面向5G应用的四元MIMO毫米波天线

为了有效缓解低频段频谱拥挤的现状,提出了一种用于5G通信的毫米波矩形微带天线。在偶极子宽带毫米波单元天线的基础上,设计了一种四元多输入多输出(MIMO)天线,天线尺寸为10.1 mm×12 mm×0.508 mm,工作频率为28 GHz,工作带宽为24~68.6 GHz,完全覆盖24.25~27.5 GHz和37~42.5 GHz的5G毫米波频谱范围,且每个单元天线单元端口之间的隔离度均低于-19 dB,可以保证天线的正常工作。

8Bit 1GHz数字存储示波器测量不确定度评定

根据国标GB/T 15289-2013数字存储示波器通用规范,对数字存储示波器的垂直灵敏度、时基范围、输入带宽及上升时间进行检测。本文以国标检测方法为纲,以数字示波器SDS5104X为例,考虑示波器垂直分辨力和水平分辨力的影响作用下,对上述检测项的不确定度进行分析和评定。

一种宽带CMOS低噪声放大器

基于130 nm CMOS工艺设计了一款宽带低噪声放大器(LNA),适用于Ka波段的5G应用。通过降低输入阻抗与最佳源阻抗的偏差以抑制噪声,该LNA实现了宽带的最佳噪声系数匹配。一方面,该LNA采用由LC串联组合和LC并联组合构成的宽带前端网络,在取得低噪声系数的同时,实现了宽带输入匹配;另一方面,通过体隔离技术和级间电感匹配技术提高了电路增益。同时,通过并联峰值负载技术,提高了LNA的带内增益平坦度。测试结果表明,该LNA的峰值增益为11.2 dB,-3 dB带宽为7.5 GHz(29.1~36.6 GHz)。噪声系数为5.9~6.6 dB,与仿真的最小噪声系数非常接近。输入反射系数(<-10 dB)带宽为6.7 GHz(28.3~35 GHz)。该LNA在1.2 V电源电压下功耗为9 mW,芯片面积为0.54 mm2。

应用于高速数据采集系统的超低抖动时钟电路

分析了高速数据采集系统对采样时钟抖动的要求,给出了时钟相位噪声和时钟抖动的转换关系;采用HITTITE的HMC1035LP6GE频率综合芯片作为主芯片,设计了时钟生成电路,2500 MHz输出时钟抖动测量值90 fs(整数工作模式,输入频率100 MHz,鉴相频率100 MHz,环路滤波带宽127 kHz,积分区间[10 kHz,10 MHz])。对比时钟生成电路在各种工作模式下的性能,给出了对应的设计指南。

基于等效输入的光纤陀螺带宽自主测试方法

针对光纤陀螺频带测试角震动台输入频率低的问题,通过在光纤陀螺反馈阶梯波上叠加正弦信号用于等效外部输入角速度,对陀螺解调输出信号按照幅值进行判断得到陀螺带宽。分析了输入等效正弦波幅值满足条件;针对正弦信号在相位调制器上调制产生的相位差随频率变化的缺点对相位差幅值进行补偿;提出了利用直接数字合成技术生成正弦波信号和极值搜索算法检测信号幅值的带宽检测方案,利用陀螺自身硬件基础实现自主检测。通过建立数字闭环光纤陀螺模型,利用Simulink进行了仿真分析。结果表明该检测算法能实现陀螺频带宽度的全频率范围测量,不受外部输入信号测试频率限制,能够用于光纤陀螺带宽测试。

采用矩形到同轴扇形渐变TE10^□→TE01^⊙模式变换器带宽特性的研究

该文对一种矩形到同轴扇形渐变TE10^□→TE01^⊙模式变换器的带宽特性进行了研究。分析了工作频带内竞争模式对工作模式的影响，探讨了滤模加载对改善模式转换性能的作用。模拟结果表明，滤模加载可以削弱竞争模式对工作模式的影响。加滤模结构后，模式变换器工作在Ku波段时，在模式转换效率大于70％的情况下，带宽可以大于700MHz。

角馈微带天线的全波分析

利用积分方程法对角馈型微带天线进行了分析 ,对其中的奇异振荡函数积分 ,给出了有效的数值积分方法。数值实验证明了该方法的有效性。同时 ,给出了角馈微带天线的输入阻抗特性、方向图特性和带宽特性。

小型加载短路针微带天线的宽频带特性研究

提出了一种直径较大的加载短路针、低介电常数,厚介质衬底、同轴探针馈电微带天线。对直径较大的同轴探针抵消因其长度引入的电感的原理进行分析;从腔模理论出发,结合叠加原理,提出一种较为简单的分析直径较大同轴探针馈电的加载短路针天线输入阻抗的方法,在宽频带内实现阻抗匹配,达到展宽频带的目的;并给出加载短路针圆形天线的实例,用HFSS仿真的结果与实测结果进行比较,证实了该方法的有效性。

步进正负调频信号实现MIMO SAR距离高分辨

带宽合成技术通过多子带步进调频信号的数据融合实现距离向超高分辨。单相位中心顺序收发的模式对系统PRF要求较高,在星载条件下不利于实现高分大测绘带成像。文章对基于多发多收(MIMO)SAR系统的子带并发体制进行研究,详细阐述该体制下子带信号合成的方法,指出带宽合成前必须对相位中心的位置差异进行校正,针对子带串扰带来的虚像问题,首先对其出现机理进行详细分析,最后提出应用步进正负调频信号的方法,在距离压缩后进行子带合成,在实现距离高分辨的同时进一步抑制虚像峰值,仿真结果验证了方法的有效性。

一种高灵敏度TD-LTE通信接收机设计

TD-LTE接入方式、可变大带宽等新技术的运用,对测试仪表接收端性能提出了很高的要求,特别是如何在大带宽下提高接收灵敏度成为设计重点和难点。基于本振馈通抵消技术,设计了一种高灵敏度TD-LTE通信接收机,降低了本振信号馈通,避免了本振馈通引起的杂散、噪声等问题,从而提升了接收机的灵敏度和动态范围。对接收机的测试和理论对比表明,该接收机具有结构简单、易仿真、高指标等特点,可以推广到各种通信制式的测试设备、基站等产品中,具有广泛应用前景。

150W PT功率变换器的输入匹配网络设计

根据压电变压器(PT)的电气特性以及工作原理,本文提出了通过设计合理的PT输入匹配网络实现PT功率变换器窄带控制的新颖设计方法.本文的主要贡献是:1)分析输入匹配网络的功能,提出设计方法,并给出了计算网络参数的方法;2)Pspice仿真结果表明系统性能满足设计要求;3)制作了带有输入匹配网络的变换器原理样机,实物样机测试结果表明变换器能够实现窄带控制以及零电压开启,输出功率为150W,PT的效率约为90%.

梯形弯折线单极子天线的谐振特性

基于矩量法数值方法,研究了由梯形弯折线构成的单极子天线的谐振特性。着重于分析在天线高度和宽度都有明确尺寸要求条件下,天线输入参数与梯形弯折线弯折次数的关系以及与弯折角的关系。结果表明,弯折角的改变对天线谐振特性具有很强的调节作用,恰当地选择弯折角可以有效地改变天线的谐振频率与带宽,提高天线的辐射能力和匹配性能。

iRGRR算法分组调度中带宽利用率分析及改进策略

为消除变长长度分组和信元长度对算法性能的影响,提高带宽利用率,以iRGRR算法为例,分析了在分组调度中带宽利用率等性能,并提出了一种简单、硬件易实现的改进策略。仿真结果表明,iRGRR算法使用该策略后,不仅提高了带宽利用率,而且消除了分组变长长度对算法性能的影响。给出了该策略的实现方案。

船载遥测接收信道门限特性的研究

对船载遥测接收信道一项最重要的传输特性———门限特性进行理论分析,并指出门限特性对执行测控任务和设备性能检测的特殊意义。首先阐述门限效应产生的本质即增加传输带宽是在恶化输入信噪比的前提下提高输出信噪比,输入信噪比的域值即为门限。结合各种不同的船载遥测信道门限输入信噪比,提出统一的、具有普遍意义的标定方法:即调制度定标和载波信噪比的标定。根据信道本底噪声的不同,又分为射频有线和无线两种测试方式,给出了详细的测试过程和步骤。最后还分析双模环电路由于实现了载波的动态跟踪而能显著降低门限效应。

针对目标跟踪的分布式MIMO雷达资源分配算法

基于分布式多输入多输出雷达,针对目标跟踪精度的优化问题提出了一种联合资源优化分配算法。首先,推导了机动目标跟踪误差的贝叶斯克拉美罗下界(Bayesian Cramer Rao lower bound,BCRLB),由BCRLB可知其跟踪精度主要由信号发射功率、带宽和信号有效时宽决定。然后,以最小化目标的BCRLB为目标函数,建立了包含相应的3个资源变量的优化模型,分析可知该模型的求解是一个非凸问题的求解。所以采用循环最小化算法和凸松弛的方法将这个非凸的优化模型转化为凸优化模型进行求解。最后,仿真结果表明,利用所提出的资源分配算法能明显提高机动目标的跟踪精度。

全角半球谐振陀螺控制回路的动态特性研究

全角半球谐振陀螺是一种高精度、高可靠性、长寿命的速率积分陀螺。针对全角半球谐振陀螺闭环控制回路的系统带宽问题,分析了全角半球谐振陀螺的工作原理,分别建立了全角半球谐振陀螺的输入-输出控制回路模型和扰动-输出控制回路模型。利用SIMULINK工具箱对两种模型进行了搭建和仿真研究,分析了两种控制回路的动态特性,最后进行了全角半球谐振陀螺的转台实验。仿真结果显示:外界输入角速度超过532.8°/s后,扰动信号导致的输出量波动达到最大且保持恒定,此时控制回路的带宽为1.48 Hz。仿真和实验结果表明:全角半球谐振陀螺控制回路的带宽过低会导致扰动信号引起椭圆参数的波动,控制效果变差,且扰动信号频率与外界输入转速成正比,当外界输入转速超越控制回路截止频率的对应转速后,椭圆参数的波动幅值趋于稳定。本文的研究成果为全角半球谐振陀螺的动态性能分析提供了理论基础。

适用于宽带宽输入的TIADC时间误差校准算法

文章设计了一种适用于宽带宽输入的时间交织模数转换器(time-interleaved analog-to-digital converters,TIADC)时间失配误差校准算法。从通道间的相乘互相关原理展开分析,引入误差符号判别模块实现任意输入带宽的TIADC时间失配误差提取。误差补偿模块采用一种改进的基于泰勒级数展开的误差校准方法,进一步减小硬件实现规模。误差提取与误差补偿模块组成闭环自适应结构,能够实时进行宽带宽输入的TIADC时间失配误差校准。利用一个4通道12位的TIADC进行验证,假设通道间存在3%T_(s)(T_(s)为采样时间)以内的时间失配误差,当输入归一化频率f_(in)/f_(s)(f_(in)为输入频率,f_(s)为采样频率)分别为0.406、0.813、1.321时,校准后系统的信噪比提高了43 dB以上,有效位数(effective number of bits,ENOB)提高到11.82 bit以上。仿真结果证明了该方案的有效性。

电阻加载偶极天线阻抗带宽及脉冲辐射特性研究

分析了偶极天线电阻加载方面的若干问题,包括不同电阻加载方式阻抗频率特性比较,连续与离散串联集中电阻加载脉冲辐射特性比较,证明其它加载方式具有与Wu-King电阻加载相似的特性,与未加载偶极天线相比,阻抗带宽较宽,辐射脉冲失真较小。

基于改进微分器设计的TIADC增益误差校准算法

针对传统微分器在处理TIADC系统中存在的增益误差时设计复杂、硬件资源消耗大而且校准算法校准频率范围比较局限,提出了一种利用Hilbert滤波器对传统微分器进行改进并构建校准算法,算法的MATLAB仿真分析表明,在输入信号归一化频率为0.854 6(fin/fs)时,由误差引起的杂散被有效滤除,通过对SNR参数指标进行比较,由18.3 dB提高到了68.5 dB。相比传统结构算法,该算法可将校准带宽拓展至第一奈奎斯特频带以外,实现宽频带范围信号的校准,在实际应用过程中很大参考价值。

空间复用MIMO系统总体资源效率测度

通过定义归一化带宽和归一化信噪比构建需求平面,提出基于带宽效率与能量需求的总体资源效率测度方法,将该方法应用于多输入多输出(Multiple-input multiple-output,MIMO)系统,分析MIMO系统在不同收发天线数目,不同调制方式以及不同检测算法下的总体资源效率,得出结论:MIMO系统比传统的单输入单输出(Singleinput single-output,SISO)系统总体资源效率高;当发射天线数目固定,MIMO系统总体资源效率随着接收天线数目的增加而增加;采用正交振幅调制(Mary quadrature amplitude modulation,MQAM)的总体资源效率要高于采用多进制相移键控(Mary phase shift keying,MPSK),而且其总体资源效率随着M的增大而提高;最大似然检测(Maximum likelihood detection,MLD)是最优的检测算法,其总体资源效率相对较高。上述结论证实该算法的可靠性,为总体资源效率测度算法应用于其他系统以及新检测算法的构建提供了重要依据。