理和方法；给出了数值计算结果；讨论了相位与锁相方式和振荡器有关参量的关系，简要介绍了微波、毫米波的腔体功率合成和空间功率合成的概念。     

毫米波MOS场效应晶体管的建模

提出了针对毫米波CMOS应用的nMOS场效应晶体管的建模方法。对采用0.18μm标准CMOS工艺的nMOS场效应管进行了版图的优化设计,并提出和分析了基于标准BSIM3V3模型卡的nMOS场效应管的等效电路模型。通过仿真,直接从MOS场效应管的物理版图中提取出各个寄生元件的值,使该模型能预测nMOS管从100 MHz到40 GHz频率范围内的高频性能。     

一种低频段小型化带通频率选择表面天线罩设计

具有陡峭截止性能的带通型频率选择表面(Frequency Selective Surface,FSS)在低频段天线设计中有重要应用需求,而传统带通型FSS设计在低频段存在单元尺寸过大和散射栅瓣等问题。为此,提出了一种低频段小型化的带通型FSS天线罩。该结构通过多层非谐振型FSS级联而成,并采用介质加载和FSS单元交叉曲折等小型化设计技术,使其具有S频段二阶带通空间滤波特性,相对带宽达到25%。同时,FSS单元尺寸减小至1/16λ0（λ0为中心工作波长）,天线罩电厚度约为1/20λ0 。基于带通FSS的等效电路模型,给出了详细的FSS单元小型化设计过程,完成了该S频段小型化二阶带通型FSS天线罩实物样件加工和传输特性测试工作,测试结果与全波仿真结果吻合较好。     

W波段三维近场安检成像系统

本文介绍了一套基于频率步进体制的W波段三维近场安检成像系统以及相应的成像算法。W波段信号可以穿透普通衣物,对人员携带的藏匿物品进行成像。成像算法通过在频率波数域进行插值处理可以完全补偿近场的波前曲面。文中阐述了频率波数域的插值过程以及实验数据的预处理过程。成像系统通过发射宽带信号得到高分辨距离像,通过提高工作频率得到高分辨方位像,方位向分辨率优于5mm。成像实验结果表明该系统性能优于现有的Ka波段成像系统。     

毫米波静电聚焦行波管电子光学系统的设计

介绍了静电聚焦方式在毫米波行波管中的独特优势,分析了周期静电聚焦场的建立方法。基于某Ka波段行波管,首先根据指标要求设计了强流电子枪并选择类梳齿状结构作为其慢波电路,然后对电子枪和类梳齿状慢波电路组成的电子光学系统进行了模拟计算,最后对慢波电路的关键尺寸进行了容差分析。结果显示,在周期静电场的作用下,电子注全部平稳地通过了慢波系统。良好的静态通过率为后续高效率的注-波互作用奠定了基础,证明了利用静电场聚焦毫米波行波管中大电流密度电子注的可行性。     

微带串馈天线阵的理论分析和仿真设计

论述了微带天线的基本理论、经典分析方法、天线单元的馈电方法以及微带阵列天线的形式、特性及馈电网络,从毫米波天线单元入手,研究了16元矩形微带贴片天线阵的设计方法,并给出了仿真结果,与理论计算值相符。     

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.     

DBS成像技术在毫米波雷达导引头中的应用

本文介绍了DBS技术的基本概念及工作原理,并且结合毫米波雷达回波信号的特点,研究适合快速实时成像、且具有实际工程意义的DBS成像算法——SPECAN算法及其实现流程。在理论分析的基础上,给出了系统仿真的结果和性能参数,证明了理论的可行性,为实际工程上的应用打下了基础。     

毫米波安检成像雷达设计

针对实际应用的安检技术的局限性,本文介绍一种基于FMCW的体制的安检成像雷达设计。雷达采用合成孔径成像算法对待检人员身上的隐匿目标进行探测,使用二维、三维仿真目标和Radarsat—I雷达数据对雷达系统和成像算法进行检验,计算结果证明了系统设计和成像方法的有效性。     

反涂层隐身地面金属目标的毫米波辐射探测方法

针对涂层隐身地面金属目标难以探测的现实问题,从辐射探测角度研究了毫米波交流辐射计用于发动机工作状态下涂层隐身地面金属目标探测的新方法.在对毫米波交流辐射计系统组成及工作原理论述的基础上,结合不同条件下目标辐射特性的特点,对毫米波辐射探测技术反涂层隐身地面金属目标的机理和方法进行分析,并给出理论计算结果,然后利用研制的3 mm频段全功率交流辐射计,在草地背景上进行了一系列模拟探测实验.实验结果与理论分析相吻合,验证了毫米波辐射探测技术反涂层隐身地面金属目标的可行性和有效性,从而为反涂层隐身技术提供了一种新思路.