基于天线索引多种星座联合的空间索引调制

为进一步开发无线通信系统的天线索引域,提高无线通信的频谱利用率,提出了一种联合三维星座和正交幅度调制星座的增强广义空间调制新方案(EGSM-3DQ).在方案中,借助一个矢量索引比特,构建三维星座来拓展激活天线索引的组合.发射部分的矢量符号由两个空间矢量符号构成,其中一个空间矢量符号是通过三维星座信号映射器和天线索引矢量调制器,将三维信号符号的3个分量调制到2根或3根激活发射天线上而获得的;另一空间矢量符号是通过矢量选择器将1个或多个正交幅度调制符号调制在1根或多根激活天线上而获得的.通过仿真实验分析系统的平方最小欧式距离和平均比特错误概率,结果表明,与传统通信系统相比,新方案改善了通信的性能.

铁路5G-R基站智能天线技术分析

目前我国铁路干线路网基本建成,基于铁路沿线GSM-R基站铁塔站点间距约3~7km,5G-R基站建设时将利用既有铁塔基础设施改造升级。2.1GHz频段4G、5G基站采用的主流天线是4T4R技术,在既有基站间距的情况下,5G-R基站小区边缘的覆盖能力不足,基站间距较大的站点之间需补充覆盖,或采用更高增益的8T8R天线解决小区的边缘覆盖问题,为此需要对8T8R天线的主要技术特点进行研究。首先,介绍包括多入多出、波束赋形、智能天线等天线关键技术;然后,深入分析8T8R天线波束性能及主要指标,包括单柱波束、广播波束、正交波束、波束宽度、旁瓣抑制等;最后,介绍5G-R无线覆盖的特点及8T8R测试情况。通过研究,为5G-R技术在铁路系统的快速开展应用提供技术参考。

一种快速的雷达天线扫描周期估算方法

针对传统自相关方法计算量较大的问题,提出了一种快速的雷达天线扫描周期估算方法。首先,分析了接收脉冲幅度序列的离散化频谱特性。其次,通过检测频谱峰值构造频率索引集合。在此基础上,基于频谱峰值的频率索引差分估算雷达天线扫描周期,该方法具有较低的计算复杂度。最后,仿真实验验证了所提方法的有效性。

基于近零折射率电磁超材料的覆层天线

电磁超材料是指一种具有与常规材料不同的电磁特性的人工电磁媒质,近零折射率电磁超材料是电磁超材料的一种,以其等效折射率接近为零作为主要特征,在覆层天线方面有广泛的应用。主要研究近零折射率材料作为天线覆层时,不同的覆层与天线距离对天线的影响,为实际应用提供一定的参考。

基于BAS-BP神经网络结合熵权法多指标优化金蕾复方提取工艺

目的通过正交试验与天牛须搜索算法(BAS)-BP神经网络对金蕾复方的提取工艺参数进行多指标优化。方法在单因素考察得到最佳醇提浓度的基础上,以料液比、提取时间、提取次数作为正交试验考察因素,运用熵权法计算木犀草素、山柰酚、当药宁及干膏得率的综合得分,再建立BAS-BP神经网络模型,以BAS进行寻优,预测最佳提取工艺。结果BAS-BP神经网络优化得到金蕾复方醇提工艺为料液比1∶10、提取0.5 h、提取3次,综合得分为96.3526;正交设计所得最佳工艺参数为料液比1∶10、提取0.5 h、提取3次,综合得分为90.9880。前者略优于后者但差异较小,结合生产实际确定金蕾复方的最佳提取工艺为料液比1∶10,提取0.5 h,提取3次。结论基于BAS-BP神经网络优选所得工艺参数提取效率高、稳定性良好,可为后续开发及质量控制提供参考。

基于超材料的低剖面高水平增益全向天线

设计了一款基于近零折射率超材料(NZRIM)的低剖面高水平面增益全向天线。超材料晶胞由两个对称的C形条带和一个弯折线条带组成。将超材料晶胞组成的阵列轴对称放置在全向天线的四周,有效改变电磁波的辐射方向,使之更靠近水平面,从而提高天线的水平面增益。测试结果表明,天线的-10 dB阻抗带宽为5.78 GHz~6.12 GHz。加载超材料后的天线在工作带宽内的水平增益可以提高0.5 dB~1 dB,最大水平增益达到2.68 dBi。

加载零折射率电磁超材料的高增益透明玻璃天线

高面阻特性的透明氧化铟锡薄膜(Indium Tin Oxide,ITO)带来的欧姆损耗极大地影响了天线的辐射增益,为了改善应用在车联网系统中车辆玻璃表面共形天线的增益,采用零折射率超材料覆层与透明天线平行组合,天线与覆层之间的支撑体采用聚酯层板,可以保持整体高透明度和聚束效果。仿真与实测的研究结果表明,该天线能够覆盖2.4 GHz的ISM频段、5G-n77/n78以及C-V2X频段,在3.4 GHz处实现了3.23 dB的增益提升,半功率波束角分别在yoz面和xoz面上减少了17.2°和27.4°,克服了透明导电材料带来的损耗问题。利用微波暗室与矢量网络分析仪进行实物测试,结果表明实测与仿真结果匹配良好,总体设计可用于车载自适应网络通信系统。

雷达天线性能指标测试系统控制软件设计与实现

针对雷达天线性能指标测试系统控制软件的设计与实现,分析了系统软件的功能需求,提出了软件设计的基本框架,并分别从系统软件流程、数据处理算法、系统界面设计等方面给出了具体的软件设计方案。实际应用表明,该控制软件具有界面直观、操作便捷、交互性好等优点,配合系统硬件可实现雷达天线性能指标的快速、准确测量,具有较高的实用价值。

一种用于高速公路探地雷达的新型时域超宽带TEM喇叭天线

基于传输线理论和阻抗渐变思想,采用指数渐变结构及加载技术,对应用于高速公路探地雷达的超宽带TEM喇叭天线进行了设计和优化,分析了不同延展面条件下的驻波特性,应用金属反射腔和分布式电阻加载,进一步改善天线性能,并根据最佳仿真结果制作了一副天线。天线的测试结果表明:该TEM喇叭天线在0.9–12.6 GHz的带宽内电压驻波比小于2,波形保真性好。应用于高速公路探地雷达,取得了较好的效果。

零折射率超材料对喇叭天线波前相位的改善

为改善喇叭天线波前相位,获得更高的增益,提出一种3层金属网格零折射率超材料结构,将其加载到喇叭天线口径上。理论分析和提取的等效折射率表明,在7.1 GHz附近,该结构的电磁波的频率接近等离子体频率,从而使得其等效折射率接近于零,并通过劈尖仿真验证了这一零折射零的特性。当其作为喇叭天线的覆层时,喇叭天线的波前相位由球面波被调制为均匀平面波,方向图波束角变窄、旁瓣降低,并且增益提高2.6 dB。这种零折射率超材料结构调制喇叭天线波前相位的作用,为改善喇叭天线的波前相位从而实现更高增益提供一种思路,有一定的应用前景。

矿用天线在矩形巷道中应用的最佳波束指标

煤矿井巷中,如果天线的波束过宽,则难以有效抑制多径衰落、增大覆盖范围;反之,如果波束过窄,则容易使巷道的边缘区域得不到有效覆盖。利用多波模波导理论,讨论得出理想点源在巷道中的辐射场分布特性是制定矿用天线波束指标的理论依据。在此基础上,推导了井下理想点源的方向函数和半功率波瓣宽度。随后,统计计算结合相关仿真,讨论了巷道波导结构、介质壁电参数、载波频率和电磁波传播距离的影响。根据分析所得,结合相关推导与比较,给出了矿用天线的最佳波束指标:为明显改善巷道内的无线覆盖效果,矿用天线应辐射形状较扁的均值为π/2的Gaussian波束;且天线的半功率波瓣宽度至少要窄于理想点源辐射场在巷道第I,II传播区分界点处的波瓣宽度。

基于零折射率超材料的新型匹配高增益贴片天线

针对基于零折射率超材料的矩形贴片天线的快速设计,提出了应用微遗传算法的自动优化方案,建立了利用Visual Basic语言编程调用时域有限差分方法对该天线的参数进行自动优化的计算机仿真程序,并成功计算出了优化的参数数据。采用优化数据加工制作了天线实物并进行了测量,仿真和实测结果吻合良好,零折射率材料对矩形贴片天线增益提升超过10 dB,实现了最高16.2 dBi的增益,并且在11.7 GHz到12.6 GHz的频带范围内阻抗匹配良好,证明了该方案的有效性和可靠性。

Physical-Layer Encryption in Massive MIMO Systems with Spatial Modulation

Massive multiple input and multiple output(MIMO) is a key technology of the fifth generation(5 G) wireless communication systems, which brings various advantages, such as high spectral efficiency and energy efficiency. In MIMO system, spatial modulation(SM) has recently emerged as a new transmission method. In this paper, in order to improve the security in SM-MIMO, a physical layer encryption approach named chaotic antenna-index three-dimensional modulation and constellation points rotated(CATMCPR) encryption scheme is proposed, which utilizes the chaotic theory and spatial modulation techniques. The conventional physical-layer encryption in SM-MIMO suffers from spectral efficiency(SE) performance degradation and usually needs a preshared key, prior channel state information(CSI) or excess jamming power. By contrast, we show that the CATMCPR scheme can not only achieve securely communication but also improve above drawbacks. We evaluate the performances of the proposed scheme by an analysis and computer simulations.

基于零折射超材料的双频高增益微带天线

基于双面对称单环开口谐振器对结构奇异的电磁特性,设计了一种频率可控的各向异性零折射超材料。将这种零折射超材料应用于普通双频微带天线,制备了中心频率为5.15GHz和6.8GHz的零折射双频微带天线。仿真和测试结果显示,由于零折射超材料的引入,天线的侧向辐射减弱,方向性增强。在低频工作时,零折射微带天线E面和H面半功率波束宽度分别减小了29°和10°,增益提高了2.2 dB。在高频工作时,零折射微带天线E面和H面半功率波束宽度均减小了16°,增益提高了2.4 dB。将零折射超材料应用于微带天线的介质基板,为高性能双频微带天线设计提供了有效途径。

基于BP神经网络的故障诊断系统的应用实例

以某型通信设备天调单元为例,介绍了基于BP神经网络的故障诊断系统在实际维修中的应用。可根据所测指标值,应用该诊断系统诊断出故障原因。已经实践验证其系统的效能。

双线偏振雷达的设计问题

双线偏振雷达作为一种实用的特种天气雷达正日益受到人们的关注。对双线偏振雷达设计中特有的天线系统、发射接收系统、数据处理系统等应注意的一些问题及设计指标进行了讨论。

车载探地雷达主频对道床脏污评价参数影响研究

基于车载探地雷达响应谱的振幅和包络特征可以间接关联有砟轨道道床脏污状态,不同中心频率天线对道床脏污程度分辨率和探测深度不同,雷达测试信号存在较大差异。通过研究中心频率分别为200 MHz、400 MHz、2 GHz天线时不同脏污水平下道床雷达信号响应并计算其相应功率谱,利用功率谱曲线的频段积分值或振幅最大值构成的脏污指数与脏污率进行拟合。数值模拟和物理模拟结果表明,三种主频天线下得到的道床脏污指数与脏污率均呈正相关,相比于400 MHz、2 GHz天线,200 MHz天线下计算得到的道床脏污指数与脏污率线性关系更为明显,有利于道床脏污水平的预测和评估,该结果为利用探地雷达对在营铁路道床脏污状态预测和评估提供了实用性参考。

双负媒质结构改善Ku波段天线辐射特性

基于负介电常数和负磁导率产生原理,采用金属细线和裂环谐振器结构,针对12.5GHz频率开展双负媒质结构设计.通过特殊边界条件下犛参数计算以及Nicolson-Ross-Weir方法,完成等效参数的提取,获得介电常数、磁导率、折射率实部均为负值,且折射率接近于0的左手材料特性.将双负媒质结构加载于Ku波段圆锥喇叭口面进行仿真优化,提高天线增益2.17dB,在11～13GHz频带范围内,加载天线的增益均有所改善.实验结果表明,口面加载双负媒质结构后,天线增益提高1.51dB,后向辐射减小5.7dB,辐射特性获得了明显改善.

折射率渐变透镜的数值设计

传统折射率渐变透镜的设计要求初级馈源天线具有稳定的相位中心,这就限制了透镜的应用范围。为拓宽透镜的应用范围,提出了一种折射率渐变透镜的数值设计方法,通过对馈源天线的极化电场离散采样获得相位信息,并据此设计透镜,随后用金属短线结构的新型人工电磁材料来实现这种透镜。这种设计方法简单灵活,对馈源天线没有限制。以经典矩形贴片天线为例,比较了贴片天线和透镜天线的回波损耗和远场方向图,结果表明运用这种方法设计的透镜使贴片天线的增益提高了2dB,口径效率从62%提高到了99%。

加载高折射率超材料的高增益天线的研究

在保证天线性能的前提下,为了降低天线的剖面高度,设计了一种高折射率超材料,它是在介质板的两侧对称蚀刻方形金属贴片而构成。通过减小相邻金属贴片的间隙和介质板的厚度来增强电容耦合,同时抑制抗磁效应,从而在4~8 GHz的宽频带范围内实现了10的高折射率。将所设计的超材料加载到微带贴片天线上,提高了天线的阻抗带宽和增益。实验结果表明,S 11<-10 dB的阻抗带宽为690 MHz(相对带宽为12.4%),在5.6 GHz频点处,最大增益达到13 dB。