小型化超宽带天线设计

针对传统天线的体积大、通信性能低、信号差、带宽覆盖频段和增益范围问题,该文提出一种新型小型化超宽带天线,通过利用超宽带技术和小型化技术,解决天线体积及性能方面的问题。仿真结果表明该小型化天线的带宽在2.07~5.59 GHz的频段中,有效覆盖5G(3.3~3.4 GHz和4.8~5.0 GHz)的频段,方向增益图具有全向性,增益稳定,同时天线外层设有真空隔热装置,保护内部天线,更加安全。

新型压缩感知计算模型分析三维电大目标电磁散射特性

为提高基于压缩感知技术的矩量法在三维电大目标双站电磁散射问题中的计算效率和稳定性,提出新的稀疏、测量和重构方法,构建一种新型压缩感知计算模型.不同于基于欠定方程的传统的压缩感知计算模型,新型计算模型首先采用按行均匀抽取阻抗矩阵的方法构造测量矩阵以获得稳定的计算结果;然后,基于Foldy-Lax方程生成多阶特征基函数并作为稀疏基对感应电流进行稀疏转换;再依据少数低阶特征基函数足以近似表征感应电流的先验条件,将恢复算法简化为最小二乘法;最后,将矩阵方程转换为一个超定系统并采用最小二乘法解出电流系数.与传统的计算模型相比,新型计算模型不仅可以获得更加稳定的精确解,还可以显著提高电大目标双站散射问题的求解效率和计算精度.数值仿真结果证明了新方法的可行性和高效性.

一种新型双频宽带八单元5G手机天线设计

针对无线通信设备对MIMO天线多频段,结构简单和高隔离度的要求,研究提出了一款用于5G手机的新型双频宽带八单元多输入多输出(MIMO)天线;天线基板采用FR4材质,整体尺寸为150 mm×75 mm×0.4 mm;天线“U”型辐射单元加载在基板的一面,尺寸仅为10 mm×3.6 mm,每个单元被馈源分为两个部分,分别产生3.5 GHz和4.9 GHz两种谐振模式;同时,在金属板的一面,通过刻蚀矩形槽的方式,改变电流有效路径和阻断单元间的电流传输,以增加工作频带带宽和减弱单元间的耦合程度;仿真和实测结果表明:当S 11小于-6 dB时可以覆盖3.3~3.6 GHz和4.8~5.1 GHz,天线单元间隔离度优于13.6 dB,辐射效率达到67%以上。与传统天线相比,天线在结构,带宽,隔离度等方面具有优势,具有良好的应用前景。

特征模基函数法结合ACA算法求解电大目标双站RCS

针对传统矩量法(MoM)在分析电大目标电磁散射特性时存在内存需求大、求解效率低的问题,提出一种基于分块理论的特征模基函数法结合自适应交叉近似算法(ACA)快速求解电大目标双站雷达散射截面的方法。首先,将目标剖分为多个子域,实现未知数的离散和矩阵维数的降维,通过分别求解各子域的特征模,有效减少特征模的求解时间。其次,在构造缩减矩阵计算互阻抗元素时,应用ACA算法计算互阻抗元素,加快矩阵向量积的运算并且减少了内存消耗。数值结果表明,与传统的MoM相比,在保证精度的前提下,该方法内存需求更低,计算效率更高。提出的新方法为电大目标电磁散射特性的分析提供了一种新的方案。

应用通用特征基函数求解目标宽带雷达散射截面

基于特征基函数法提出了一种分析目标宽带电磁散射特性的快速有效数值方法.该方法在期望频段内,求出最高频率点的主要特征基函数和次要特征基函数并进行奇异值分解,生成通用特征基函数,该通用特征基函数能够在整个频段内重复运用,从而快速获得期望频段的目标电磁散射特性.应用自适应交叉近似算法加速阻抗矩阵元素的计算,提高次要特征基函数和缩减矩阵构建过程中的矩阵矢量相乘速度.与传统方法相比,计算精度和计算效率都得到了大大提高,数值结果证明了所提方法的精确性和有效性.

应用改进的快速偶极子法和特征基函数法分析导体目标电磁散射特性

该文提出了一种分析导体目标电磁散射特性的有效数值方法,该方法基于特征基函数法,将改进后的快速偶极子法与之相结合,把远场组间的矩阵矢量积转化为聚集-转移-发散的形式,从而加速次要特征基函数和缩减矩阵构建过程中的矩阵矢量相乘的速度。与传统的快速偶极子法结合特征基函数法相比较,在同等精度下,计算时间和内存消耗都得到了有效地缩减,数值结果证明了该方法的精确性和有效性。

基于最小二乘拟合和特征基函数法的目标宽带RCS快速计算

提出一种快速分析目标宽带雷达散射截面的方法,该方法将最小二乘拟合与特征基函数法相结合,通过计算选定的若干频率点的表面电流便可快速求解出整个频带内的表面电流.具体过程为利用特征基函数法求解选定频率点目标表面电流,进而利用最小二乘拟合实现表面电流和雷达散射截面的快速计算.数值计算结果表明:在不影响精度的前提下,该方法可大大提高计算效率、减少内存需求.

基于滑模速度控制的PMSM矢量控制策略

针对永磁同步电机采用传统滑模控制算法时存在滑模抖振、超调较大、抗扰动能力差等问题,提出一种新型混合趋近率的滑模变结构控制策略。在传统指数趋近率的等速项中引入以转速误差作为关联变量的对数函数,降低空载启动的超调现象,加快趋近速度;采用更加平滑的双曲正切函数取代符号函数,有效抑制系统抖振,并利用Lyapunov函数验证了新型趋近率的稳定性,新型滑模控制策略显著提高了系统的鲁棒性和稳定性。

基于特征模理论的小型化WiFi6E天线设计

基于特征模理论设计了一种WiFi 6E的小型化天线,主要由L型和Y型金属构成。基板尺寸为12 mm×12 mm×1.6 mm,介质基板底部由L型地板构成,上表面布置3个L型金属和1个Y型金属。为了改善阻抗匹配效果、增加天线的带宽,将2个小型的L型金属排布在Y型主干的两侧,另外一个放置在Y型金属的对面。仿真结果表明:该天线可覆盖4.92~8.14 GHz,中心频点处的回波损耗小于-32 dB,在WiFi 6E的频带内有较好的定向辐射特性,且覆盖频带宽,具有良好的应用前景。

一种自解耦高隔离度6单元MIMO手机天线设计

针对传统天线具有隔离度差、结构复杂等缺点,本文设计了一种新型6单元自解耦高隔离度的手机天线。天线系统由底面基板和两个侧面垂直小基板共同构成,其中,底面基板尺寸为150 mm×75 mm×0.8 mm,垂直小基板尺寸为134 mm×6 mm×0.8 mm,且每个侧面垂直基板上有3个T形辐射单元。仿真和实测结果显示,MIMO天线工作频段在端口S11小于-6 dB阻抗带宽的条件下,可以覆盖3.3 GHz~3.6 GHz,同时,天线单元之间隔离度优于-20 dB,辐射效率达到70%以上,包络相关系数(ECC)小于0.01。与传统天线相比,该天线具有自隔离、高隔离度、结构简单以及空间分集性极好等优点。

基于DSP的带式输送机多机功率平衡控制器研究

针对多电机驱动的带式输送机在运行时存在功率不平衡问题,提出运用模糊控制的方法来解决此类问题,给出了实际电路即软件实现方法。

应用改进的主要特征基函数快速计算目标宽角度RCS

特征基函数法是分析目标宽角度电磁散射特性的有效方法之一,但在构造特征基函数时,设置的入射波激励包含大量的冗余信息,大大降低了特征基函数的构造效率;另外在分析复杂目标时,在增加激励数目的情况下,仅应用主要特征基函数并不能显著提高计算精度。针对这些问题,该文对特征基函数构造方法进行改进,首先采用奇异值分解技术对激励矩阵进行压缩去除冗余信息,减少求解矩阵方程的次数;其次充分考虑子域之间的互耦作用,将主要特征基函数与次要特征基函数融合,得到改进的主要特征基函数。数值计算结果表明:与传统方法相比,该方法具有更高的计算效率和计算精度。

基于嵌入式系统的井下智能监控分站的设计

针对目前煤矿井下监控分站通信速率低、性能不稳定等问题,文章提出了一种井下智能监控分站的设计方案。该分站采用32位微控制器S3C2410为控制核心,移植了VxWorks嵌入式实时操作系统,大大提高了分站系统的信息处理速度、系统容量及稳定性。

一种低剖面频率可重构天线的设计与研究

针对目前频率可重构天线存在的尺寸较大、频率可调范围不足、带宽窄且难以同时覆盖5G/WiMAX/WLAN等常用频段的问题,提出一种结构新颖的频率可重构天线,共有3种工作状态,可分别工作在5G/WiMAX/WLAN频段,天线的尺寸仅为26mm×32 mm×1 mm,更加适合用于小型移动通信设备。该天线通过结合一个新的辐射贴片元件以及开槽和开关来实现天线不同工作模式的切换。整体结构可分为微带贴片天线和直流偏置电路2部分,直流偏置电路由4个二极管构成的2组开关SW1、SW2和直流偏置线组成,通过对SW1和SW2的控制,天线可以在宽带和2种双频状态下工作,宽带工作频段为3.04~5.54 GHz,一种双频工作频段分别为2.86~3.50 GHz、5.09~6.17 GHz,另一种双频工作频段分别为2.98~3.84 GHz、4.61~5.88 GHz。对天线模型实物加工并进行了实测。优化测试表明,天线可以在宽带模式和2个双频工作模式下正常工作,且天线的可重构特性使其能在5G/WiMAX/WLAN不同通信频段下切换工作模式,适合用于5G/WiMAX/WLAN信号源聚集的复杂通信环境。

基于DSP的推挽正激DC/DC变换器的设计

针对目前DC/DC变换器多数采用单片机作为控制芯片,控制效果不好的问题,提出了一款基于DSP的推挽正激DC/DC变换器,给出了其控制电路以及保护电路。实验数据以及图形表明该DC/DC变换器,具有变换效率高,输出电压稳定、动态响应速度快、发热量小等优点。

新型缩减矩阵构造加快特征基函数法迭代求解

针对特征基函数法在分析电大目标电磁散射特性时存在缩减矩阵方程迭代求解收敛慢的问题,提出一种新型缩减矩阵构造方法提高特征基函数法的迭代求解效率.首先,应用奇异值分解技术压缩激励源,求解出新激励源下各子域的特征基函数;其次,将新激励源和特征基函数作为构造缩减矩阵的检验函数和基函数新方法构造的缩减矩阵的对角子矩阵均为单位矩阵,缩减矩阵条件数得到了优化.与传统方法相比,新方法构造的缩减矩阵方程迭代求解效率得到了显著提高;另外,由于矩阵方程求解次数减少,特征基函数的构造效率也得到了提高,数值结果证明了新方法的精确性和有效性.

通用特征基函数法结合MBPE计算目标宽带RCS

通用特征基函数法是分析目标宽带电磁散射特性的有效方法之一,但传统通用特征基函数法在计算目标宽带雷达散射截面时,需要在每个频率点重新构造缩减矩阵,十分耗时。提出一种通用特征基函数法结合模型参数估计技术快速计算目标宽带RCS的有效数值方法。该方法在最高频率点建模,生成通用特征基函数,在应用模型参数估计技术计算目标整个宽带RCS时,每个采样频率点的特征基函数直接复用通用特征基函数,大大节省了每个采样点的计算时间。与传统方法相比,该方法显著提高了计算效率。数值结果证明了该方法的有效性和精确性。

基于实验工坊的“信号与系统”实时远程实验教学研究与实践

课内实验作为理论教学的辅助环节,与理论讲解相结合,可以在实践中帮助学生更好地理解概念,提高学生分析和解决实际问题的能力。受新型冠状病毒肺炎(COVID-19)疫情的影响,依托实验设备的线下实验教学难以开展。因此,本文基于实验工坊平台,结合虚拟仿真和云平台技术,给出一种基于实验工坊的实时远程实验教学方法。以信号与系统实验为例,借用远程实验平台完成理论、仿真结果分析。实践表明,该实验方法完全开放、可随时随地地完成实验,满足“停课不停学”要求,同时可以提升学生的实践能力和创新能力。

通信工程专业“电磁场与电磁波”课程教学方法研究

"电磁场与电磁波"是通信工程专业重要的一门理论基础课,其理论知识将在后续课程"微波技术"以及"天线工程"等课程中得到运用,因此"电磁场与电磁波"的教学工作就显得十分重要。针对这个问题,本文结合教学实践和目前我校通信工程类本科专业"电磁场与电磁波"课程的教学现状,从教学内容、教学方法和实验内容三个方面提出了一些改革方法以提高我校"电磁场与电磁波"课程教学质量和培养新型通信类人才。

红外成像在输送系统温度保护中的应用设计

温度保护是输送系统保护的重要环节,目前多采用红外温度传感器,其实时性、稳定性和灵敏度等都有待提高,且只能实现单个目标物体的点温监测。文中提出了利用红外成像技术分析输送系统的红外辐射来实现其多个目标物体的面温监控的方法,给出了相应的硬件电路和软件设计。