用于人体皮下温度测量的微波辐射计系统可行性研究

目前人体测温主要以红外测温和水银体温计为主,其仅能测量人体表皮温度,针对此现状,以微波辐射测温理论为依据,提出一种中心频率为1.4 GHz的微波辐射计系统,并利用目前消费类电子产品的MMIC芯片设计制作完成。系统硬件模块主要包括高增益放大器模块、带通滤波器模块和平方律检波模块。根据不同温度状态下人体皮下组织的辐射能量,系统测得最终输出电压与温度呈正相关,能够很好地响应皮下温度变化。研究结果表明,基于现有消费类电子产品的芯片可以制作出成本较低的L波段微波辐射计,能跟踪组织层的温度,验证了监测人体内部温度的可行性。

信道状态信息未知和已知的MIMO无线信道容量比较与分析

介绍了无线MIMO系统信道容量的计算方法,重点分析和比较在瑞利衰落信道下,发射端已知和未知信道状态信息时的信道容量特性,并利用Matlab对其进行仿真。仿真结果表明:在低信噪比时,采用自适应功率分配得到的信道容量特性要优于采用平均功率分配得到的信道容量特性。这种优势随着天线数目的增加而逐渐增大,但随着信噪比的增大而逐渐减小。

基于MSP430单片机频率计数器的设计与实现

介绍了以MSP430单片机为核心，对输入信号进行频率测量，并将测量结果通过数码管LED显示出来的系统设计与实现方法。该系统具有低功耗、低成本、可靠性高、抗干扰强等特点。该系统可应用于多种频率测量设备中。

关于软件单元测试的浅议

介绍了软件单元测试的概念，阐述了单元测试的目的，着重分析了单元测试的重要性和实施现状，对单元测试技术的未来进行了展望。

基于SDH综合组网技术的应用及发展

介绍了SDH（同步数字体系）的产生，设备的组成及各部分的功能；SDH复用原理、复用结构和步骤及其组网原则。

应用于1.4GHz的紧凑型可穿戴阵列贴片天线设计

针对天线可最大限度探测人体深层组织需降低天线的回波损耗和增加带宽性能问题,提出了一种可穿戴阵列贴片天线。该天线尺寸大小为40 mm×40 mm×2.54 mm,上下两层的介质基板厚度均为1.27 mm,添加上层介质基板是为了天线与更深的组织层匹配,将单元贴片天线以2×2的形式集成到单个基板上组成阵列,并用HFSS仿真软件搭建人体组织模型进行仿真。仿真结果表明,单元贴片天线在中心频率1.4 GHz处的回波损耗达到-20 dB,-10 dB处的阻抗带宽为1.384×1.411 GHz,阵列贴片天线在中心频率1.4 GHz处的回波损耗达到-25 dB,在-10 dB处的阻抗带宽为1.383×1.424 GHz,由于天线加工误差导致实物测量时天线的中心频率发生右移,但总体与仿真结果一致。两款天线对比可知阵列天线相较于单元天线的回波损耗更低,带宽更宽。

基于MSP430单片机的智能小车设计与实现

介绍了一种以MSP430单片机作为核心控制单元的智能小车的设计方法。由安装在车头和轮胎上的传感器负责采集各种信号，并将采集到的电平信号传给单片机，单片机经过处理后控制电机，完成小车的前进，转向和路程显示功能。文中给出了小车系统的硬件和软件设计方法，经过实际测试，能过完成所有功能。该设计可用在自动停车系统和工厂运料车上。

旋转镜像综合孔径空间频率均匀采样方法

在地球静止轨道卫星上实现高分辨率微波辐射测量是微波遥感的重要研究内容。综合孔径系统的较高复杂度和镜像综合孔径系统组合测量在卫星平台上实现困难等问题,使得高分辨率微波辐射测量难以实现。因此提出旋转镜像综合孔径空间频域均匀采样方法。其核心思想是采用两个反射面提高空间分辨率,通过阵列旋转固定角度获得均匀频率采样实现图像重建。理论和仿真结果均表明:旋转镜像综合孔径空间频域均匀采样方法采用较少的天线数目实现了高分辨率测量,获得较好反演结果,同时用阵列的转动代替反射面的平动解决镜像综合孔径微波辐射测量在卫星平台上实现困难的问题。

MIMO通信系统中的天线选择技术研究

MIMO系统能够极大地提高通信系统的容量和频谱利用率，然而使用多个射频的MIMO系统增加了天线的体积、功率和硬件，从而增加了成本。因此寻找具有MIMO天线优点且低价格、低复杂度的天线选择最优极具吸引力。从两个方向论述了天线选择性能。，在MIMO通信系统中，根据相关文献，对随机天线选择算法，穷举算法进行了研究；在此基础上，提出了改进的容量递增算法和基于信道矩阵的范数算法改进方案。

一种433.92MHz印刷天线的设计

鉴于汽车轮胎压力监测系统(TPMS)中发射天线在PCB板上走线的局限性,根据传统倒L型印刷天线的结构特点,微带线在介质基板上模仿蛇形天线的走线形式设计了一种433.92 MHz小型化蛇形印刷天线,利用弯折技术极大地减小了天线的结构尺寸,并使用加载匹配网络的方法改善了天线的阻抗特性。使用Ansoft HFSS 15.0仿真软件对天线加载的匹配网络中无源集总元件进行参数分析和优化,推导出天线加载的最佳无源集总元件的匹配值,并对天线的回波损耗、驻波比、天线阻抗和方向图进行了仿真测试。结果表明,优化后的天线在433.92 MHz谐振频点处的回波损耗为-21.64 dB,工作频段为432.84~435.00 MHz,并且具有良好的全向性,可应用在汽车轮胎压力监测系统之中。

方向图可重构印刷小型天线的设计与实现

提出一种简单结构紧凑的方向图可重构天线.该天线由3条微带线和介质基板组成,微带线印在基板的顶部.将PIN二极管集成在左、右两侧的微带线上,通过二极管开关的导通和断开,使天线在yoz平面获得2种定向与全向的辐射方向图.对天线进行仿真、制作和测试.实验结果表明:阻抗带宽可达14.7%,定向最小增益1.2 dBi,全向最小增益1.7 dBi;该天线在2.19~2.54 GHz频段上有较好的定向性和全向性,适用于抗干扰能力要求较高的无线通信系统.

基于频域分析的间接式胎压监测算法研究

为解决传统间接式胎压监测频域法估计胎压状态时误差较大的问题,分析误差产生的主要因素为轮速传感器测量误差与频域分析方法精度较低。针对轮速传感器测量误差,设计具有动态遗忘因子的改进递归最小二乘法,在算法运行前期扩大遗忘因子以增强再适应能力,后期减小遗忘因子以获得更好的收敛性,并以此进行误差估计,修正轮速信号。针对频域分析精度较低的问题,基于自回归AR模型建立谱估计模型,采用伯格算法估计模型参数,提取轮速信号共振频率,避免传统谱估计对未观察信号做假设处理导致精度较低的问题。最后根据不同胎压下共振频率的差别设定欠压阈值,以此判定胎压状态。采用实测数据进行仿真实验,结果表明改进算法的准确性得到较大提升,能准确判别胎压状态。

方向图可重构的多方向光束微带天线

文中提出一种多方向性方向图可重构的微带贴片天线。该天线采用背面单个馈电点的方式,由4个寄生元件围绕中间辐射元件组成的平面结构,将4个PIN二极管不对称地排列在4个寄生元件上,通过二极管开关的导通与关闭使寄生元件充当反向器和引向器,在仰角平面和方位角平面实现辐射光束的重新配置。对天线进行参数分析,寄生元件尺寸和PIN开关位置的选择会影响天线的波束控制能力。仿真结果表明,天线能实现9个不同的辐射光束方向,谐振频率和波束宽度保持相对恒定,天线的工作频率为5.65~5.95 GHz,平均波束宽度为57°,在所有模式下均实现了良好的增益水平,最大定向增益为9.70 dBi,最小定向增益为7.12 dBi。该天线体积小、制造成本低,为边长55 mm的正方形,适用于Bluetooth、WiFi和WiMAX等点对点数据传输的无线应用。

基于系统函数优化的非规则天线阵列综合孔径辐射计亮温反演算法

为改善非规则天线阵列综合孔径辐射计反演图像质量,提出了基于系统函数优化的亮温反演方法。通过优化非规则天线阵列的系统函数,消除单元天线非规则排列对系统性能的影响,并在优化过程中引入正则化,稳定反演图像。为补偿正则化引起的反演图像质量损失,在反演算法中引入了迭代运算。仿真结果表明:所提出的反演算法能有效改善非规则天线阵列综合孔径辐射计的亮温反演图像质量,可应用于基于小卫星编队的分布式综合孔径遥感图像反演中,并能为基于小卫星编队的分布式综合孔径阵列优化提供理论基础。

非规则采样综合孔径无源成像重建算法分析

受制于平台限制,毫米波综合孔径无源成像探测技术在部分应用环境下不得不采用非规则阵列,其形成的空频域采样是非规则采样,因此如何实现从非规则空频域到规则空域的有效映射成为一个新的问题。本文针对该问题,探讨了几种典型重建算法,并通过仿真对这些重建算法进行了分析对比,分析结果表明结合正则化的阵列因子成形重建算法可以满足非规则综合孔径无源成像重建的要求,该研究结果对毫米波综合孔径无源成像探测技术应用具有实际工程指导意义。

小型方向图可重构四单元缝隙天线的设计

提出一种小型方向图可重构天线.该天线是由4个缝隙单元组成的平面阵列,单一的缝隙单元能产生定向辐射方向图,且最大辐射方向是接近缝隙的开口端.将4个PIN二极管集成在4个缝隙单元上,通过4个二极管开关的导通与断开组合成不同的模式,使天线在xoy平面上获得8个定向和多个全向的辐射方向图.仿真结果表明:该天线的定向最大增益为2.90 dBi,全向最大增益为1.38 dBi,半功率波束宽度平均值为136°.该天线是半径为31 mm的圆,体积小,制造成本低,且满足无线通信频段2.40~2.50 GHz,适用于无线局域网(WLAN)等无线通信领域,可以降低多径衰落的影响,提高数据的传输速率.

基于微波辐射测量和GA-BP神经网络的电缆内部温度反演

目的针对现有电缆监测系统无法实现无损式测量电缆内部温度的问题,方法提出一种基于微波辐射测量的电缆内部温度反演方法。首先,使用非相干方法构建多层微波辐射传输模型,利用指数函数进行分层,通过无限元仿真得到微波辐射计测量的亮温数据集,应用十折交叉验证划分数据集,为模拟实际测量中微波辐射计测得的亮温值易受环境噪声影响的情况,本文将测试集仿真值混合信噪比10~50 dB的高斯白噪声作为微波辐射计的实测值;然后采用遗传算法(genetic algorithm,GA)优化BP神经网络的权值和阈值,以此构建GA-BP神经网络模型,再向构建好的网络中输入样本,训练网络模型;最后利用实测值验证经过训练的GABP神经网络模型在反演电缆内部温度方面的能力。结果实验结果表明:相较于仅使用BP神经网络,使用遗传算法优化后的BP神经网络在反演电缆内部温度方面表现更优异;网络的反演效果和实测值添加的噪声信噪比呈正相关,噪声信噪比越大,神经网络的反演效果越好;当测试集中添加的噪声信噪比大于36 dB时,R^(2)>0.627,RMSE<5.55,反演效果较好;当混合噪声信噪比为50 dB时,反演效果最优,决定系数可达0.985。结论结果证明了GA-BP神经网络在电缆内部温度反演的有效性,为电缆内部温度反演提供了新思路。