射频前端功能融合及电磁兼容研究
发布时间：2021-08-25 17:41
射频前端是第五代移动通信（Fifth Generation Mobile Communication,5G）及现代雷达探测系统中举足轻重的一环。为解决传统通信系统中单元器件个数多、体积大、损耗高等问题,射频前端关键性器件正向功能融合方向快速发展。此外,提高通信系统的电磁兼容性成为优化系统、保障系统稳定的基石。本文聚焦于射频前端功能融合器件设计,并针对通信系统隐身及多输入多输出（Multiple-input Multiple-output,MIMO）天线去耦等电磁兼容问题进行探索研究。具体工作内容包括:（1）针对多系统兼容卫星导航系统,设计两款功能融合的圆极化接收天线。提出一款多模融合的宽带四臂螺旋天线（Quadrifilar Helix Antenna,QHA）,不需引入额外的枝节或寄生辐射臂,直接通过改变辐射臂上缝隙的位置就可改变两个谐振点之间的距离,进而设计出宽带、半功率波束宽度（Half Power Beam Width,HPBW）宽、谐振频率独立可调的圆极化QHA;设计一款低剖面的圆极化微带天线（Circularly Polarized Microstrip Antenna,C...
【文章来源】：北京邮电大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：141 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－１天线的美学与重要性??－１?－??
ｓｔｅｍ）、俄罗斯的?ＧＬＯＮＡＳＳ?（Ｇｌｏｂａｌ?Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ?Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ?Ｓｙｓｔｅｍ），欧??盟的?Ｇａｌｉｌｅｏ、日本的“准天顶卫星导航系统（ＱＺＳＳ，Ｑｕａｓｉ－Ｚｅｎｉｔｈ?Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ?Ｓｙｓｔｅｍ）”、??印度的“印度区域导航卫星系统（ＩＲＮＳＳ，Ｉｎｄｉａｎ?Ｒｅｇｉｏｎａｌ?Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ?Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ??Ｓｙｓｔｅｍ）”以及我国的北斗卫星导航系统（ＢＤＳ，ＢｅｉｄｏｕＮａｖｉｇａｔｉｏｎ?Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ?Ｓｙｓｔｅｍ），??如图１－２所示。??图１－２北斗卫星导航系统Ｐ］??相较于单一的卫星导航系统，增加同一地区空间内的可见卫星数量可以使定??位精度、可靠性、安全性、连续性、效率大幅提高，这导致多系统兼容导航成为??未来卫星导航发展的趋势，因此在各种固定和移动终端中迫切需要多系统兼容的??接收天线。精确的实时定位需要接收天线具有宽波束特性［４］，这样天线可以最大??限度地覆盖多个卫星信号；另外，窄带天线已经无法满足现代无线通信中数据传??输量大、速率高的需求，并且随着认知无线电和智能调节器件的发展，多频／宽带??天线除了满足这些需求外，更有助于系统向智能化的方向发展［５］；最后，应用于??卫星导航系统中的天线还需要具有圆极化特性，用于抑制雨雾干扰、削弱法拉第??旋转效应并避免极化失配［６＿８］。因此，本文第二章针对多系统兼容的卫星导航系??统对宽带ＱＨＡ天线、宽带ＣＰＭＡ及其馈电网络进行研宄。??区别于提高天线性能的传统方法，如增加介质板的厚度来提高天线带宽，新??型电磁表面作为物理学、材料学与电磁学等各研究领域交叉融合的产物，可极大??助力通信系统前端高性能
第一章绪论??隐身层［２２］等新型电磁器件和系统应用。随着相关研宄的不断深入与发展，”界面??电磁学［２３］＂，这一新的研宄领域逐渐浮现水面。??ＯＤ?ＩＤ?２Ｄ?３Ｄ??Ｃｉｒｃｕｉｔ?Ｔｈｅｏｒｙ?Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ?Ｓｕｒｆａｃｅ?ＥＭ?Ｇｅｎｅｒａｌ?ＥＭ??Ｌｉｎｅ?Ｔｈｅｏｒｙ?Ｔｈｅｏｒｙ?Ｔｈｅｏｒｙ??图１－３界面电磁学的定位［２３］??如图１－３所示，清华大学微波与天线研宄所的杨帆教授对界面电磁学进行了??定位，将包含Ｒ、Ｌ、Ｃ的电路理论归为０维，传输线理论归为１维，界面电磁??学归为２维，通用电磁场理论归为３维。目前的电路理论、传输线理论以及通用??电磁场理论已经相当完备，而对２维界面电磁学的理论尚不完备。每个研宂领域??一旦确立了理论基础，其发展速度、规模以及影响力都将是爆炸式的，所以２维??界面电磁学的重要性难以低估。??＿?相位?广义反／折射??／Ｉ，?ｓｉｎ?ｔｔ，?ｓｉｎ?０，??￣ｒ￣ｒｎ??ｒ??１６００＇￥?１９７０＇ｓ?２０００＇ｓ?２０１０＇ｓ??均匀界而?Ｍｌ期性界而?准周期界而??图界面电磁学的发展［２３】??图１－４展示了界面电磁学从均匀界面到周期性界面，再到准周期界面三个重??要的发展阶段。第一阶段的斯浬尔定律揭示了当光波从一种介质传播到另一种具??有不同折射率的介质时，会发生折射现象。２０世纪７０年代开始，研宄人员通过??在介质表面上引入周期性结构，对电磁波的幅度进行调控。这一类型的设计可以??对不同频率下的电磁波产生滤波器效应，因而被称为ＦＳＳ。２１世纪伊始，研宄人??员对电磁波的调控拓展到相位层面，在金属地上引入周期性结构，在
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于界面电磁学的新型相控阵天线[J]. 杨帆,许慎恒,刘骁,杨雪,潘笑天,王敏,肖钰,李懋坤. 电波科学学报. 2018(03)
[2]Deceptive jamming suppression in multistatic radar based on coherent clustering[J]. ABDALLA Ahmed,AHMED Mohaned Giess Shokrallah,ZHAO Yuan,XIONG Ying,TANG Bin. Journal of Systems Engineering and Electronics. 2018(02)
[3]基于单层反射超表面的宽带圆极化高增益天线设计[J]. 李唐景,梁建刚,李海鹏. 物理学报. 2016(10)
[4]基于偶极子阵列的Rasorber设计研究[J]. 肖绍球,尚玉平. 微波学报. 2014(S1)
博士论文
[1]基于频率选择表面的空间电磁波调控与应用技术研究[D]. 徐阳.中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所) 2018
硕士论文
[1]超宽带电路模拟雷达波吸收器的设计及其应用研究[D]. 陈建霖.西南交通大学 2018
本文编号：3362567
【文章来源】：北京邮电大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：141 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－１天线的美学与重要性??－１?－??
ｓｔｅｍ）、俄罗斯的?ＧＬＯＮＡＳＳ?（Ｇｌｏｂａｌ?Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ?Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ?Ｓｙｓｔｅｍ），欧??盟的?Ｇａｌｉｌｅｏ、日本的“准天顶卫星导航系统（ＱＺＳＳ，Ｑｕａｓｉ－Ｚｅｎｉｔｈ?Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ?Ｓｙｓｔｅｍ）”、??印度的“印度区域导航卫星系统（ＩＲＮＳＳ，Ｉｎｄｉａｎ?Ｒｅｇｉｏｎａｌ?Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ?Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ??Ｓｙｓｔｅｍ）”以及我国的北斗卫星导航系统（ＢＤＳ，ＢｅｉｄｏｕＮａｖｉｇａｔｉｏｎ?Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ?Ｓｙｓｔｅｍ），??如图１－２所示。??图１－２北斗卫星导航系统Ｐ］??相较于单一的卫星导航系统，增加同一地区空间内的可见卫星数量可以使定??位精度、可靠性、安全性、连续性、效率大幅提高，这导致多系统兼容导航成为??未来卫星导航发展的趋势，因此在各种固定和移动终端中迫切需要多系统兼容的??接收天线。精确的实时定位需要接收天线具有宽波束特性［４］，这样天线可以最大??限度地覆盖多个卫星信号；另外，窄带天线已经无法满足现代无线通信中数据传??输量大、速率高的需求，并且随着认知无线电和智能调节器件的发展，多频／宽带??天线除了满足这些需求外，更有助于系统向智能化的方向发展［５］；最后，应用于??卫星导航系统中的天线还需要具有圆极化特性，用于抑制雨雾干扰、削弱法拉第??旋转效应并避免极化失配［６＿８］。因此，本文第二章针对多系统兼容的卫星导航系??统对宽带ＱＨＡ天线、宽带ＣＰＭＡ及其馈电网络进行研宄。??区别于提高天线性能的传统方法，如增加介质板的厚度来提高天线带宽，新??型电磁表面作为物理学、材料学与电磁学等各研究领域交叉融合的产物，可极大??助力通信系统前端高性能
第一章绪论??隐身层［２２］等新型电磁器件和系统应用。随着相关研宄的不断深入与发展，”界面??电磁学［２３］＂，这一新的研宄领域逐渐浮现水面。??ＯＤ?ＩＤ?２Ｄ?３Ｄ??Ｃｉｒｃｕｉｔ?Ｔｈｅｏｒｙ?Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ?Ｓｕｒｆａｃｅ?ＥＭ?Ｇｅｎｅｒａｌ?ＥＭ??Ｌｉｎｅ?Ｔｈｅｏｒｙ?Ｔｈｅｏｒｙ?Ｔｈｅｏｒｙ??图１－３界面电磁学的定位［２３］??如图１－３所示，清华大学微波与天线研宄所的杨帆教授对界面电磁学进行了??定位，将包含Ｒ、Ｌ、Ｃ的电路理论归为０维，传输线理论归为１维，界面电磁??学归为２维，通用电磁场理论归为３维。目前的电路理论、传输线理论以及通用??电磁场理论已经相当完备，而对２维界面电磁学的理论尚不完备。每个研宂领域??一旦确立了理论基础，其发展速度、规模以及影响力都将是爆炸式的，所以２维??界面电磁学的重要性难以低估。??＿?相位?广义反／折射??／Ｉ，?ｓｉｎ?ｔｔ，?ｓｉｎ?０，??￣ｒ￣ｒｎ??ｒ??１６００＇￥?１９７０＇ｓ?２０００＇ｓ?２０１０＇ｓ??均匀界而?Ｍｌ期性界而?准周期界而??图界面电磁学的发展［２３】??图１－４展示了界面电磁学从均匀界面到周期性界面，再到准周期界面三个重??要的发展阶段。第一阶段的斯浬尔定律揭示了当光波从一种介质传播到另一种具??有不同折射率的介质时，会发生折射现象。２０世纪７０年代开始，研宄人员通过??在介质表面上引入周期性结构，对电磁波的幅度进行调控。这一类型的设计可以??对不同频率下的电磁波产生滤波器效应，因而被称为ＦＳＳ。２１世纪伊始，研宄人??员对电磁波的调控拓展到相位层面，在金属地上引入周期性结构，在
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于界面电磁学的新型相控阵天线[J]. 杨帆,许慎恒,刘骁,杨雪,潘笑天,王敏,肖钰,李懋坤. 电波科学学报. 2018(03)
[2]Deceptive jamming suppression in multistatic radar based on coherent clustering[J]. ABDALLA Ahmed,AHMED Mohaned Giess Shokrallah,ZHAO Yuan,XIONG Ying,TANG Bin. Journal of Systems Engineering and Electronics. 2018(02)
[3]基于单层反射超表面的宽带圆极化高增益天线设计[J]. 李唐景,梁建刚,李海鹏. 物理学报. 2016(10)
[4]基于偶极子阵列的Rasorber设计研究[J]. 肖绍球,尚玉平. 微波学报. 2014(S1)
博士论文
[1]基于频率选择表面的空间电磁波调控与应用技术研究[D]. 徐阳.中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所) 2018
硕士论文
[1]超宽带电路模拟雷达波吸收器的设计及其应用研究[D]. 陈建霖.西南交通大学 2018
本文编号：3362567
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/xxkjbs/3362567.html
