一、HP85301B天线测量系统幅度和相位稳定性的实验研究（论文文献综述）
向皓明[1]（2021）在《EAST极向相关反射计的发展与湍流的实验研究》文中认为在磁约束聚变等离子体研究中,等离子体的反常输运现象一直是目前研究的重点之一。微观尺度的漂移波湍流被广泛的认为是驱动等离子体反常输运的主要原因。同时,微观尺度和中等尺度湍流的相互作用在很大程度上能够影响等离子体的粒子和能量输运。研究并理解湍流引起的输运过程能够更好的服务于等离子体输运机制的研究,从而优化等离子体性能,提高等离子体约束。因此,深刻的理解不同类型湍流的控制与发展、饱和和致稳机制是十分必要的。湍流的实验观测是进行相关物理研究的前提,其最大的挑战是湍流的测量和后续深入的研究都需要极高的的时间（微秒）和空间尺度（毫米）。基于微波反射原理的极向相关反射计是一种具有高时空分辨率的湍流诊断,通过多接收天线的阵列不仅可以测量局域的湍流信息,分析湍流的基本结构,还可以基于合理的假设测量等离子体垂直旋转速度及其剪切,进而得到径向电场及其剪切的演化,为后续物理分析提高有力的诊断支撑。本论文的工作是在目前磁约束聚变研究两个重要的装置-EAST全超导托卡马克和Wendelstein 7-X仿星器上完成,具体讨论了用于等离子体湍流测量的极向相关反射仪系统的研制及相关的物理研究。在EAST上研制了第一套O模极化（多固定频点,20.4GHz、24.8GHz、33GHz、40GHz）的极向相关反射计系统。O模极化的相关反射计其截止密度只与等离子体电子密度相关,从而不受EAST装置约束磁场变化的影响。诊断系统的发展包括系统原理设计、微波源的选择、天线阵列的布置以及最后的数据采集和控制。通过对关键微波器件的测试,优化了系统的性能。整套系统自2018年完成系统搭建测试工作之后,便投入到EAST物理实验进行等离子体湍流的测量。借助于研制的O模极化相关反射计系统,分析了在EAST装置H-mode期间台基区鲜有报道的低频相干振荡（≈1kHz）。此低频相干振荡具有环向对称性（n=0）,极向为m=1的驻波结构,且内外不对称（in-out asymmetry）。台基湍流,台基密度剖面以及偏滤器靶板的粒子通量都受到了此低频模式的调制。在台基湍流（<400kHz）抑制期间,出现了一种高频湍流（>500kHz）,进一步分析表明此高频湍流的出现伴随着温度台基高度的饱和,即其具有微撕裂模湍流的特征,能够驱动向外的热输运。在W7-X仿星器磁岛偏滤器实验中,借助于扫频的极向相关反射计系统,研究了在标准磁场位型下存在于最外闭合磁面之外,在刮削层和残存磁岛区的低频相干涨落（1kHz-2kHz）。与EAST结果类似,此低频模式明显的调制背景湍流。同时,研究发现此低频相干模式还明显的调制等离子体极向流。研究了此低频相干振荡对于等离子体宏观参数的依赖关系,等离子体加热功率和边界磁拓扑的改变都能够触发此相干模式,此依赖关系的具体的动力学过程有待深入研究。本论文基于极向相关反射计研究了在不同类型的磁约束聚变装置,不同等离子体运行模式下的低频相干涨落/振荡。研究表明此低频相干涨落/振荡能够明显的调制等离子体湍流和极向流。研究结果对于宏观的不稳定性与微观湍流的相互作用、三维磁拓扑对于宏观磁流体动力学不稳定性的影响等相关物理问题具有重大的参考意义。
杜涵宇[2]（2020）在《涡旋电磁波的模式复用及在室内通信中的应用研究》文中研究表明随着中国互联网行业的快速崛起,出于对便捷生活的需求,各种智能化设备获得了空前发展,与此同时也导致无线通信所依赖的频带出现了资源紧张的问题。由于互联网应用的多样化,对现有的通信速率提出了新的挑战。截止到2019年全国大部分地区都开始了第五代移动通信（5th-Generation,5G）的商用测试,但是5G只能解决当前通信遇到的部分难题,仍需通过下一代通信技术的不断研究寻找通信发展的新方向,这对未来的生产生活有着重大的意义。经调查研究显示,不同模式的涡旋电磁波之间相互正交,这意味着将不同的模式的涡旋电磁波作为载波可以保证通信的有效性和准确性。在正交性的基础上,借助频分复用和时分复用等技术可以有效缓解频谱资源紧张的问题,这也是未来无线通信技术达到更高传输速率的一个备选方案。但是,涡旋波最早是在光领域进行了深入研究并取得了重大进展,真正在微波段、毫米波段开展研究的时间并不长,因此要将涡旋波应用至现有通信频段内还有很多问题需要解决。本文在前人研究的基础上,对涡旋电磁波应用于无线通信时发现的一些关键问题进行了研究,主要包括基于均匀圆阵（Uniform Circular Array,UCA）的涡旋电磁波通信系统在实际应用场景下遇到的问题并提出相应解决方法,以及针对基于模式分集的涡旋电磁波系统在特殊场景下表现进行了研究。本文的主要创新点有:第一,在目前轨道角动量（Orbital Angular Momentum,OAM）领域的研究中,用单一天线孔径辐射多个OAM模式波是一个很有挑战且极具意义的工作,因此本文针对在自由空间中均匀使用单口径的UCA同时产生多个模态的解决办法做了研究,研究分为理论推导与仿真验证两个部分。首先在已知需要产生的具体模式数时,通过数学公式推导得出使用单口径的UCA中每个阵元需要馈送的功率及相位,然后通过MATLAB仿真得出同时产生的多个模态在同一个接收面上的相位分布,并与HFSS中建立的阵列模型在输入相同激励得到的电磁仿真结果进行对比,发现两者结果一致。相比于现有同时产生多个OAM模式的方法,该方式简化了发射端天线结构,主要包括减小了射频链路的数量以及满足了发射端天线单元还能尽量同时产生多模态涡旋波的要求,尤其是在多路涡旋波同轴复用的场景中有较好的利用。第二,针对较为理想状态的室内传输环境,鉴于同轴复用场景需要完美对准而极大的影响了OAM使用场景这一现状,本文采用模式分集的策略对OAM通信系统针对容量的影响做了研究。多输入多输出（Multiple Input Multiple Output,MIMO）作为一种成熟的技术,不仅能提供阵列增益,还能提供分集增益,而OAM结合MIMO技术,在分集增益这一项还增加了模态这一新维度。此外,由于涡旋电磁波天然具有的发散特性,导致其直到现在也无法在远距离的传输中得以应用,但在短距离的传输下发散特性仍在可接受范围内,本文研究的是室内正属于LOS场景。在室内场景中分别建立了OAM和MIMO的确定性信道模型,通过MATLAB仿真比较了两者的系统容量,发现在使用OAM时比MIMO有更高的系统容量,为改善室内通信提供了一个新的思路。综上所述,本论文的研究主要包括利用单口径UCA克服了难以同时产生多个不同模式的涡旋电磁波的问题,并简化了OAM通信系统的发射端结构,以及提出了涡旋电磁波模式分集在特殊场景中的应用,做出了原创性的研究。研究成果为解决在实际应用中同时产生多模同轴涡旋电磁波的问题提供了建设性的方法,也对扩展涡旋电磁波的使用场景打开了一个新的思路。
郑庚琪[3]（2019）在《高频天线罩关键技术研究》文中研究表明随着现代无线通信技术的发展,多功能通信系统的应用越来越广泛,同时对天线罩的设计提出了更高的要求。为了保证多种场景下无线通信系统的运行良好,研究高性能天线及天线罩的设计具有重要的意义。因此,研究全向圆极化天线设计、频率选择表面设计等技术,实现一副天线多种功能,是未来天线及天线罩的发展方向。另一方面,随着5G技术和物联网应用技术的发展,给毫米波波段天线加装的天线罩,以及能确保电磁波跨介质传输的防护性天线罩也是近年来学者们关注的研究方向之一。本论文结合近年来天线罩的研究热点进行了研究,所取得的主要成果可以分为几方面,具体内容如下:1.对高增益全向圆极化天线的设计方法进行了研究。从同轴缝隙结构出发,分析了不同同轴缝隙结构的电场分布。基于同轴缝隙理论,利用外导体开缝结构,通过变极化设计,提出了两款高增益全向圆极化天线的设计方法。（a）采用螺旋缝隙结构,设计了一款外导体刻蚀有缝隙的圆极化天线。首先,在单极子天线周围包裹低损耗介质,起到保护天线与固定金属外罩的作用。其次,在金属外皮上刻蚀单臂螺旋缝隙,通过内部电场激励这些缝隙,达到辐射圆极化波的目的。此外,为了改善远场轴比性能,在外导体上还刻蚀有轴向的矩形缝隙,用于调节远区辐射场分量的幅度。（b）提出了一款基于同轴缝隙结构,加载倾斜缝隙的高增益全向圆极化天线。首先,在天线顶部和底部利用两个圆盘结构起到支撑整个天线系统的作用,其次,通过天线金属外皮上刻蚀的三组尺寸不同的倾斜缝隙,实现了全向圆极化波的辐射。在与倾斜缝隙垂直的方向上刻蚀了相应的矩形缝隙,通过调节两组缝隙尺寸的比例,可以起到改善方位面上全向圆极化轴比性能的作用。2.研究了小型化频率选择表面设计技术。从FSS的基本理论分析出发,分析了分形加载、方框嵌套和加载金属化通孔的小型化FSS的实现方法和各自的特点。结合实际应用,利用方框嵌套和加载金属化通孔组合的小型化FSS的方法,设计了一款可用于天线罩的A夹层型双层小型化的FSS。该FSS由两层镜像对称的FSS构成,中间夹层为低介电常数的蜂窝层,起到了改善带内特性的作用。为了降低对空间电磁波的损耗,同时保护FSS金属贴片,给上下两面都覆盖了和FSS基板介电常数相同的盖板,分别研究了耶路撒冷十字条端长度、蜂窝层厚度和FSS周期的变化对FSS的频率响应和带宽带来的影响。3.对跨介质传输的天线罩设计进行了研究。从天线场区的划分入手,研究了电磁波二次辐射的传播机理。根据惠更斯原理,提出了实现空气-海水的跨介质传输的新方法。同时为了验证该方法的可行性,首先利用厚金属板模拟具有良好导电性能的海水,用平面波照射厚金属板模拟电磁波入射海平面的情况。结果表明利用厚金属板中间开合适直径的孔形成的菲涅尔区,可以实现电磁波的跨介质传播。其次,提出了一款可以在水中构建出菲涅尔区的天线罩。该天线罩由放置天线的球型腔体和用于构建菲涅尔区的介质管构成。通过对比无天线罩和加天线罩后的7GHz接收信号、手机收到的GPS信号和呼叫响应的测试结果,验证了此款天线罩对电磁波跨介质传输的有效性和工程可行性。4.对Ka波段毫米波天线罩设计进行了研究。从天线罩的电性能出发,分析了天线罩对不同种类天线的电性能的影响。利用波矩阵法分析了电磁波透过等厚度实心介质壁时的传输系数、反射系数和插入相位延迟。其次,对标准增益喇叭天线分别加装相同材料的平板、锥形和圆台形天线罩,计算分析了在几个不同频点处的透波性能和相位延迟特性。并根据计算结果分析了采用圆台作为天线罩外形设计的可行性。最后,根据等厚度天线罩设计方法,设计并制作了一款Ka波段的等厚度实心壁的圆台形天线罩,天线罩顶部内表面有球形凹陷用来共形,用标准增益喇叭照射,计算分析了天线罩的传输性能。并将所设计的天线罩应用于三角形栅格排列的波导缝隙阵列,结果表面该天线罩具有良好的透波性能和插入相位延迟。
李玮[4]（2019）在《阵列失效单元压缩感知诊断算法研究》文中研究表明阵列天线具有方向性强、增益高、波束可实现电扫描等显着技术优势,能够明显提高探测以及跟踪目标的可靠性、稳定性和实时性,广泛应用于雷达、移动与卫星通信、生物医学工程等各类军民用领域。然而,由于阵列单元数量的不断增多以及使用年限的增长阵列性能将会逐渐退化,导致阵列单元发生失效的概率增大。失效单元将引起最大副瓣电平以及零陷位置与深度等辐射特性发生改变,影响波达方向估计精度和自适应波束形成算法性能,严重时将使雷达系统对微弱目标的检测能力和抗干扰能力下降,直接影响武器装备战技术性能的充分发挥。因此,对于判断失效单元位置以及数量的诊断算法开展深入研究具有重要的理论意义和鲜明的工程价值。为了获得足够高的分辨率和可靠的诊断结果,以矩阵算法和反向传播算法为代表的经典阵列失效单元诊断算法受到采样个数不得小于阵列单元个数这一约束性条件的限制。随着阵列单元个数的不断增加,经典诊断算法需要采集大量数据。由于数据采集过程是一件耗时费力的工作,将会引起诊断时间的延长和诊断效率的降低。因此,在确保诊断性能的前提下探索能够突破采样个数限制的新型诊断算法,对于缩短诊断时间、提高诊断效率、节约诊断费用等方面将会产生显着的促进作用。引入压缩感知为减少采样数量,缩短诊断时间、提高诊断效率提供了崭新的思路。基于标准压缩感知的阵列失效单元诊断算法的基本流程主要分为三步:在失效单元个数远小于阵列单元个数的前提下,首先利用完好阵列和失效阵列构造稀疏阵列,其次通过不同的空间欠采样策略构造观测矩阵,最后设计合适的重构算法对稀疏阵列激励进行恢复,从而实现失效单元位置、数量以及类型的判断。然而,在基于标准压缩感知的阵列失效单元诊断算法中,远场诊断时使用的结构化随机欠采样策略构造的观测矩阵是在概率意义下满足约束等距特性的,而近场诊断时使用的欠采样策略构造的观测矩阵约束等距特性未知。诸如上述两大弊端将对阵列失效单元的高概率精确诊断造成不利影响。为此,本文从提高阵列失效单元的诊断成功概率出发,针对近远场诊断中存在的不足分别提出了相应的解决办法,取得了如下创新性研究成果:1.提出了一种基于确定性采样策略的压缩感知远场诊断算法。考虑到结构化随机欠采样策略构造的观测矩阵是在概率意义下满足约束等距特性的,存在某些采样位置组合下对应的观测矩阵无法满足这一特性要求的情形,将会对阵列失效单元的高概率精确诊断造成不利影响。针对这一不足,在阵列单元个数为质数的情况下提出了一种确定性远场采样策略,该策略消除了采样位置的随机分布特性对观测矩阵满足约束等距特性造成的负面影响,提高了诊断成功概率。2.提出了一种基于混合迭代收缩阀值算法的压缩感知远场诊断算法。当使用方向图角度域上的等间隔均匀采样和改进的非均匀采样这两种确定性采样策略时构造的观测矩阵约束等距特性未知,因此将无法确保采用1l范数极小化凸优化算法实现阵列失效单元的高概率精确诊断。针对这一缺陷,提出了一种混合迭代收缩阀值算法用于对稀疏阵列激励进行重构。该算法弱化了当观测矩阵约束等距特性未知时对诊断性能造成的不利影响,提高了诊断成功概率。3.提出了一种基于随机扰动技术的非凸优化压缩感知近场诊断算法。在近场诊断中,现有采样策略构造的观测矩阵约束等距特性未知,因此使用1l范数极小化凸优化算法将会对阵列失效单元的高概率精确诊断造成不利影响。为了提高诊断成功概率,提出了一种基于随机扰动技术的非凸优化算法。该算法避免了源自于目标函数的非凸性导致的重构结果易于陷入局部极小值的弊端,提高了诊断成功概率。4.提出了一种基于迭代重加权最小二乘的非凸优化压缩感知近场诊断算法。在近场诊断中,现有采样策略构造的观测矩阵约束等距特性未知,因此采用1l范数极小化凸优化算法将对阵列失效单元的高概率精确诊断造成不利影响。针对这一不足,提出了一种基于迭代重加权最小二乘的非凸优化算法。该算法在提高诊断成功概率的基础上,有效缩短了诊断时间,适用于已知近场采样个数、失效单元个数和信噪比等因素下的快速诊断需求。
陈泽宇[5]（2019）在《脉冲定位关键技术研究》文中提出脉冲定位技术通过直接发射窄脉冲信号来进行无线定位,是最近的研究热点。该技术在短距离通信系统和雷达中应用广泛,比如在室内通信系统中可高速率传输信号,在雷达应用中可以显着提高雷达分辨率。脉冲是一种非时谐电磁波,因此在时域研究脉冲的传播、辐射和散射问题更有效,所以又把脉冲天线命名为时域天线。脉冲系统的频带宽度在吉赫级,冲激脉冲宽度在纳秒甚至是皮秒级,这对于天线提出了较高的要求。时域天线作为脉冲定位系统中的关键部件,是无线通信系统的枢纽,其性能直接关系到脉冲信号的传输效果。用于发射脉冲的时域天线形式多样,有立体结构的单锥天线或双锥天线,平面结构的蝴蝶结天线等。为了信号处理精准度更高,定位效果更好,从天线角度看,展宽天线的带宽,减小脉冲失真成为了研究的主线。因此,本文着重研究了用于定位的时域天线,分别从时域和频域的角度进行分析论证。主要内容如下:首先对脉冲定位系统的几个关键技术一一加以分析,主要有定位原理、脉冲信号波形、时域脉冲产生器等几个部分。接下来介绍了研究时域天线的基础理论,给出了分析方法。衡量时域天线性能的参数指标要结合其在定位方面应用需求来考虑,不仅要分析方向性、增益、阻抗带宽,同时要结合波形保真等时域特性。其次,仿真研究了几款超宽带天线在频域和时域的特性,筛选出可以作为脉冲定位系统的天线,进而提出了一款指数渐变槽天线,也称为维瓦尔第（Vivaldi）天线。本设计和传统的维瓦尔第天线不同,采用全金属材料,通过线切割技术精加工,同时馈电处不需要焊接,直接通过SMA射频转接头馈电。该天线结构简单、物理强度高、制作成本低。结果表明天线在宽频范围内实现驻波比VSWR<2,方向性较好。从时域角度分析,该天线具有良好的波形保真性,可用作脉冲定位系统天线。之后,对该天线单元进行了优化,比较不同曲率和结构尺寸对天线阻抗带宽和时域特性的影响。然后将全金属维瓦尔第天线组成直线阵列天线,为了展宽天线带宽,提升低频特性,又提出了采用不均匀直线阵列的方式,结果表明这种形式的阵列天线在低频表现良好,有效地改善了带宽和时域特性。在微波暗室对天线单元进行测试,实物测试结果与仿真结果基本一致,证实了其良好的辐射性能。同时搭建时域特性测试系统,采用一种高斯脉冲信号用作维瓦尔第天线的激励,在接收端观察接收脉冲波形,对天线的波形保真性能进行分析,并分析其测距精度。最后,在基本不均匀阵列天线的基础上,本文设计了一种十字交叉结构的天线阵。该天线阵结构紧凑,具有双极化,覆盖范围广,可以很好地满足脉冲定位系统的需求。
何春燕[6]（2019）在《基于超宽带雷达的探测系统研究及设计》文中研究指明由于超宽带技术具有结构简单、功耗较低、穿透能力强、保密性能好等优点,所以该技术自从被提出来以后就受到了学界的关注及推崇,并且在很多领域都得到了广泛的应用。超宽带雷达在浅层、中层地下物质探测、生命探测等领域有着非常显着的应用,且其为最重要的方法。本文基于超宽带设计了一款雷达探测系统,该系统由收发链路、比较链路和天线组成,可应用在浅层、中层地下物质探测、生命探测等领域,能够提高工作效率,且具有较高的准确性。研究了超宽带技术,给出了超宽带雷达探测系统的整体设计方案,将探测系统分为收发链路、比较链路和天线三个部分,其中,比较链路是接收机中的测幅测相模块。设计了探测系统的收发链路。在发射链路的设计过程中,仔细研究和分析了脉冲源和增益放大电路的特性和工作原理,运用锁相环技术和HMC830芯片完成了频率源的设计,在自动增益控制电路中采用HMC992Lp5e芯片,极大的简化了中频自动增益控制电路的设计。在接收链路的设计过程中,认真学习和研究了雷达接收机的结构、本振源的合成技术、低噪声放大和幅度相位的校准技术,通过对各模块性能指标的分析和计算,设计了一款基于超外差式结构的接收机。基于时域有限差分法设计了一款用于测量介质介电常数的谐振腔天线。在天线的设计过程中,对介质参数进行了仔细研究和分析,在金属腔体和加天线罩的情况下,对天线进行了模拟仿真,对天线的关键字进行了优化处理,并对天线进行了组阵设计和分析,设计出了谐振腔天线。将本超宽带雷达系统应用于生命探测,主要就人体生命微动特征（呼吸）进行了探测仿真,然后对其回波信号进行频谱分析,从而能够通过呼吸判断有无人体生命特征存在。本超宽带雷达探测系统除了能够探测人体生命特征,还能够应用在对其他物质的探测中,能够大大提高工作效率和其准确性。
余龙舟[7]（2019）在《高功率微波新型扫描阵列天线研究》文中指出高功率微波源的输出功率难以突破固有的物理限制,通过空间功率相干合成的办法可以实现更高的等效辐射功率。空间功率相干合成对高功率微波天线提出了新的要求,不仅要求具有高功率容量、高辐射增益,还要求天线具有模块化、紧凑的结构设计、低制造成本以及具备波束扫描的能力。现有的高功率微波天线在波束扫描范围、制造成本、结构紧凑化等方面还无法很好满足应用需求。在此背景下,本文提出并研究了两种新型的波束扫描阵列天线。第一种是圆锥扫描分控的阵列天线:利用近场相位转换原理,通过旋转馈源阵面和介质透镜实现了二维波束扫描;第二种是行列扫描分控的阵列天线:该天线基于矩形波导窄边缝隙耦合馈电,以螺旋单元作为辐射单元,通过整列控制旋转螺旋单元的角度,并配合移相器调节每行波导内微波输入的初始相位,实现了整行列控制的二维波束扫描。论文针对以上内容开展了理论分析、数值模拟研究,并对部分结构开展了实验研究。具体工作有:（1）提出并研究了圆锥扫描分控的阵列天线。该阵列天线由馈源阵列天线和介质透镜构成。馈源天线为径向线波导缝隙耦合的螺旋阵列天线,本文详细分析了径向线波导缝隙耦合螺旋阵列天线的工作原理和设计过程,并设计了一直径为600 mm,一共包含17圈同心圆环阵列的天线,并对工作于Ku波段14.25 GHz的设计模型开展了系统的数值模拟研究,数值计算结合理论分析表明:该径向线波导缝隙耦合的螺旋阵列天线的反射低于-20.0 dB,口面效率超过70.0%,偏离法向的最大波束倾角为20°,功率容量达到600 MW。介质透镜采用介质填充椭圆孔阵列,对该透镜的性质进行了数值模拟研究,结果表明该介质透镜辐射波束偏离法向的最大波束倾角为22°,功率容量超过500 MW。并对馈源天线与介质透镜进行了联合仿真。数值计算结果表明:通过同步旋转馈源天线和介质透镜,实现了圆锥扫描分控,二维波束扫描达到空间90°锥角范围,系统反射低于-22.0 dB。（2）提出并研究了基于矩形波导窄边缝隙耦合馈电的直线阵列天线。该直线阵列天线是行列扫描分控阵列天线构成的基础。为了实现一维波束扫描,本文提出利用矩形波导窄边缝隙耦合馈电,利用螺旋单元作为辐射单元,通过旋转螺旋单元的螺旋线结构实现了沿波导宽边平面的一维波束扫描。本文对该直线阵列的设计理论及方法开展了系统的研究,解决了天线反射和波束漂移等问题。设计一工作于X波段9.4 GHz的直线阵列天线,并开展了数值模拟研究。结果表明:该直线阵列的反射低于-25.0 dB,一维纵向波束扫描范围在±30°范围内,副瓣电平低于-10.0 dB,主瓣增益变化低于1.5 dB。为后期组阵需要,设计并加工了一段工作在8.4 GHz的直线阵列天线,辐射单元数目为100个,并对该直线阵列天线进行了实验研究。实验测量结果表明:直线阵列的S参数的测量结果与仿真计算结果吻合,天线反射低于-35.0 dB;通过比较法测量的直线阵列的增益为28.4 dB;实验研究了直线阵列天线的一维波束扫描特性,在±35°范围内,辐射主瓣性能保持较好,增益变化不超过2.5 dB,但是系统交叉极化分量波瓣电平达到-8.0 dB,交叉极化波瓣产生的主要原因是由螺旋线的加工误差造成,并提出了改进的螺旋线结构。初步开展了直线阵列的功率容量的研究,初步验证了其输出25 MW（脉宽约25 ns）的能力。（3）提出并研究了新型旋转调节式波导移相器。该移相器基于矩形波导窄边缝隙电桥,通过将线极化模式转换成圆极化模式,圆极化模式反射波的相位由末端的旋转关节控制。本文详细分析了该旋转调节式波导移相器的特点及工作原理,并进行了仿真验证。数值模拟计算结果表明:该移相器能够实现连续线性相位调节,回波损耗小于0.1%。设计并加工了一波导移相器,该移相器工作于8.4 GHz,实验测量结果表明在非谐振状态下,能够实现线性相位调节,能量传输效率超过95.0%,但是在个别状态存在谐振现象。通过改进移相器结构,利用波导缝隙将谐振模式辐射即可有效抑制器件谐振。（4）提出并研究了行列扫描分控的阵列天线。该阵列天线主要由功分网络、移相器和辐射阵列三部分构成。功率分配网络采用了圆波导TM01-TE01-矩形波导TE10的工作模式,数值模拟结果显示在8.4 GHz实现了一分20路功率均分,插入损耗小于-0.4 dB,功率容量约1.5 GW。并以移相器和辐射波导为基础,搭建了行列扫描分控的阵列天线系统。利用数值模拟方法,建立了一个由20行波导,每行波导上有15个辐射单元构成的20×15矩形栅格阵列的简化模型,系统研究了辐射阵列的二维波束扫描能力。数值模拟结果显示:该行列扫描分控阵列天线在垂直于波导轴向的平面内,能够实现±35°范围的波束扫描,副瓣电平低于-12.0 dB,增益变化小于2.0 dB;在垂直于波导轴线的平面内能够实现±30°范围的波束扫描,副瓣电平低于-10.0 dB,增益变化小于1.5 dB。
林铭团[8]（2018）在《电磁波涡旋的产生方法及应用研究》文中研究指明电磁波涡旋是微波领域内新兴的前沿研究热点之一,其以螺旋状等相面着称,自提出以后受到了广泛的关注和研究。电磁波涡旋特有的轨道角动量（Orbital angular momentum,OAM）的模式正交性和其丰富的相位特性,为无线通信和雷达探测体制提供了新的思路。通信方面,利用OAM模式间的正交性,可以在不占用频谱资源的基础上极大地提高通信的传输速度;雷达方面,利用电磁波涡旋在不同方向上的相位差异可以进一步提高目标的识别分辨率,获取更多的目标特性信息。本文针对电磁波涡旋应用如涡旋通信和涡旋雷达应用中存在的技术性问题,进行了理论推导分析和方法研究,提出了圆形阵列生成OAM的方法、电磁涡旋扫描技术、涡旋雷达超分辨算法以及基片集成波导槽状结构波束窄化技术,通过仿真和实验验证了所提方法的有效性和可行性。针对均匀圆形天线阵列（Uniform circular array,UCA）中部分工作单元失效的情况,推导了任意圆形阵列波函数的数学表达式,评估了单元失效对OAM模产生的影响。理论分析表明,由于其他杂模的引进破坏了主模的正交性,均匀圆形阵列残阵产生OAM模时存在失真效应。基于理论结果,本文采用了正交贪婪（Orthogonal matching pursuit,OMP）算法,凸优化（Convex tool,CVX）算法和数学解析法对馈电进行重新设计,从而获得较好的主模正交性。仿真结果表明了理论推导的正确性,同时验证了提出的馈电方法产生OAM的可行性。针对涡旋通信时收发端天线存在的失准问题,提出了基于UCA的涡旋扫描技术,研究了涡旋扫描的俯仰角、水平方位角对OAM模态的影响,评估了涡旋扫描技术的辐射特性和传输特性。同时设计了基于微带线馈电网络的圆形贴片天线阵列,实验验证了涡旋扫描技术的可行性。结果表明,涡旋扫描技术可实现失准情况下涡旋的重新对准,有效解决小角度失准情况下的涡旋通信。为了进一步提高涡旋雷达的目标分辨率,提出了基于多重信号分类（Multiple signal classification,MUSIC）超分辨涡旋雷达估计算法。仿真结果表明,提出的算法可以极大地提高目标估计分辨率,在低信噪比条件下性能比传统估计算法更加优越。涡旋天线的方向图波束呈现分叉的形状,而较大的波束角度则会使涡旋通信的距离急剧下降,故需要研究涡旋天线的波束窄化技术。借鉴平面槽状结构可以实现涡旋天线的波束窄化,但是目前的槽状技术主要以金属结构为主,体积较重,不便用于狭小空间的无线终端。研究质量较轻的平面槽状结构天线可为后续的涡旋天线槽状结构窄化技术提供技术支持。本文提出的基片集成波导（Substrate integrated waveguide,SIW）槽状结构技术,其仅仅需要单层介质板,设计复杂度低,且性能优越,可以有效解决该问题。同时分别对基于微带线过渡结构和接地集成共面波导（Grounded SIW,GCPW）过渡结构的SIW槽状天线进行了设计和研究。实验结果表明基于GCPW的过渡结构可以获得较宽的带宽,可进一步提高天线的增益,同时抑制交叉极化水平。本文对电磁波涡旋相关技术的研究成果为后续涡旋天线设计和涡旋雷达的研究开展提供了理论基础和实验结果支撑,有利于推动该领域相关技术的发展。
熊林[9]（2017）在《近场天线测试接收机硬件设计与实现》文中研究表明随着雷达技术的快速发展,现代雷达设备的规模越来越大,功能也越来越复杂。现代战争中使用的相控阵雷达,要求天线测试的结果迅速而准确,同时,还要求测试设备具有一定的灵活性。所以本文设计了一种近场天线测试接收机,它基于参考通道与测量通道的工作模式,通过接收定位机的触发信号,控制本振源和激励源的输出频率和功率等参数,激励输出至被测天线,辐射到测试接收天线,经高效率的多通道数据采集方式测量信号的幅相信息,具有灵活、快速、准确的优点,满足现代近场天线测试接收机的要求。设计的近场天线测试接收机采用了基于FMC总线的数据采集模块与数字处理载板的组合结构。数据采集模块采用模块化的设计思想,主要包括采样调理电路、时钟电路和AD转换电路,功能是完成天线测试需要的数据采集功能。文中通过设计2种FMC采集模块完成2/4通道的采集功能,增加了系统的灵活性和通用性。两通道数据采集模块主要完成大动态范围、高精度信号的采集功能,四通道数据采集模块可以完成四通道,最高1.5GSPS的数据采集功能。通过设计不同的数据采集模块,拓展了系统的采样能力。数据处理载板是以FPGA为核心的数字处理电路,根据测试需求,在载板上设计了采样数据的高速接收及下变频处理功能;为了满足测试接收机对大容量数据存储的要求,设计了板载DDR3内存条的数据缓存电路;为了便于用户观察和对有用信号的捕获,设计了三种触发模式,可将触发后的信号缓存到DDR3内存条中再送到上位机;设计了故障状态检测与显示的功能,增加了系统对错误的检查和保护的功能;在数据处理载板与上位机连接方案中,介绍了PCIE接口的逻辑设计和实现方法。本文通过对天线测试接收机各个功能模块和整机性能的测试,验证了本文方案设计的正确性。设计的近场天线测试接收机测量的天线信号的幅度比误差在0.2dB范围内,相位差误差在2°范围内,符合预期设计要求。
张洪峰[10]（2016）在《双通道天线幅相测量系统中频模块设计》文中研究表明在现代雷达的发展中,对天线的实际性能进行测量,不仅能够确定天线设计是否满足预期目标,而且还可以验证最新天线技术理论的正确与否,因此,天线测量对天线乃至雷达的发展具有及其重要的促进作用。随着天线理论以及天线测量技术的飞速发展,近场测量成为当今使用最普遍、技术最先进的天线测量方法。随着雷达技术的发展,尤其是针对现代的相控阵雷达,动辄成千上万的T/R组件,对天线测量的精度、速度以及灵活性等要求也就越来越高。论文设计了一种基于平面扫描近场测量的双通道雷达天线幅相测量系统的中频模块,按功能可以将其划分成几个功能模块,论文主要内容为:第一,信号调理及采样模块,该模块主要首先对本振源和激励源输出的双通道的模拟中频信号进行增益控制、差分转换、抗混叠滤波等一系列调理之后,再由模数转换器将其量化为数字中频信号,以便后续的处理;第二,幅相测量模块,该模块主要对数字中频信号通过全相位FFT处理,计算出幅度数据和相位数据,再添加时间标签封装成数据包;第三,数据传输模块,该模块主要完成幅相数据包向处理器系统（PS）的传输,其具有直接传输和缓存传输两种模式;第四,嵌入式处理器模块,该模块主要完成基于Lw IP协议栈的以太网通信功能,并且完成处理器部分（PS）和可编程逻辑部分（PL）之间的数据交互;第五,整机控制模块,该模块主要完成上位机下发命令的解析,然后对各个模块进行初始化配置以及控制等。论文通过对双通道雷达天线幅相测量系统中频模块的硬件电路测试以及整机的性能测试,验证了本课题论文设计方案的正确性,论文设计的中频模块的性能指标达到了设计预期。
二、HP85301B天线测量系统幅度和相位稳定性的实验研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、HP85301B天线测量系统幅度和相位稳定性的实验研究（论文提纲范文）
（1）EAST极向相关反射计的发展与湍流的实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 引言 |
| 1.1 核聚变能发展背景 |
| 1.2 核聚变原理概述 |
| 1.3 磁约束核聚变装置 |
| 1.3.1 EAST托卡马克装置 |
| 1.3.2 Wendelstein 7-X仿星器 |
| 1.4 高约束模式、等离子体湍流及其输运 |
| 1.4.1 高约束模式及台基结构 |
| 1.4.2 等离子体输运过程 |
| 1.4.3 等离子体湍流 |
| 1.5 论文研究的意义和主要内容 |
| 第2章 等离子体湍流及不稳定性 |
| 2.1 湍流的基本特征 |
| 2.2 湍流的波数谱 |
| 2.3 湍流-等离子体流的相互作用 |
| 2.4 线性不稳定性 |
| 2.4.1 粒子的漂移运动 |
| 2.4.2 交换/长笛不稳定性 |
| 2.4.3 漂移波不稳定性 |
| 2.4.4 芯部不稳定性(ITG、ETG、TEM) |
| 2.5 本章内容总结 |
| 第3章 EAST装置极向相关反射计诊断 |
| 3.1 微波反射计测量基础 |
| 3.1.1 电磁波的基本性质 |
| 3.1.2 磁化等离子体中的电磁波 |
| 3.1.3 寻常模式(Ordinary Mode)极化 |
| 3.1.4 非寻常模式(Extraordinary-mode)极化 |
| 3.2 密度涨落测量原理 |
| 3.3 相关反射计的发展及国内外主要装置的反射计系统 |
| 3.3.1 常规反射计系统 |
| 3.3.2 多普勒反射计系统 |
| 3.3.3 径向相关反射计 |
| 3.3.4 极向相关反射计 |
| 3.3.5 极向相关反射计的径向分辨率 |
| 3.4 反射计探测电路-零差&外差 |
| 3.5 EAST极向相关反射计诊断系统 |
| 3.5.1 系统探测频率选择 |
| 3.5.2 系统原理图 |
| 3.5.3 系统关键微波器件原理及测试 |
| 3.5.4 数据采集系统 |
| 3.5.5 系统测试 |
| 3.6 本章内容总结 |
| 第4章 极向相关反射计的数据分析方法 |
| 4.1 频域分析方法 |
| 4.1.1 傅里叶变换 |
| 4.1.2 时频分析-短时傅里叶变换 |
| 4.1.3 频域相关分析(相干函数,Coherence) |
| 4.1.4 小波分析 |
| 4.1.5 双谱分析 |
| 4.2 时域分析 |
| 4.2.1 互相关函数(cross-correlation function) |
| 4.3 极向相关反射计的数据处理 |
| 4.3.1 信号的标准化与归一化 |
| 4.3.2 相关谱的解耦(decomposition) |
| 4.3.3 湍流旋转速度测量 |
| 4.3.4 径向电场及其剪切 |
| 4.4 本章内容总结 |
| 第5章 EAST托卡马克装置H模期间台基低频相干振荡的实验研究 |
| 5.1 研究背景 |
| 5.2 实验设置 |
| 5.3 实验结果 |
| 5.3.1 低频相干振荡的特征 |
| 5.3.2 低频相干振荡调制台基密度 |
| 5.3.3 低频相干振荡调制台基湍流 |
| 5.3.4 低频相干振荡调制偏滤器靶板粒子通量 |
| 5.4 实验总结与讨论 |
| 5.5 本章内容总结 |
| 第6章 W7-X仿星器刮削层低频相干涨落的实验研究 |
| 6.1 研究背景 |
| 6.2 W7-X极向相关反射计系统介绍 |
| 6.3 实验结果 |
| 6.3.1 低频相干涨落的特征分析 |
| 6.3.2 低频相干涨落的湍流调制 |
| 6.3.3 低频相干涨落调制等离子体的垂直旋转速度 |
| 6.3.4 外部控制线圈电流对低频涨落的影响 |
| 6.4 本章总结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 论文总结 |
| 7.2 创新点分析 |
| 7.3 未来工作的展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（2）涡旋电磁波的模式复用及在室内通信中的应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 轨道角动量在光领域的研究 |
| 1.2.2 轨道角动量在微波领域的研究 |
| 1.3 论文主要内容和结构安排 |
| 第二章 涡旋电磁波的基础理论 |
| 2.1 角动量的数学描述 |
| 2.2 涡旋电磁波的数学描述 |
| 2.3 涡旋电磁波的性质 |
| 2.3.1 正交性 |
| 2.3.2 稳定性 |
| 2.3.3 量子性 |
| 2.3.4 反射性 |
| 2.3.5 发散性 |
| 2.4 涡旋电磁波的产生方法 |
| 2.4.1 透射移相法 |
| 2.4.2 反射移相法 |
| 2.4.3 超表面法 |
| 2.4.4 均匀圆阵法 |
| 2.4.5 单天线法 |
| 2.5 涡旋电磁波的接收方法 |
| 2.5.1 完整孔径接收法 |
| 2.5.2 部分孔径接收法 |
| 2.6 涡旋电磁波模式数的检测方法 |
| 2.6.1 单点测量法 |
| 2.6.2 相位梯度法 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 基于UCA同时产生涡旋波的设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 常用同时产生涡旋波的设计 |
| 3.2.1 螺旋相位板组合 |
| 3.2.2 柱状介质谐振腔天线 |
| 3.2.3 行波环形缝隙天线 |
| 3.2.4 时间开关阵列 |
| 3.2.5 超表面天线 |
| 3.3 UCA同时产生双模涡旋波的设计 |
| 3.3.1 UCA产生单模涡旋波 |
| 3.3.2 UCA产生单模涡旋波的仿真验证 |
| 3.3.3 UCA产生双模涡旋波 |
| 3.3.4 UCA产生双模涡旋波的仿真验证 |
| 3.4 UCA产生多模涡旋波的方法 |
| 3.4.1 UCA产生多模电磁波 |
| 3.4.2 UCA产生多模涡旋波的仿真验证 |
| 3.4.3 工作频率对方向图的影响 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 室内场景下基于OAM阵列的通信系统 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 室内传播模型 |
| 4.2.1 室内环境建模 |
| 4.2.2 传输信道建模 |
| 4.3 信道容量分析 |
| 4.3.1 散射信道下的信号相关性分析 |
| 4.3.2 室内模型的信道容量分析 |
| 4.4 数值仿真及结果 |
| 4.4.1 仿真参数 |
| 4.4.2 分集复用的仿真结果与分析 |
| 4.4.3 室内LOS径对OAM系统容量的影响 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 论文总结 |
| 5.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（3）高频天线罩关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 变极化罩 |
| 1.2.2 小型化FSS |
| 1.2.3 跨介质传输技术 |
| 1.2.4 高透波率飞行器天线罩 |
| 1.3 论文的研究内容及工作安排 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 工作安排 |
| 第二章 天线与天线罩基础理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 天线的主要参数 |
| 2.2.1 输入阻抗 |
| 2.2.2 带宽 |
| 2.2.3 方向性系数和增益 |
| 2.2.4 方向图 |
| 2.2.5 极化 |
| 2.3 天线罩设计流程 |
| 2.3.1 天线罩设计要求总述 |
| 2.3.2 设计流程 |
| 第三章 基于缝隙同轴罩的全向圆极化天线设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 电磁波的圆极化与轴比 |
| 3.2.1 圆极化 |
| 3.2.2 轴比 |
| 3.3 单臂螺旋形式全向圆极化天线 |
| 3.3.1 天线结构 |
| 3.3.2 天线工作原理 |
| 3.3.3 天线参数分析与讨论 |
| 3.3.4 天线实物加工与测试 |
| 3.4 斜缝隙加载全向圆极化天线 |
| 3.4.1 天线结构 |
| 3.4.2 天线参数分析与讨论 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 频率选择表面小型化设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 FSS分析方法 |
| 4.2.1 等效电路法 |
| 4.2.2 模式匹配法 |
| 4.2.3 广义散射矩阵 |
| 4.2.4 夹层天线罩理论 |
| 4.3 FSS小型化技术 |
| 4.3.1 基于分形处理的单层小型化频率选择表面 |
| 4.3.2 方环/耶路撒冷十字嵌套单元分析 |
| 4.3.3 金属通孔加载型小型化频率选择表面 |
| 4.4 A夹层型小型化FSS设计 |
| 4.4.1 FSS结构 |
| 4.4.2 计算结果与性能分析 |
| 4.4.3 参数分析 |
| 4.4.4 加工与测试 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 电磁波跨介质传输天线罩 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 菲涅尔区理论介绍 |
| 5.2.1 引入原因 |
| 5.2.2 菲涅尔区定义 |
| 5.2.3 空间菲涅尔区半径 |
| 5.2.4 最小菲涅尔区半径(F0) |
| 5.3 电磁波跨介质传输模拟实验 |
| 5.3.1 仿真模型 |
| 5.3.2 仿真结果 |
| 5.4 跨介质传输测量 |
| 5.4.1 电磁波在水中传播可行性研究测试 |
| 5.4.2 跨介质传输可行性研究 |
| 5.4.3 基于空间移动信号的跨介质传输实验 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 Ka波段毫米波天线罩 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 天线罩的几何外形分类 |
| 6.3 天线罩电性能指标 |
| 6.4 实心壁结构天线罩电磁波的传输矩阵 |
| 6.5 单层实心壁天线罩设计 |
| 6.5.1 天线照射平板性能分析 |
| 6.5.2 锥形天线罩 |
| 6.5.3 等厚度圆台天线罩 |
| 6.5.4 圆台形天线罩设计 |
| 6.6 本章总结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 研究成果总结 |
| 7.2 未来研究工作的展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（4）阵列失效单元压缩感知诊断算法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 基于智能优化的诊断算法 |
| 1.2.2 基于程序控制的诊断算法 |
| 1.2.3 基于场域变换的诊断算法 |
| 1.2.4 基于压缩感知的诊断算法 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 压缩感知诊断算法的理论基础 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 经典框架 |
| 2.3 理论基础 |
| 2.3.1 必要性分析 |
| 2.3.2 可行性分析 |
| 2.4 压缩感知诊断算法优势 |
| 2.4.1 与换相测量法比较 |
| 2.4.2 与矩阵法比较 |
| 2.4.3 与贝叶斯压缩感知算法比较 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 基于确定性采样策略的压缩感知远场诊断算法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 远场诊断模型 |
| 3.3 基于第一类确定性采样策略的诊断算法 |
| 3.3.1 第一类确定性采样策略 |
| 3.3.2 算法原理 |
| 3.3.3 算法流程 |
| 3.3.4 性能分析 |
| 3.4 基于第二类确定性采样策略的诊断算法 |
| 3.4.1 第二类确定性采样策略 |
| 3.4.2 算法原理 |
| 3.4.3 算法流程 |
| 3.4.4 性能分析 |
| 3.5 两类诊断算法性能比较 |
| 3.5.1 观测矩阵相关性 |
| 3.5.2 诊断成功概率与失效单元个数关系 |
| 3.5.3 诊断成功概率与远场采样个数关系 |
| 3.5.4 诊断成功概率与信噪比大小关系 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 基于非凸优化的压缩感知近场诊断算法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 近场诊断模型 |
| 4.3 基于随机扰动技术的非凸优化诊断算法 |
| 4.3.1 算法原理 |
| 4.3.2 算法流程 |
| 4.3.3 性能分析 |
| 4.4 基于迭代重加权最小二乘的非凸优化诊断算法 |
| 4.4.1 算法原理 |
| 4.4.2 算法流程 |
| 4.4.3 性能分析 |
| 4.5 两类诊断算法性能比较 |
| 4.5.1 重构均方根误差的累积分布函数 |
| 4.5.2 诊断成功概率与失效单元个数关系 |
| 4.5.3 诊断成功概率与近场采样个数关系 |
| 4.5.4 诊断成功概率与信噪比大小关系 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 压缩感知诊断算法的实验验证 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 平面近场测量系统 |
| 5.3 标准采样策略 |
| 5.4 实验原理与数值仿真 |
| 5.4.1 实验原理 |
| 5.4.2 数值仿真 |
| 5.5 实验验证 |
| 5.5.1 实验准备 |
| 5.5.2 实验结果 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文及其他成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（5）脉冲定位关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究工作的背景与意义 |
| 1.2 国内外研究历史和现状 |
| 1.2.1 脉冲定位技术 |
| 1.2.2 时域天线 |
| 1.3 本文主要工作和内容安排 |
| 第二章 脉冲定位系统基本原理 |
| 2.1 脉冲信号 |
| 2.1.1 脉冲信号的时频域参数 |
| 2.1.2 高斯脉冲信号 |
| 2.2 脉冲定位原理 |
| 2.2.1 脉冲定位系统构成 |
| 2.2.2 定位算法概述 |
| 2.3 脉冲发生器的设计 |
| 2.3.1 阶跃恢复二极管的脉冲发生器 |
| 2.3.2 雪崩三极管的脉冲发生器 |
| 2.3.3 数字逻辑电路的脉冲发生器 |
| 第三章 时域天线基本理论与设计 |
| 3.1 时域天线参数表示 |
| 3.2 几种形式的超宽带天线 |
| 3.2.1 盘锥单极天线 |
| 3.2.2 平面等角螺旋天线 |
| 3.2.3 双脊喇叭天线 |
| 3.3 全金属Vivaldi天线的设计 |
| 3.4 全金属Vivaldi天线的测试 |
| 3.4.1 频域测试 |
| 3.4.2 时域测试 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 全金属Vivaldi阵列天线 |
| 4.1 直线阵列天线 |
| 4.1.1 均匀直线阵列天线 |
| 4.1.2 不均匀直线阵列天线 |
| 4.2 平面阵列天线 |
| 4.2.1 平面阵列天线结构设计 |
| 4.2.2 仿真和测试分析 |
| 4.3 波束扫描阵列天线 |
| 4.3.1 方位面波束扫描天线 |
| 4.3.2 半空间波束扫描天线 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（6）基于超宽带雷达的探测系统研究及设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 研究内容与论文结构 |
| 第2章 系统整体分析及设计 |
| 2.1 系统整体结构 |
| 2.1.1 系统基本组成部分 |
| 2.2 基本技术介绍 |
| 2.2.1 超宽带技术 |
| 2.2.2 频率源主要技术 |
| 2.2.3 接收机结构 |
| 2.2.4 超宽带天线理论 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 发射链路设计 |
| 3.1 发射机概述与性能指标 |
| 3.1.1 发射机概述 |
| 3.1.2 性能指标 |
| 3.1.3 超宽带发射信号 |
| 3.2 频率源的原理与器件选择 |
| 3.2.1 工作原理 |
| 3.2.2 技术指标 |
| 3.2.3 器件选择 |
| 3.2.4 硬件实现 |
| 3.3 自动增益控制 |
| 3.3.1 工作原理 |
| 3.3.2 技术指标 |
| 3.3.3 器件选择 |
| 3.3.4 硬件实现 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 接收链路设计 |
| 4.1 超宽带雷达接收机概述 |
| 4.1.1 外差式雷达接收机系统设计 |
| 4.1.2 超外差式雷达接收机的特点和性能 |
| 4.2 接收机本振源合成技术 |
| 4.2.1 接收机稳定本振源合成方法 |
| 4.2.2 基于DDS的直接数字频率合成源(DDFS)方案 |
| 4.3 低噪声放大器 |
| 4.3.1 低噪声放大器的指标 |
| 4.3.2 低噪声放大器电路设计 |
| 4.4 测幅测相模块 |
| 4.4.1 幅相校准技术 |
| 4.4.2 幅相校准方案 |
| 4.4.3 器件选择 |
| 4.4.4 硬件实现 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 介电常数测量的谐振腔天线设计与仿真 |
| 5.1 介电常数测量的基本理论 |
| 5.1.1 介电常数的定义 |
| 5.1.2 介电常数的测量方法 |
| 5.1.3 介质中的平面电磁波传播特性 |
| 5.2 谐振腔天线单元的结构设计 |
| 5.2.1 单元结构设计 |
| 5.2.2 仿真结果 |
| 5.3 谐振腔天线单元的整体设计及优化 |
| 5.3.1 加载金属腔体 |
| 5.3.2 加载天线罩 |
| 5.3.3 关键参数优化(天线单元位置和天线罩厚度) |
| 5.4 谐振腔天线阵列的设计与分析 |
| 5.5 HFSS介绍 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 探测系统在生命探测中的应用 |
| 6.1 目标模拟 |
| 6.2 探测仿真 |
| 6.2.1 探测仿真(呼气状态) |
| 6.2.2 探测仿真(吸气状态) |
| 6.3 回波信号处理 |
| 6.4 本章小结 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得学术成果 |
（7）高功率微波新型扫描阵列天线研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 高功率微波天线及波束扫描的研究现状 |
| 1.2.1 高功率微波模式转换天线 |
| 1.2.2 高功率微波径向线螺旋阵列天线 |
| 1.2.3 高功率微波波导缝隙阵列天线 |
| 1.2.3.1 高功率微波一维扫描波导缝隙阵列天线 |
| 1.2.3.2 高功率微波二维波束扫描波导缝隙阵列天线 |
| 1.2.3.3 基于漏波波导的一维相位扫描阵列天线 |
| 1.2.3.4 高功率无移相器自旋转波束扫描天线 |
| 1.2.4 基于近场相位转换实现高功率波束扫描透镜天线 |
| 1.3 论文主要研究内容 |
| 第二章 圆锥扫描分控的阵列天线研究 |
| 2.1 径向线波导缝隙耦合的螺旋阵列天线 |
| 2.1.1 C形缝隙耦合馈电 |
| 2.1.1.1 C形缝隙耦合馈电结构及其特点 |
| 2.1.1.2 C形缝隙耦合结构的耦合特性分析 |
| 2.1.2 小螺旋辐射单元的设计 |
| 2.1.2.1 螺旋辐射单元的互耦及改善 |
| 2.1.2.2 螺旋单元的反射及改善 |
| 2.1.2.3 优化的螺旋辐射单元及性能 |
| 2.1.3 径向线波导缝隙耦合的螺旋阵列天线设计 |
| 2.1.3.1 螺旋辐射单元布局 |
| 2.1.3.2 天线口面电阻分布及径向线波导馈电形式的选择 |
| 2.1.3.3 C形缝隙耦合结构及消除反射脊结构尺寸 |
| 2.1.3.4 小螺旋单元螺旋线结构的旋转角度 |
| 2.1.3.5 径向线波导缝隙耦合的螺旋阵列天线仿真 |
| 2.2 介质透镜的波束偏转特性 |
| 2.3 二维波束扫描分析 |
| 2.3.1 馈源天线实现偏转波束 |
| 2.3.2 与介质透镜配合的二维波束扫描 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 行列分控式扫描阵列天线研究 |
| 3.1 矩形波导窄边C型缝隙的耦合特性 |
| 3.2 矩形波导窄边C形缝隙耦合馈电的直线阵列的设计 |
| 3.2.1 耦合结构设计及耦合辐射单元模型 |
| 3.2.2 矩形波导窄边缝隙耦合馈电的直线阵列天线设计及仿真研究 |
| 3.2.2.1 直线阵列反射消除 |
| 3.2.2.2 波导传播常数的修正 |
| 3.2.2.3 辐射场结构与功率容量分析 |
| 3.2.2.4 一维波束扫描与远场方向图分析 |
| 3.3 矩形栅格阵列的二维波束扫描特性 |
| 3.3.1 阵列布局与平面阵列的基本理论 |
| 3.3.2 平面矩形栅格的仿真分析 |
| 3.3.2.1 平面矩形栅格阵列的传输特性和电场分布 |
| 3.3.2.2 平面矩形栅格阵列横向平面内的一维波束扫描特性 |
| 3.3.2.3 空间二维波束扫描 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 功率分配网络及移相器的设计研究 |
| 4.1 功率分配网络的设计 |
| 4.2 新型旋转调节式波导移相器研究 |
| 4.2.1 新型旋转调节式波导移相器的结构及功能 |
| 4.2.2 新型旋转调节式波导移相器的仿真设计 |
| 4.2.2.1 矩形波导窄边缝隙电桥的优化设计 |
| 4.2.2.2 模式转换器的优化设计 |
| 4.2.2.3 圆极化反射器的优化设计 |
| 4.2.2.4 移相器整体的联合仿真 |
| 4.2.3 新型旋转调节式波导移相器的工程设计及公差分析 |
| 4.2.3.1 移相器的工程设计 |
| 4.2.3.2 新型旋转调节式波导移相器的公差分析 |
| 4.2.4 新型旋转调节式波导移相器的实验研究 |
| 4.2.5 移相器的热测实验方案 |
| 4.2.6 移相器的改进设计 |
| 4.3 整行列扫描分控的阵列天线系统 |
| 4.3.1 平面矩形栅格阵列的系统结构 |
| 4.3.2 平面矩形栅格阵列的实验规划 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 矩形波导缝隙耦合的扫描直线阵列天线实验研究 |
| 5.1 基于矩形波导窄边缝隙耦合的直线阵列天线的工程设计 |
| 5.2 基于矩形波导窄边缝隙耦合的直线阵列的公差分析 |
| 5.3 基于矩形波导窄边缝隙耦合的直线阵列的实验研究 |
| 5.3.1 直线阵列天线的S参数测量 |
| 5.3.1.1 传输参数S21的测量 |
| 5.3.1.2 反射参数S11的测量 |
| 5.3.2 直线阵列天线辐射性能的测量 |
| 5.3.2.1 直线阵列天线方向图的测量 |
| 5.3.2.2 天线增益和频率带宽特性测量 |
| 5.3.2.3 直线阵列天线波束扫描特性测量 |
| 5.4 螺旋辐射单元的改进 |
| 5.5 直线阵列天线的高功率实验测量 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 主要工作与基本结果 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
（8）电磁波涡旋的产生方法及应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 涡旋在光学领域的发现 |
| 1.1.2 涡旋的基本特性 |
| 1.2 电磁波涡旋的研究进展 |
| 1.2.1 电磁波涡旋天线技术 |
| 1.2.2 轨道角动量的复用 |
| 1.2.3 基于电磁波涡旋的雷达探测技术 |
| 1.3 研究内容与章节安排 |
| 1.3.1 论文的主要研究内容和创新点 |
| 1.3.2 论文的章节安排 |
| 第二章 圆形阵列电磁波涡旋产生理论分析 |
| 2.1 IUCA对 OAM模质量的影响 |
| 2.2 任意圆形阵列的波函数理论推导和分析 |
| 2.2.1 垂直偶极子圆形阵列的波函数解析式 |
| 2.2.2 水平偶极子圆形阵列的波函数解析式 |
| 2.2.3 UCA产生涡旋的性能分析 |
| 2.2.4 IUCA产生涡旋的性能分析 |
| 2.3 阵列馈电设计 |
| 2.3.1 OMP优化算法 |
| 2.3.2 凸优化算法(CVX) |
| 2.3.3 数学解析法 |
| 2.3.4 算法验证 |
| 2.4 不同阵列形状产生OAM模的研究 |
| 2.5 本章总节 |
| 第三章 UCA电磁波涡旋扫描性能研究 |
| 3.1 电磁波涡旋扫描原理 |
| 3.2 电磁波涡旋扫描性能仿真分析 |
| 3.2.1 扫描角对不同OAM模的影响 |
| 3.2.2 涡旋扫描技术对OAM模复用通信系统的影响 |
| 3.3 涡旋扫描天线设计 |
| 3.4 电磁波涡旋扫描性能实测分析 |
| 3.4.1 实验方案和准备 |
| 3.4.2 实验结果及分析 |
| 3.5 本章小节 |
| 第四章 基于MUSIC的涡旋雷达超分辨率估计算法研究 |
| 4.1 涡旋雷达模型 |
| 4.1.1 基于UCA的多发多收涡旋雷达模型 |
| 4.1.2 基于UCA的多发单收涡旋雷达模型 |
| 4.1.3 基于UCCA的涡旋雷达模型 |
| 4.2 基于UCA的 MUSIC涡旋超分辨雷达算法 |
| 4.2.1 多发多收涡旋模型的MUSIC方位角估计算法 |
| 4.2.2 多发单收涡旋模型的MUSIC方位角估计算法 |
| 4.2.3 仿真分析 |
| 4.3 基于UCCA的 MUSIC涡旋超分辨雷达算法 |
| 4.3.1 目标位于主瓣上 |
| 4.3.2 目标位于主瓣之外 |
| 4.4 本章小节 |
| 第五章 SIW槽状结构波束窄化技术研究 |
| 5.1 单缝隙SIW槽状结构天线设计 |
| 5.1.1 单层SIW槽状技术 |
| 5.1.2 基于SIW槽状技术的MIMO天线设计 |
| 5.2 缝隙阵列SIW槽状结构天线设计 |
| 5.3 改进型SIW槽状结构天线设计与分析 |
| 5.3.1 基于GCPW过渡结构的单缝隙SIW槽天线 |
| 5.3.2 单缝隙双SIW槽天线 |
| 5.3.3 缝隙阵列双SIW槽天线 |
| 5.4 本章小节 |
| 第六章 结束语 |
| 6.1 论文工作总结 |
| 6.2 后续研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
（9）近场天线测试接收机硬件设计与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 论文研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 论文主要研究内容 |
| 第二章 系统硬件平台方案设计 |
| 2.1 近场天线测试系统整机方案分析 |
| 2.1.1 整机方案设计 |
| 2.1.2 测试接收机指标要求与分析 |
| 2.1.3 测试接收机中频电路设计 |
| 2.2 FMC数据采集模块方案设计 |
| 2.3 数据触发存储方案设计 |
| 2.4 数据接口方案设计 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 近场天线测试接收机硬件设计 |
| 3.1 FMC数据采集模块设计 |
| 3.1.1 FMC接口设计 |
| 3.1.2 采样调理电路设计 |
| 3.1.3 ADC转换电路设计 |
| 3.1.4 采样时钟电路设计 |
| 3.1.5 采样模块识别电路设计 |
| 3.2 数据处理载板芯片选型与逻辑资源分配 |
| 3.2.1 载板FPGA芯片选型分析 |
| 3.2.2 FPGA逻辑资源分配 |
| 3.3 控制及状态检测电路设计 |
| 3.3.1 本振源和激励源接口设计 |
| 3.3.2 定位机接口设计 |
| 3.3.3 测试接收机故障状态检测与显示 |
| 3.4 硬件系统的电源设计 |
| 3.4.1 系统功耗分析 |
| 3.4.2 电源设计 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 数据接收、触发存储和传输设计 |
| 4.1 高速数据接收和滤波设计 |
| 4.1.1 ChipSync技术 |
| 4.1.2 高速数据接收设计 |
| 4.1.3 数字下变频和滤波设计 |
| 4.2 数据触发与存储设计 |
| 4.2.1 触发模块设计 |
| 4.2.2 触发模式验证 |
| 4.2.3 数据缓存板级电路设计 |
| 4.2.4 数据缓存逻辑设计 |
| 4.3 PCIE的PIO数据传输模式设计 |
| 4.3.1 PCIE接口电路设计 |
| 4.3.2 PCIE配置空间 |
| 4.3.3 PCIE IP使用介绍 |
| 4.3.4 数据传输逻辑设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 近场天线测试接收机测试结果及分析 |
| 5.1 硬件测试平台介绍 |
| 5.2 电源性能测试 |
| 5.3 FMC数据采集板卡性能测试 |
| 5.3.1 固定增益放大电路测试 |
| 5.3.2 抗混叠滤波器性能测试 |
| 5.3.3 程控增益放大电路测试 |
| 5.3.4 通道一致性测试 |
| 5.3.5 动态范围测试 |
| 5.3.6 时钟芯片测试 |
| 5.4 PCIE数据传输测试 |
| 5.5 硬件平台的测试结果 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（10）双通道天线幅相测量系统中频模块设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 天线测量国内外研究现状 |
| 1.3 论文主要研究内容及章节安排 |
| 第二章 系统整体设计方案 |
| 2.1 系统设计需求及指标分析 |
| 2.2 系统工作流程概述 |
| 2.3 系统整体设计方案 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 幅相测量系统中频模块硬件设计 |
| 3.1 中频模块主要器件选型分析 |
| 3.1.1 芯片选型 |
| 3.1.2 资源分配设计 |
| 3.2 数据采集模块电路设计 |
| 3.2.1 信号增益调理电路设计 |
| 3.2.2 抗混叠滤波器设计 |
| 3.2.3 数据采集时钟模块设计 |
| 3.2.4 模数转换电路设计 |
| 3.3 数据存储模块电路设计 |
| 3.4 网络接口模块电路设计 |
| 3.4.1 数据链路层电路设计 |
| 3.4.2 物理层电路设计 |
| 3.5 硬件系统的电源设计 |
| 3.5.1 系统功耗分析 |
| 3.5.2 电源电路设计 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 数据传输及系统控制实现 |
| 4.1 数据传输逻辑设计 |
| 4.1.1 数据直接传输模式 |
| 4.1.2 数据缓存传输模式 |
| 4.2 整机控制逻辑设计 |
| 4.2.1 整机控制流程简介 |
| 4.2.2 控制模块的逻辑实现 |
| 4.3 嵌入式处理器系统设计 |
| 4.3.1 嵌入式软核MicroBlaze |
| 4.3.2 配置MicroBlaze软核 |
| 4.4 数据交互接口设计 |
| 4.4.1 AXI Stream FIFO简介 |
| 4.4.2 数据交互接口的结构 |
| 4.4.3 流接口握手的逻辑实现 |
| 4.5 嵌入式网络应用程序设计 |
| 4.5.1 Lw IP协议栈简介 |
| 4.5.2 应用程序设计 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 测试结果及分析 |
| 5.1 中频模块测试平台介绍 |
| 5.2 系统电源测试 |
| 5.3 信号调理及采集通道测试 |
| 5.4 数据传输测试 |
| 5.4.1 DDR3存储测试 |
| 5.4.2 数据交互接口测试 |
| 5.4.3 以太网接口测试 |
| 5.5 幅相测试 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
四、HP85301B天线测量系统幅度和相位稳定性的实验研究（论文参考文献）
- [1]EAST极向相关反射计的发展与湍流的实验研究[D]. 向皓明. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [2]涡旋电磁波的模式复用及在室内通信中的应用研究[D]. 杜涵宇. 西安电子科技大学, 2020(05)
- [3]高频天线罩关键技术研究[D]. 郑庚琪. 西安电子科技大学, 2019(07)
- [4]阵列失效单元压缩感知诊断算法研究[D]. 李玮. 哈尔滨工业大学, 2019(01)
- [5]脉冲定位关键技术研究[D]. 陈泽宇. 西安电子科技大学, 2019(02)
- [6]基于超宽带雷达的探测系统研究及设计[D]. 何春燕. 成都理工大学, 2019(02)
- [7]高功率微波新型扫描阵列天线研究[D]. 余龙舟. 国防科技大学, 2019(01)
- [8]电磁波涡旋的产生方法及应用研究[D]. 林铭团. 国防科技大学, 2018(02)
- [9]近场天线测试接收机硬件设计与实现[D]. 熊林. 电子科技大学, 2017(02)
- [10]双通道天线幅相测量系统中频模块设计[D]. 张洪峰. 电子科技大学, 2016(02)