一、多波束天线指向的校准（论文文献综述）
胡艺耀[1]（2021）在《面向无线能量采集的整流天线设计与研究》文中认为随着物联网的发展,传感器网络作为其感知世界的基础而将广泛存在,使电能供给面临挑战。基于电池的传统供电方式将给传感器网络的维护带来极大的时间和人力成本,从而难以适应未来的发展需求。随着传感器和无线通信的功耗降低,以及现代社会对射频技术的日益依赖,利用无线射频能量供电成为了一种具有前景的替代方案,整流天线作为其中的关键器件引起了国内外学者的关注。然而,目前存在两方面因素制约着无线能量采集的效率。一方面,射频发射装置通常没有针对无线功率传输进行优化设计,环境中的功率密度往往较低。另一方面,整流电路在低射频输入功率状态下存在效率瓶颈。多波束整流天线设计作为一种改善整流效率的有效方案,近年来渐被重视。其采用多端口多波束天线或组合多个天线,实现多个不同极化、不同空间覆盖的高增益波束以提高射频接收功率;并采用多支路整流电路将多波束接收的射频功率转换为直流,并进行合成。本文以低功率密度能量采集为背景,从进一步提高多波束整流天线效率的角度出发,对天线馈电网络的简化和多支路整流电路的优化这两方面开展了研究。本文的主要贡献如下:1.针对基于阵列天线的多波束设计依赖波束赋形馈电网络的问题,提出了利用行波天线以简化馈电结构的设计思路。运用双端口天线的行波辐射特性以获得覆盖不同空间范围的双波束,实现了无需额外馈电网络的波束赋形。基于此设计思路,对网格阵列天线的行波形式进行了研究,明确了其结构参数与波束指向以及端口隔离之间的关系。通过采用共面带线结构将整流电路与网格天线进行了集成设计。提出的高增益双波束整流天线设计具有结构简单、易于拓展口径、易于加工的特点。2.传统行波阵列天线因辐射衰减缓慢而常依赖于较大尺寸以获得良好的端口隔离。针对此问题,提出了一种利用阵列单元互耦以增强行波衰减的设计方法,使双波束整流天线设计可以在消除波束赋形电路的同时保持较小尺寸。为此,提出了一种基于耦合有耗谐振器的等效电路,并分析了其电路参数和行波衰减以及相移的关系。在此基础上,提出了一种耦合式的串馈贴片阵列行波天线设计,展现出了大幅缩短的阵列长度,可适用于增益性能和结构尺寸需折衷的场景,拓展了行波天线应用范围。由于采用了类似于滤波器拓扑的耦合谐振器等效电路,铺垫了行波天线与滤波器融合设计的基础。3.基于波束赋形电路的多波束方案不依赖于阵列天线尺寸,可以实现更紧凑设计。然而,其通常对阵列天线和电路进行分离设计,需避免阵列单元耦合,于是存在天线单元间距较大、电路结构冗余的问题。针对此问题,提出了一种融合设计框架。通过对比分析耦合贴片天线和混合耦合器电路,指出了天线取代部分电路的可行性。设计框架引入了复数J变换器对单端馈电贴片天线的耦合进行准确等效,明确了天线耦合对波束指向的影响。在此基础上,实现了对天线耦合的利用,从而减小了天线间距,简化了波束赋形馈电结构,精简了设计流程,并提出了一种紧凑的四波束双极化整流天线设计。4.鉴于八木天线具有较高的口径利用率,为获得前后双向覆盖的紧凑设计,针对八木天线在辐射方向占用较大空间的问题,提出了一种细直形准八木阵列天线。运用共线天线替代偶极子阵列作为八木阵列的受激部分,去除了巴伦和功分器,使得八木天线易于在垂直方向组阵并保持较窄轮廓,同时兼顾口径利用率、增益和带宽。得益于细直形结构,基于背靠背双天线的双波束整流天线设计实现了较小宽度,适用于对水平空间利用率有要求的场景。5.针对目前缺乏对合成多波束的多支路整流电路的研究,提出了一种评估指标,以综合考虑多波束整流天线在一定角度范围内的射频能量采集性能。基于此指标,提出了一种阻抗匹配优化方法,并对多波束能量采集进行了直流合成电路拓扑的讨论分析,明确了非工作状态整流支路对整流效率的影响。此外,对集成天线和电路常用的共面带线结构进行了分析,指出了共面带线整流电路中平衡的重要性。
邓翔[2]（2020）在《敏捷型电离层高频雷达信号处理若干关键技术研究》文中指出电离层是无线电波传播的主要介质,也是航天器运行最主要的区域。电离层扰动对无线电波的传播会产生极其严重的影响,尤其对无线电通讯、广播、导航卫星等以电离层为基础的各种平台。同时,电离层也是近地大气与外层空间连接的纽带,是整个日地空间中承上启下的重要部分和关键环节。因此,电离层的探测和研究具有重要的科学意义和应用价值。国际超级双极光雷达网（Super Dual Auroral Radar Network,SuperDARN）是由部署在两极及中高纬地区30多部相干高频雷达组成的电离层地基监测网,用于获取极区及中高纬地区的电离层对流图。电离层对流图的准确性与目标定位精度息息相关。有效降低系统误差,提高雷达的目标定位精度是电离层对流图准确性的重要保障。然而,传统SuperDARN雷达因技术受限,通道间不一致性难以消除,方位向和俯仰向的测角精度难以有效提高。中国科学院国家空间科学中心在“国家高新技术研究与发展计划（863计划）”的支持下,自主研发了一部敏捷型电离层高频雷达（Agile Daul Auroral Radar Network,AgileDARN）,该雷达采用了全数字相控阵技术,具备分布式数字信号处理能力,可对各个通道进行独立控制与处理,具有更优的性能和灵活性。基于分布式数字信号处理系统及定标电路设计,AgileDARN雷达通过系统定标（包含内定标和外定标）、多波束合成及多基线仰角测量等技术,使雷达的目标定位精度得到显着提高,从而保障探测区域的电离层对流图准确性。本文基于AgileDARN雷达,开展了大阵列尺度雷达系统定标方法研究、数字波束合成技术研究和多基线仰角干涉测量算法研究。具体研究内容如下:（1）AgileDARN雷达定标方法研究内容的主要包含:（a）不一致性误差分析。该部分根据AgileDARN雷达系统特点,建立不一致误差传递模型,并分析了其对阵列方向图的影响;（b）内定标方法设计与实现。本中介绍了雷达系统内定标实现方法,并利用实测数据验证内定标方法的有效性。（c）外定标方法研究。介绍了外定标原理和实现方法,并利用实测流星尾迹回波作为定标源来实现外定标,结合内定标,消除整个发射/接收链路间的不一致性误差影响。通过内定标和外定标处理后,雷达系统各通道间的幅度不一致性误差在0.5d B以内,相位不一致性误差在±3°以内,有效地降低了系统误差,验证了该方法的有效性。（2）AgileDARN雷达数字多波束合成技术研究。该部分首先介绍了多波束合成的原理,改进、实现方法和测试结果。其中AgileDARN雷达在波束合成技术上的改进包括:（a）在接收链路采用数字多波束技术,使得流星回波和小尺度电离层回波的方位向定位精度从3.25°提升到0.46°。同时介绍了基于数字多波束合成的比幅和差波束测角法,测角精度约能达到波束半功率宽度的2%;（b）切比雪夫窗的使用使得天线方向图的副瓣抑制达到-30d B。最后通过流星回波和小尺度的电离回波验证了数字多波束合成的性能。（3）AgileDARN雷达多基线干涉仰角测量算法的研究。本部分首先介绍了SuperDARN雷达最常用的两种仰角测量方法:单子阵干涉测量和双子阵干涉测量,并分析了目前仰角测量中的两个突出问题。针对仰角测量中的问题,本文提出了一种新的天线阵布局和多基线干涉测量仰角的方法,通过仿真对新增天线的可选位置和增益要求给出了参考,同时对可能影响仰角测量精度的因素进行了分析,最后用实测的流星回波数据验证了仰角测量算法的可行性。
罗杰[3]（2020）在《相控阵汽车雷达目标检测技术研究与实现》文中提出随着相控阵技术的不断发展与应用需求的提升,相控阵体制的雷达设计应用受到广泛重视。本文以二维平面阵为基础,对相控阵汽车雷达波束控制和目标检测技术进行研究与实现,将相控阵波束切换快、指向灵活、多波束等特点运用于雷达目标检测中,以提高雷达目标检测效率。硬件实现方面,采用基于FPGA的硬件实现方法,进行了二维平面阵的波束控制和目标检测设计,完成了逻辑代码实现、仿真验证、资源消耗以及时序分析,以体现硬件实现的实时性和模块通用性优势。针对实际工程应用,进行了毫米波相控阵汽车雷达相关方案设计,采用Verilog语言完成了基于FPGA的波控板硬件实现,通过仿真和测试验证了方案设计的正确性。本文主要工作内容及贡献如下。（1）为提高多目标场景下的目标检测效率,本文提出了一种基于FPGA的可控多波束形成方法,与单波束相比,该方法可缓解系统的资源调度压力,提高多目标检测效率。（2）针对相控阵高频宽带应用场景,提出了一种具有低时延波束捷变特性的波束控制方法。并基于该方法在FPGA上完成了二维平面阵波束控制实现,达到波束幅相实时流水线解算配置,该方法适用频带宽,模块通用性高。（3）针对杂波背景下目标检测实时性问题,提出了一种基于FPGA的流水检测方法,完成了ML-CFAR、一维OS-CFAR、二维OS-CFAR检测器实现,该方法充分发挥了FPGA并行和流水线优势,在控制资源消耗的同时降低检测时延,提高了目标检测速率。（4）针对相控阵雷达实际应用场景,结合实际工程项目,进行了一种毫米波相控阵汽车雷达相关设计,完成了基于FPGA的波束控制板方案设计,并采用Verilog语言完成了的整个波束控制板逻辑代码实现。（5）此外,还进行了与相控阵雷达项目相关的大量调试测试工作,并根据实测情况进行了逻辑代码优化,解决了实际工程中所遇的硬件资源紧缺问题,通过测试验证了方案设计与模块实现的正确性以及工程应用的可行性。
解萌[4]（2020）在《高定向性全息超表面天线研究》文中提出全息阻抗调制表面作为一种新型人工电磁超表面,在设计思想上借鉴了光学全息原理,其基于馈源天线产生的电流激励分布有阻抗信息的干涉图样,利用阻抗调制进而辐射漏波或者束缚表面波。全息超表面通常由一系列以二维准周期规律排布的亚波长单元组成,单元物理几何尺寸可实现连续变化,不仅可以达到对电磁波精准调控的目的,并且具有形成高增益和窄波束宽度的能力。此外,馈源天线与全息超表面印制在同一剖面上,使得全息超表面天线的剖面极低且易与复杂物体共形,在实际应用场景中的适用性大大提高。因此,本文以全息超表面为研究对象,对实现天线的高定向性做了较为深入的研究。论文的主要研究内容如下:1.针对全息超表面天线的工作机理进行了描述,同时对天线设计原理进行了详细公式推导。基于实现全息超表面天线的阻抗表面单元模型,分别详细地介绍了利用横向谐振法与本征模仿真法提取其表面阻抗的过程,并且基于本征模仿真法对所设计单元进行了表面阻抗提取,为后续天线的具体设计奠定基础。2.基于全息超表面对高定向性多波束天线进行研究。首先详细介绍了漏波的前向辐射与后向辐射模式,并且分别基于这两种辐射模式进行了分区域双波束天线的设计,实现了单极子天线能量的定向辐射。随后,将场干涉叠加原理引入全息超表面天线的设计中,结合两种辐射模式分别设计了双波束和四波束天线,对比分区域单独调控方法,超表面口径减小一半且能保证较高的定向性,最后基于三种方式实现了六波束天线的设计,这三种方式均可实现单极子能量的定向辐射,对比发现场干涉叠加原理的引入使得多波束天线的定向性更好。3.基于全息超表面进行了端射天线研究。首先设计了一款平面端射天线,全息超表面的引入将单极子天线在端射方向上的增益提高了8.1 d B,随后通过对共形曲面上表面波和辐射波的正确理论推导,设计了一款共形端射天线,实现了遇到曲面突起的表面波仍能在端射方向形成高定向辐射的目的,并且基于单极子天线全向辐射特性将上述两种单波束天线扩展为四波束辐射天线。最后,对于平面端射天线,通过替换表面波馈源降低了天线剖面,在相同口径超表面下将端射方向最大增益提高了1.5 d B,并改善了天线副瓣,对于共形端射天线,替换表面波馈源利用较少的阻抗表面单元却实现了0.7 d B的增益提升。
陈雅男[5]（2020）在《毫米波多波束自校准接收阵列关键技术的研究》文中指出大规模MIMO技术在利用空间分集提升频谱利用率、多用户接入、波束合成对抗毫米波空间传输损耗等方面有着显着的优势。然而,在大规模MIMO系统中,动辄数百根天线和射频通道的引入使系统校准变得复杂。此外,在系统投入使用之后,随着温度、时间等因素的变化,各个通道的幅度与相移将出现漂移。因此研制具备自校准功能的收发系统是十分必要的。本文主要对具有自校准功能的毫米波多波束接收阵列展开研究。通过在天线与低噪声放大器之间插入定向耦合器作为自校准信号的馈入端口,使接收阵列实现自校准功能。本文研究的自校准方案结构简单,不需要引入额外的自校准通道,且八个射频通道在自校准时通过合路器合为一路,只需一个ADC就可以实现八通道阵列的校准,进一步降低了系统复杂度和功耗。为了实现工作于24-28 GHz的毫米波多波束自校准接收阵列验证平台,完成了24-28 GHz毫米波接收阵列射频前端的研制。同时研制了应用于毫米波自校准接收阵列的矢量合成式数控移相器阵列,在5.625度的移相精度下,幅度与相位误差均方根分别为0.125 d B、0.75度。针对利用金属压块进行前端-天线互连的基片集成波导馈电的渐变槽天线（TSA）因压块反射而造成的方向图凹陷的问题,设计了应用于毫米波自校准接收阵列的SIW垂直馈电的双E形微带贴片天线,用该天线组成1*8的天线阵列,可以实现±44度的波束扫描。此外,还设计了用于前端与天线分离测量的SIW-微带垂直转接结构,测试结果表明该天线及其转接结构具有良好的性能。为了提高自校准系统校准精度,抑制杂散信号,论文还研制了基于SIW-DGS的本振滤波器、基于微带多模谐振的中频滤波器,测试结果表明滤波器带宽、插损、杂散抑制等特性均达到了设计目标。最后结合各分立器件的仿真测试结果,利用ADS进行了接收阵列的自校准方案验证,结果表明经过系统自校准,波束方向的准确性、波束旁瓣电平的抑制度等方面均有改善,该自校准接收阵列的方案是可行的。
罗嘉文[6]（2020）在《宽波束倾角偶极子天线及其数字波束赋形》文中认为波束赋形技术作为第五代移动通信系统中的关键技术之一,可以提高系统对空域资源的利用率,从而成倍地提高系统容量。数字波束赋形作为有前景的波束赋形方式,是目前的研究热点之一。为了提高数字波束赋形系统对空间资源的利用率,本文设计了一个数字波束赋形系统,再设计一个宽角扫描相控阵天线。为了实现宽角扫描相控阵,先设计一个各向同性天线,然后再在此基础上设计了一个E和H面都是宽波束的方向图可重构天线,最后用其中的前向辐射状态组成了一个十六元的宽角扫描相控阵天线。本文的主要工作如下:一、根据相控阵天线的原理,在软件无线电平台上设计了一个数字波束赋形系统。这个系统主要由数字信号处理器（DSP）、现场可编程门阵列（FPGA）、数模转换器（DAC）和模数转换器（ADC）、正交变频模块和射频前端等组成。然后在Satimo近场天线暗室中将待测系统的一个接收端接入测量系统,直接测量出了数字相控阵系统的辐射方向图。二、提出了一种新颖的各向同性倾角偶极子天线。通过在倾角偶极子两侧加入寄生贴片,大大地拓宽天线E面的辐射,天线在全空间的各向同性提高了约5d B。由于使用印制平行双线馈电,并且受倾角偶极子的V形电流影响,同轴馈线外导体的电流呈现为弱的环流,天线无需巴伦。天线各向同性能达1.57d B,是现有公开报道的文献中最好的。三、提出了一种新颖的宽波束方向图可重构倾角偶极子天线。利用方向图叠加的思想,在设计的各向同性倾角偶极子的基础上,加宽了寄生贴片的宽度,由于存在一对长槽,天线的参考地起了引向器的作用。通过加入开关二极管,使得参考地可以从引向器切换到反射器,因而形成了两种辐射状态。在中心频率,两种辐射状态在两个主平面的波束宽度都超过了180°。四、提出了一种宽角扫描的相控阵天线。得益于性能优异的宽波束阵元,组成的E面阵列的性能比较好,具有宽角扫描、低耦合、宽阻抗带宽、宽角阻抗匹配、旁瓣较低等特性。为了较快地优化方向图,提出了相控阵天线辐射场的等效电路模型,不仅对阵列的扫描范围进行了优化,还进一步实现了高级波束赋形,如同时多波束和波束零陷。
张家沂[7]（2020）在《宽带阵列天线数字波束形成系统设计与研制》文中认为采用数字波束形成技术的数字阵列天线,可以同时形成多个方向图特性独立控制的数字波束,并具备空域自适应干扰抑制和高精度角度估计等能力,因此已经得到较为广泛的应用。现有的数字波束形成系统主要是窄带系统。随着实际应用对雷达距离分辨率要求的不断提高,信号带宽不断增大,宽带数字波束形成系统是未来数字阵列雷达的发展趋势。本文以某48通道子阵宽带数字阵列雷达系统研制为背景,从模块化、标准化和可扩展性出发,提出了一种符合VITA46标准6U VPX结构,基于高速交换网络的软件化宽带数字阵列雷达处理系统架构,并对其中的宽带采样数字波束形成分系统的方案及具体实现进行了详细设计和测试。所研制完成的宽带中频采样数字波束形成分系统能实现宽带250MHz和窄带30MHz两种带宽的高速数据采样、软件无线电预处理和同时16个数字波束的波束形成,能在上位机总控软件控制下单独完成数字阵列天线的功能和性能测试。目前,正在开展与雷达信号处理模块集成工作。本文的主要工作包括:1)针对子阵宽带数字阵列雷达研制的实际需要,提出了一种基于高速交换网络的模块化、标准化、可扩展的系统平台和互联方案。详细分析了所设计的系统中各个板卡模块的功能划分及其高速互联拓扑结构;2)完成了24通道宽带中频采样与预处理板卡模块的硬件电路设计,包括:硬件电路实现方案和原理图设计;3)完成了宽带中频采样与预处理板卡模块的电路焊接、软件设计和调试测试。设计的相关FPGA软件包括:多通道模数变换高速JESD204B接口、软件无线电处理、数字多波束形成和高速数据传输等功能软件模块,并完成了相关软件模块的验证;4)完成了由宽带中频采样与预处理板卡模块和自适应波束形成板卡模块构成宽带采样数字波束形成分系统主要功能和部分性能指标的测试,包括:ADC有效位数、通道频响特性、通道自检和校准、基带数据采集和数字波束形成等系统功能的测试和验证。
张若峤[8]（2019）在《面向5G移动通信的混合波束赋形相控阵系统及关键技术研究》文中研究表明随着无线通信技术的快速发展,第五代（5th-Generation,5G）通信技术已成为全球性研究热点。相比于前几代的移动通信网络,5G通信系统主要有三大方面的性能提升,包括极高的速率、极大的容量（达到10Gbps峰值速率）以及极低的时延。在5G通信系统中,具有超大规模天线阵列的多输入多输出（Multiple-Input Multiple-Output,MIMO）通信系统引起了学界和产业界的广泛关注。为了提高信噪比和获得更好的信号覆盖,采用波束赋形预编码技术的大规模MIMO天线阵列被认为是最具有发展前景的5G技术方向之一。为了大幅降低通信系统的总功耗和总成本,基于高精度相控阵列的混合波束赋形通信系统为大规模MIMO天线阵列的实际商用提供了可能性。在混合波束赋形架构下,基于相控阵列的大规模MIMO收发系统硬件实现面临许多挑战亟待解决。本文的研究面向混合波束赋形大规模MIMO收发系统的设计,解决了多个相关的技术难题,研制了多个用于5G混合波束赋形的宽带高性能MIMO收发系统以及高精度相控阵列。经过测试表明,研制的收发系统取得了良好的实践效果。本课题主要的研究内容以及创新点如下所述:（1）针对应用于5G移动通信的高性能波束赋形相控阵列,提出了一种用于多用户通信的共口径高精度收发阵列。设计的8天线共口径相控阵列具有两个8单元移相网络,工作频段为3.5GHz,工作带宽为500MHz。移相网络具有1?的移相分辨率,均方根（Root Mean Square,RMS）幅度误差和相位误差分别为0.23dB和0.84?。阵列中的射频前端和天线被两个移相网络共享,进一步降低了制造成本和功耗,并且优化了阵列集成度。设计并应用了一种改进型领结天线,具有更宽的带宽和更小的天线互耦,适合于大规模组阵的应用。射频和波束测量结果表明,该共口径天线阵列可以在100?范围内进行波束赋形,增益波动小于2dB,波束分辨率为0.32?。最终使用双流信号对该阵列进行了多用户通信测试,验证了该共口径阵列在多流多用户的通信场景下具有稳定的通信能力以及良好的系统性能,并能较好的抑制多用户干扰。（2）针对5G移动通信中对模拟波束赋形阵列多种极化以及阵列小型化的应用需求,设计和实现了一种基于高精度低幅度波动移相器的极化可重构天线阵。该极化可重构天线通过在馈电网络中的两路移相器调整双馈端口间的相位差,实现了线极化、左旋圆极化和右旋圆极化之间的极化可重构。同时,该可重构天线的移相馈电网络可以与相控阵列中的移相单元相结合,减少整体阵列中移相器的使用数量,而且使得极化可重构天线具有波束赋形的功能。该高精度移相器可以在360?范围内实现了0.5?移相精度,仅具有0.36dB的RMS幅度误差和0.16?的RMS相位误差。经测试可知,该可重构天线阵具有1.2GHz的阻抗带宽以及800MHz的圆极化轴比带宽,在±32?范围内具有高分辨率的波束扫描效果。最终的实测结果与仿真结果基本一致,表明该天线阵列具有良好的性能,能够满足5G通信系统的应用需求,具有很高集成度和工程应用价值。（3）针对5G毫米波移动通信系统中对高性能频率源的需求,基于基片集成波导（Substrate Integrated Waveguide,SIW）技术,设计了一款基于SIW滤波功分器的单频点高性能振荡器及一款基于SIW可调滤波器的机械可调振荡器。其中,利用SIW滤波功分器将功率分配器嵌入到SIW滤波器中,获得更低的插入损耗和更紧凑的电路尺寸。设计完成的X波段振荡器通过在谐振腔中引入传输零点,增加滤波功分器的群时延峰值,从而获得更好的相位噪声性能。测试结果表明,所设计的基于SIW滤波功分器的振荡器工作在11GHz,输出功率-1.8dBm,且振荡器的相位噪声在1MHz偏移频率下可达-143.3 dBc/Hz,对应的振荡器品质因数（Figure of Merit,FOM）值为211.5dBc/Hz。为了实现振荡器输出连续可调频率,设计了一种基于多层SIW滤波器的连续可调振荡器。通过改变SIW腔中心与移动金属螺丝间的距离,实现了对双层滤波器的谐振中心频率的同时调谐,从而改变振荡器的输出频率,同时减小了一半的滤波器电路面积。基于该可调滤波器设计的振荡器工作在中心频率为7.3GHz,频率调谐范围为3.5%。设计完成的单点频率振荡器和可调频率振荡器均具有令人满意的性能。（4）针对毫米波大规模MIMO通信系统,提出并研发了一种毫米波多通道混合波束赋形架构收发系统。所开发的毫米波收发系统共有32射频通道,工作在28GHz频段,信号带宽为500MHz,采用时分双工（Time Division Duplex,TDD）工作方式。为了实现高波束赋形精度,提出了一种基于中频高精度移相网络的毫米波相控阵,可以在模拟域实现混合波束赋形的模拟预编码矩阵。该高精度毫米波相控阵使用了中频移相架构以及高精度低成本矢量合成移相单元,可以实现360?范围内8-bit移相精度,幅度波动仅为0.13dB。最终测量结果表明,本系统在28GHz的波束覆盖范围大于90?,波束分辨率为0.6?。通过仔细设计毫米波前端电路,所提出的收发机系统的所有32个射频通道均实现了良好的毫米波射频性能,在500MHz带宽内的通道平坦度仅为1.3dB。此外,在两个数据流的空口MIMO通信测试中,两个用户设备各自收到的信号解调得到的误差矢量幅度（Error Vector Magnitude,EVM）分别为2.58%和2.34%。通过双流系统空口通信性能测试,验证了该混合波束赋形收发机系统具有的高质量数据传输能力。
余英瑞[9]（2020）在《毫米波数字多波束阵列关键技术研究》文中研究表明雷达与通信系统向毫米波频段演进已成为发展趋势,同时也面临着更大的挑战。毫米波空间损耗大,因此系统需要更高增益的天线。传统相控阵天线同一时间只能产生单个高增益波束,无法实现大范围同时多波束覆盖。由于能够同时产生多个波束且无需移相器,数字波束成形技术（DBF）成为国内外研究的热点。近年来,不断涌现出各种基于DBF架构的毫米波应用,例如第五代移动通信（5G）、毫米波汽车雷达、毫米波成像等。因此,研究毫米波数字多波束阵列相关技术具有重要的理论与实际意义。本文主要围绕毫米波数字多波束阵列的两大主要关键技术:有源系统设计和天线阵列设计,开展了以下研究工作:第一章针对77GHz汽车雷达和X波段长距监测雷达应用,设计并实现了两种基于接收数字多波束架构的调频连续波（FMCW）雷达前端。77GHz汽车雷达前端包含两个发射通道和六个接收通道,分别对应中距、长距雷达应用。雷达系统测试结果表明,有效检测距离可达170米。X波段雷达前端包含一个发射通道和六个接收通道,采用接收数字多波束架构。测试结果表明,该雷达可检测到约3-4km的运动车辆目标。第二章提出并实现了一种基于直接数字频率合成器（DDS）的DBF发射系统。通过DDS将代表不同指向波束的加权系数直接在数字域进行矢量叠加,随后加载到各个通道中去,在远场上即可同时产生多个不同指向的波束。采用两种张角相反的渐变槽天线（TSA）进行交错组阵使得交叉极化电场分量相互抵消,从而大大改善了阵列在不同扫描角的交叉极化性能。利用印刷电路板的正反两面各放置一半的毫米波通道,从而给相邻通道留下了足够的电路以及屏蔽隔离的空间,降低了系统实现难度。15单元一维阵列的测试结果表明:该系统可以实现±50o区域内的波束扫描或多波束覆盖,且增益波动小于3d B。法向波束实测增益为18.3d Bi,半功率波束宽度（HPBW）约为6o。同时,波束在不同角度的交叉极化性能均有一定改善。本章研究成果已在IEEE Trans.on Antennas and Propagation上发表。第三章提出并实现了一种基于混合体制的T型阵雷达系统。该系统由一个垂直排列的一维发射相控阵和水平排列的一维数字多波束接收阵组成,分别实现俯仰面和方位面的波束扫描。整个系统共有15个发射通道和16个接收通道,发射阵列发射FMCW信号,频率范围为24.15-24.3GHz,带宽为150MHz。实测波束扫描结果表明,发射相控阵和接收数字多波束阵均可实现±40o的扫描。与M×N二维平面阵列成像系统相比,射频通道数大幅减少。同时,基带实现更为简单,只需要进行一维数字波束合成,因为另外一维的波束合成已经由相控阵在模拟端完成。与文献中的基于时分（TDM）多输入多输出（MIMO）体制的T型阵雷达系统相比,由于本系统所有发射机同时工作,能够实现更大的等效发射功率,成像距离更远。本章相关研究成果已投稿至IEEE Trans.on Antennas and Propagation.第四章针对DBF架构的77GHz汽车雷达应用,设计并实现了一种同时满足中距和远距雷达探测要求的基片集成波导（SIW）缝隙天线阵列。不同类型的探测雷达对视场（FOV）的要求不同,例如长距雷达（LRR）需要较窄的视场以及较高的天线增益,而中距雷达（MRR）需要较宽的视场以及较低的天线增益。本章提出的天线阵为6×16的二维SIW缝隙阵,其辐射方向图同时组合了LRR和MRR雷达天线的特点,整体呈“平肩膀”状。为了综合出特定的“平肩膀”方向图,本章采用了包含非线性拟合以及主动空间映射（ASM）的混合优化方法对于每个线阵馈电点的功率、相位进行优化。由于该方法可以考虑到线阵之间的互耦作用,一旦每个线阵的输入功率、相位确定,无需再在全波模型中进行优化。测试结果验证了仿真结果的正确性,实测阻抗带宽(|S11|<-10d B)为3.76%（75.6-78.5GHz）,SIW中远距合一天线实测增益为21.7d Bi。本章相关研究成果已在IEEE Trans.on Antennas and Propagation上发表。第五章针对E-band宽带毫米波无线通信应用,提出了一种新型基于缝隙加载的贴片天线单元。通过在一个45o旋转的贴片中心蚀刻一道与贴片边缘平行的缝隙,来抑制不理想的正交辐射模式从而实现单一的45o极化。与传统45o极化（通过旋转馈线馈电）单元相比,本章提出的缝隙加载天线单元无需弯折馈线进行馈电,这不仅避免了可能的辐射泄露,同时还可以实现更高的相邻天线间隔离度。同时,可以通过改变加载缝隙的方向,在不改变天线位置的前提下在±45o极化之间来回切换。作为验证,本章共设计了三种基于缝隙加载的天线阵,包括1×8、2×8规模的45o极化天线阵以及1×8规模的±45o双极化天线阵。测试结果与仿真结果吻合良好,验证了设计的正确性。本章所提出的天线阵具有宽带（～10%）、低剖面（0.254mm～0.067λ0）、单层、加工成本低、结构简单、极化方式实现灵活等优点,适合各类宽带毫米波通信应用。本章相关研究成果已在IEEE UCMMT2017和IEEE Trans.on Antennas and Propagation上发表。第六章针对DBF架构的毫米波合成孔径雷达应用设计了一种新型余割四次方天线阵,并详细阐述了余割四次方天线概念以及实施原理。整体天线阵由12根1×6的串馈微带天线以及相应的功率、相位分配网络组成。为了实现这种特殊的方向图,本章采用非线性拟合和有源方向图法进行方向图的综合。综合过程中,我们将各个天线子阵端口的激励功率比限制为2的整数幂（2M,M=0-3）,功率分配网络部分仅需要级联几种结构对称的等功率分配器单元即可实现。这样不仅简化功率分配网络的设计,同时提升了整体结构的可靠性以及对于加工误差的容忍度。作为验证,本章设计加工并测试了一种余割四次方天线阵列,测试结果与仿真结果相吻合,在23.8–25 GHz实现了较好的余割四次方辐射方向图。本章设计的余割四次方天线具有剖面低（～0.09λ0）、结构简单、紧凑、可靠性高等优点。本章相关研究成果已被IEEE Trans.on Antennas and Propagation录用,即将发表。以上工作以第一作者在IEEE Trans.on Antennas and Propagation.上录用发表或投稿论文5篇,在国际会议发表论文2篇。同时申请发明专利6项,实用新型专利4项。
胡云[10]（2019）在《毫米波多波束阵列天线研究》文中研究表明随着现代移动通信技术中数据业务的爆炸性增长,传统的通信频段已经无法满足第五代移动通信（5G）千兆级数据率、毫秒级延时等指标要求。毫米波频段尚有大量未开发的频谱资源,这使得毫米波通信成为5G的一个研究热点。5G通信的另一个核心技术是大规模多输入多输出（Massive MIMO）。这种技术采用有几十甚至几百个天线单元的多波束阵列,通过高增益波束实现对空间的分割,从而提高频谱利用率并降低干扰。毫米波多波束阵列天线是实现Massive MIMO的有效技术手段。本文针对5G毫米波大规模MIMO系统,围绕无源、有源、混合等多种多波束阵列天线开展研究,主要工作如下:第一章提出并实现了一种平面透镜加载的毫米波数字多波束阵列天线。该阵列天线由16个双指数渐变槽天线单元沿天线H面线性排列组成。每个天线单元均集成了射频接收通道,并对应一个中频放大模块和一个模拟数字转换器（ADC）。通过数字域移相,在阵列H面形成具有大角度覆盖能力的高增益窄波束群。提出的一维相位分布平面透镜,可使电磁波在阵列E面聚焦,进一步提高波束增益。通过阵列与一维平面透镜联合设计,将透镜移相单元排布方式进行优化,降低了阵列由加载透镜带来的波束扫描增益损失。此外,对二维扫描以及数字多波束阵的测试和校准也进行了深入讨论。本章部分内容已在国际核心期刊IEEE Trans.on AP上发表并已申请发明专利。第二章提出了一种毫米波折合式反射阵多波束天线。这种反射阵天线利用双层印制板集成化的设计,将基于基片集成波导（SIW）的馈电网络、多个馈源和反射阵贴片集成在一起,简化了结构,提高了制作精度。设计了一种新型的SIW串馈口径耦合的贴片阵列天线作为馈源。毫米波多波束折合式反射阵天线可以辐射多个高增益,窄波瓣的波束,同时相邻波束之间的交叉点保持在-3dB附近,避免了多个高增益波束之间的覆盖零点问题。通过使用双焦设计法优化了波束形状,减小了扫描增益损失。此外,通过与偏焦设计方法设计出的侧射反射阵多波束天线组合,实现了一个可以覆盖±30°的19波束天线。测试表明,在42GHz频段,该19波束天线具有宽覆盖、高增益、低剖面、无盲点的优异特性。本章部分内容已在国际核心期刊IEEE Trans.on AP上发表并已申请发明专利。第三章提出并实现了一种毫米波无源多波束阵列天线。将SIW自补偿宽带移相器应用在一种改进的4×8巴特勒矩阵结构中,通过对渐变槽天线单元构成的阵列进行馈电,实现了一种印制板工艺的宽带巴特勒矩阵馈电8波束天线。该天线由两个4波束子阵列构成,并将两个子阵列分别倾斜,使一个子阵辐射波束之间的零点对准另一个子阵的波束指向,解决了巴特勒矩阵馈电的多波束天线波束间存在覆盖零点的问题。另外,通过与一维平面透镜组合进一步提高了所有辐射波束的增益,降低了副瓣。本章作为部分内容发表在国际会议7th Asia-Pacific Conference on Antennas and Propagation（APCAP2018）并获得最佳学生论文奖。第四章提出并实现了一种新型的26GHz频段128通道数字模拟混合多波束阵列天线。利用两个正交的一维波束成形网络实现了一个可以覆盖二维空间的高增益多波束天线阵。采用8端口巴特勒矩阵构成的模拟波束成形网络实现垂直维度的多波束;在水平方向,利用16路一维数字波束成形算法实现多波束覆盖。系统采用了两级变频构架,包括128路射频接收、中频放大、功率分配器、两级本振等模块。全阵共由256个天线单元组成,具有垂直方向±45°和水平方向±30°的空间多波束覆盖能力,水平覆盖增益损失为5dB左右。这种新型阵列克服了传统混合波束成形阵列天线存在的覆盖范围小、成本高、算法复杂等问题。此外,通过改善E面互耦效应,改善了阵列天线的波束增益和副瓣,并对混合多波束天线测量及校准方法进行了讨论。本章部分内容已投稿至国际核心期刊IEEE Trans.on AP。
二、多波束天线指向的校准（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、多波束天线指向的校准（论文提纲范文）
（1）面向无线能量采集的整流天线设计与研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究工作的背景与意义 |
| 1.2 整流天线的研究现状 |
| 1.3 本文的主要贡献与创新 |
| 1.4 本文的结构安排 |
| 第二章 基于行波网格阵列天线的整流天线设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 网格阵列天线概述 |
| 2.3 行波网格阵列天线设计 |
| 2.3.1 剖面高度的分析 |
| 2.3.2 网格尺寸的分析 |
| 2.3.3 天线设计流程 |
| 2.3.4 天线性能 |
| 2.4 整流电路的设计:共面带线结构中非平衡性的影响 |
| 2.5 整流电路的匹配:双波束空间覆盖中的性能评估和优化 |
| 2.6 整流天线的实验验证 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 基于短阵列行波天线的整流天线设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于耦合谐振器等效电路的设计方法:增强衰减和隔离 |
| 3.2.1 基于耦合谐振器的周期结构电路模型 |
| 3.2.2 电路模型参数与衰减和相移的关系 |
| 3.3 基于耦合贴片的短阵列行波天线设计 |
| 3.3.1 边缘耦合贴片的周期阵列结构 |
| 3.3.2 等效电路模型的参数提取 |
| 3.3.3 基于等效电路模型的天线设计 |
| 3.3.4 行波衰减和相移的提取计算 |
| 3.3.5 短阵列行波天线的辐射角度计算 |
| 3.3.6 天线的匹配和实验验证 |
| 3.4 整流电路的设计与优化:双波束空间覆盖中的直流合成拓扑 |
| 3.5 整流天线的实验验证 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 融合贴片阵列与混合耦合器的整流天线设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 融合贴片阵列和混合耦合器的设计框架 |
| 4.2.1 波束赋形中的混合耦合器 |
| 4.2.2 基于互耦贴片天线的融合框架 |
| 4.2.3 复数J变换器对框架适用性的改进 |
| 4.2.4 融合设计流程 |
| 4.3 耦合贴片天线和混合耦合器的融合设计 |
| 4.3.1 利用边缘耦合的E面阵列融合设计 |
| 4.3.2 利用耦合线的H面阵列融合设计 |
| 4.3.3 合并E面和H面的双极化阵列融合设计 |
| 4.4 整流电路的设计与优化:双极化多波束空间覆盖中的直流合成拓扑 |
| 4.5 整流天线的实验验证 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 基于共线八木阵列的紧凑型整流天线设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 共线八木阵列天线设计 |
| 5.2.1 共线天线:受激单元阵列 |
| 5.2.2 寄生单元:反射器和引向器 |
| 5.2.3 匹配电路 |
| 5.2.4 天线性能 |
| 5.3 整流天线的实验验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
（2）敏捷型电离层高频雷达信号处理若干关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题的背景及意义 |
| 1.2 SuperDARN雷达信号处理技术研究概况 |
| 1.2.1 SuperDARN雷达定标技术的研究概况 |
| 1.2.2 SuperDARN雷达波束合成技术的研究概况 |
| 1.2.3 SuperDARN雷达回波仰角测量技术的研究概况 |
| 1.3 论文主要内容和章节安排 |
| 第2章 AgileDARN雷达系统概述 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 AgileDARN雷达工作原理 |
| 2.2.1 工作频率选择 |
| 2.2.2 工作模式 |
| 2.2.3 工作时序 |
| 2.3 雷达系统组成 |
| 2.3.1 天线阵 |
| 2.3.2 大功率收发组件 |
| 2.3.3 分布式数字系统 |
| 2.3.4 上位机 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 AgileDARN雷达系统的定标方法研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 AgileDARN雷达系统的幅相不一致性分析 |
| 3.2.1 发射链路的幅相不一致性分析 |
| 3.2.2 接收链路的幅相不一致性分析 |
| 3.2.3 误差对天线方向图的影响 |
| 3.3 AgileDARN雷达系统的内定标方法研究与实现 |
| 3.3.1 内定标的原理 |
| 3.3.2 内定标的实现 |
| 3.3.3 内定标的测试结果 |
| 3.4 AgileDARN雷达系统的外定标方法研究 |
| 3.4.1 外定标的原理 |
| 3.4.2 外定标的实现 |
| 3.4.3 外定标的测试结果 |
| 3.5 讨论 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 AgileDARN雷达数字多波束合成技术的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 数字多波束合成的原理 |
| 4.3 相对于传统SuperDARN雷达的优势 |
| 4.3.1 方位角的测量 |
| 4.3.2 旁瓣抑制 |
| 4.4 数字多波束合成的实现 |
| 4.5 数字多波束合成的测试结果 |
| 4.6 讨论 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 AgileDARN雷达多基线干涉仰角测量技术研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 SuperDARN雷达仰角测量的两种方法 |
| 5.2.1 SuperDARN雷达单子阵仰角测量方法 |
| 5.2.2 TIGER-3雷达双子阵仰角测量方法 |
| 5.3 多基线仰角测量 |
| 5.3.1 新增天线的相关仿真 |
| 5.3.2 新增天线幅相误差的标定 |
| 5.3.3 多基线仰角测量算法 |
| 5.4 讨论 |
| 5.5 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 附录Ⅰ 所有SuperDARN雷达的名字,代码,位置和所属的研究机构(续) |
| 附录Ⅱ 所有在运行的SuperDARN雷达天线阵子阵布局和tdiff(续) |
| 附录Ⅲ AgileDARN回波数据处理方法 |
| 致谢 |
| 作者攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（3）相控阵汽车雷达目标检测技术研究与实现（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 本文主要工作与内容安排 |
| 1.4 论文结构关系 |
| 第二章 相控阵雷达波束形成与目标检测理论分析 |
| 2.1 相控阵相关理论 |
| 2.1.1 任意阵列接收信号模型 |
| 2.1.2 均匀矩形阵列接收信号模型 |
| 2.1.3 二维平面阵天线方向图函数 |
| 2.1.4 二维平面阵波束形成 |
| 2.1.5 二维平面阵天线波束特性 |
| 2.2 目标检测相关理论 |
| 2.2.1 脉冲压缩 |
| 2.2.2 信号积累 |
| 2.2.3 恒虚警检测 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 波束形成与目标检测软件仿真及相关设计 |
| 3.1 单波束目标检测仿真 |
| 3.1.1 二维平面阵单波束形成 |
| 3.1.2 单波束相扫目标检测 |
| 3.2 多波束目标检测仿真 |
| 3.2.1 二维平面阵多波束形成 |
| 3.2.2 多波束相扫目标检测 |
| 3.3 可控多波束形成方案设计 |
| 3.3.1 整体方案设计 |
| 3.3.2 子模块设计 |
| 3.3.3 设计方案分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 相控阵雷达波束控制与CFAR检测硬件实现 |
| 4.1 硬件实现与验证器件选型 |
| 4.2 波束控制设计与实现 |
| 4.2.1 基于FPGA的波束控制实时解算设计 |
| 4.2.2 内部子模块设计 |
| 4.2.3 FPGA实现结果分析 |
| 4.2.4 波控解算实现总结 |
| 4.3 ML-CFAR检测器设计与实现 |
| 4.3.1 FIR结构ML-CFAR检测器设计 |
| 4.3.2 CA-CFAR目标检测仿真 |
| 4.3.3 FIR结构CA-CFAR检测器FPGA实现 |
| 4.3.4 FIR结构CFAR检测设计总结 |
| 4.4 OS-CFAR检测器设计与实现 |
| 4.4.1 OS-CFAR检测改进推导 |
| 4.4.2 GO-OS-CFAR检测FPGA实现 |
| 4.4.3 多目标检测仿真验证 |
| 4.4.4 FPGA实现结果分析 |
| 4.5 二维OS-CFAR检测器设计与实现 |
| 4.5.1 二维OS-CFAR检测方案设计 |
| 4.5.2 多目标回波数据仿真 |
| 4.5.3 FPGA实现结果分析 |
| 4.5.4 二维OS-CFAR实现总结 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 毫米波相控阵汽车雷达设计与实现 |
| 5.1 整体结构设计 |
| 5.1.1 参数制定 |
| 5.1.2 相控阵汽车雷达总体框架 |
| 5.1.3 通信接口设计 |
| 5.2 波控板整体方案设计 |
| 5.2.1 波控板方案设计难点分析 |
| 5.2.2 波控关键指标计算 |
| 5.2.3 波控整体设计框图 |
| 5.3 波控板子模块设计 |
| 5.3.1 波控解算模块 |
| 5.3.2 初始化控制模块 |
| 5.3.3 芯片复位控制模块 |
| 5.3.4 直通控制模块 |
| 5.3.5 上电管理模块 |
| 5.3.6 收发切换模块 |
| 5.3.7 加载模块 |
| 5.3.8 接口模块 |
| 5.4 波控板整体实现结果分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 毫米波相控阵汽车雷达测试分析 |
| 6.1 硬件整机 |
| 6.2 波束控制部分测试 |
| 6.2.1 测试环境 |
| 6.2.2 相扫方向图测试结果 |
| 6.3 目标检测部分测试 |
| 6.3.1 内场测试 |
| 6.3.2 外场测试 |
| 6.4 项目所遇问题及解决方法 |
| 6.4.1 需求输入方面 |
| 6.4.2 平台环境方面 |
| 6.4.3 FPGA逻辑实现方面问题 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 工作总结 |
| 7.2 后续展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
（4）高定向性全息超表面天线研究（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 研究背景和意义 |
| 1.2 发展与国内外研究现状 |
| 1.3 论文的主要内容 |
| 第二章 全息阻抗调制表面基础理论 |
| 2.1 传统全息天线的基本原理 |
| 2.2 全息阻抗调制表面的原理 |
| 2.2.1 周期结构表面波与漏波 |
| 2.2.2 全息阻抗调制表面的工作机理 |
| 2.3 阻抗表面单元表面阻抗的提取方法 |
| 2.3.1 横向谐振法 |
| 2.3.2 本征模求解法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于全息超表面的高定向性多波束天线研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于中心馈电的双波束全息超表面天线 |
| 3.2.1 前向辐射双波束全息超表面天线 |
| 3.2.2 后向辐射双波束全息超表面天线 |
| 3.3 基于场干涉叠加原理的多波束全息超表面天线 |
| 3.3.1 双波束天线的设计 |
| 3.3.2 四波束天线的设计 |
| 3.3.3 六波束天线的设计 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于全息超表面的端射天线研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于全息超表面的平面端射天线的设计 |
| 4.2.1 平面端射天线的设计原理及初步验证 |
| 4.2.2 单极子天线激励平面端射全息超表面 |
| 4.2.3 准八木-宇田缝隙天线激励平面端射全息超表面 |
| 4.3 基于全息超表面的共形端射天线的设计 |
| 4.3.1 共形端射天线的设计原理及初步验证 |
| 4.3.2 单极子天线激励共形面端射全息超表面 |
| 4.3.3 准八木-宇田缝隙天线激励共形端射全息超表面 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 研究总结 |
| 5.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（5）毫米波多波束自校准接收阵列关键技术的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景与意义 |
| 1.1.1 5G通信系统的关键技术 |
| 1.1.2 系统自校准的必要性及研究现状 |
| 1.2 论文的主要工作和组织结构 |
| 第二章 毫米波大规模MIMO架构以及自校准方案 |
| 2.1 均匀直线阵波束赋形原理及多波束系统的主流架构 |
| 2.1.1 均匀直线阵波束成形原理 |
| 2.1.2 多波束系统的主流架构 |
| 2.2 有源天线阵校准方法概述 |
| 2.3 系统方案 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 中频矢量合成式数控移相的研制 |
| 3.1 移相器的分类 |
| 3.2 移相器的主要技术指标 |
| 3.3 矢量合成式移相器工作原理 |
| 3.4 矢量合成式移相器移相精度及移相误差分析 |
| 3.4.1 数控衰减器衰减范围的影响 |
| 3.4.2 衰减器衰减精度的影响 |
| 3.4.3 衰减器不同衰减状态的相对相移值的影响 |
| 3.4.4 IQ两路幅度不平衡的影响 |
| 3.4.5 正交功分器及180 度功分器相位不平衡的影响 |
| 3.5 矢量合成式移相器的ADS仿真 |
| 3.6 基于矢量合成原理的数控移相器阵列实物及测试结果 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 毫米波多波束自校准接收阵列射频前端及天线的研制 |
| 4.1 24 GHz-28 GHz天线的研制 |
| 4.1.1 SIW馈电的渐变槽天线(TSA)的仿真与测试 |
| 4.1.2 SIW端部垂直馈电的微带贴片天线的仿真与测试 |
| 4.1.3 SIW-微带垂直转接结构的设计与测试 |
| 4.2 滤波器研制 |
| 4.2.1 中频滤波器的研制 |
| 4.2.2 本振滤波器的研制 |
| 4.2.3 射频镜像抑制滤波器的研制 |
| 4.3 功率分配器与耦合器的研制 |
| 4.3.1 本振八路SIW功率分配器的研制 |
| 4.3.2 3.5 GHz八路威尔金森功率合成器的研制 |
| 4.3.3 26 GHz串联式定向耦合器的研制 |
| 4.4 SIW垂直馈电的微带双E形贴片天线阵列设计 |
| 4.5 毫米波前端阵列研制 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 系统自校准方案及验证 |
| 5.1 基于串行定向耦合器和远场OTA校准对比法的自校准方案 |
| 5.2 通道误差检测方法 |
| 5.2.1 预编码矩阵为单位阵 |
| 5.2.2 预编码矩阵为Hadamard矩阵 |
| 5.3 校准误差分析 |
| 5.3.1 八路威尔金森功率合成器幅度/相位不平衡对自校准效果的影响 |
| 5.3.2 移相器移相误差对自校准效果的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 本文工作总结 |
| 6.2 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（6）宽波束倾角偶极子天线及其数字波束赋形（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究工作的背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 电磁场波束赋形 |
| 1.2.2 射频波束赋形 |
| 1.2.3 本振、中频和基带波束赋形 |
| 1.2.4 数字波束赋形 |
| 1.2.5 宽角扫描相控阵天线 |
| 1.3 论文主要工作 |
| 第二章 宽角扫描相控阵天线设计基础 |
| 2.1 相控阵天线的设计基础 |
| 2.1.1 有源阵元辐射方向图 |
| 2.1.2 有源散射参数 |
| 2.2 波束赋形算法的基本原理 |
| 2.3 各向同性天线的设计基础 |
| 2.3.1 各向同性天线的基本原理 |
| 2.4 宽波束天线的设计原理 |
| 2.5 系统设计基础 |
| 2.5.1 正交变频数学分析与工程实现 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 数字相控阵波束控制系统 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 数字相控阵系统开发平台介绍 |
| 3.2.1 软件无线电平台硬件配置介绍 |
| 3.3 数字相控阵系统的结构 |
| 3.4 FPGA中的硬件模块连接关系 |
| 3.5 数字相控阵系统幅度相位校准 |
| 3.6 数字相控阵系统整机测试 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 各向同性倾角偶极子天线 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 各向同性倾角偶极子天线的分析与设计 |
| 4.2.1 倾角偶极子天线结构 |
| 4.2.2 倾角偶极子理论分析 |
| 4.2.3 近场寄生单元的效应 |
| 4.2.4 印制平行双线的效应 |
| 4.3 各向同性天线的测量和对比 |
| 4.3.1 天线原型的测量结果 |
| 4.3.2 各向同性天线的对比 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 宽波束方向图可重构倾角偶极子天线 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 宽波束倾角偶极子天线的分析与设计 |
| 5.2.1 宽波束方向图可重构天线的结构 |
| 5.2.2 倾角偶极子臂共面的效应 |
| 5.2.3 截短地开槽的效应 |
| 5.2.4 近场寄生单元与金属片的效应 |
| 5.2.5 重点参数定量研究 |
| 5.3 宽波束方向图可重构天线的测量结果 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 宽角扫描相控阵及其波束赋形 |
| 6.1 前言 |
| 6.2 E和H面宽波束阵元 |
| 6.3 十六元直线阵线性相位馈电结果 |
| 6.3.1 散射参数及有源阵元方向图 |
| 6.3.2 阵列等幅线性相位波束扫描结果 |
| 6.3.3 有源散射参数 |
| 6.3.4 阵列耦合分析 |
| 6.4 十六元直线阵波束赋形 |
| 6.4.1 相控阵天线辐射场等效电路模型 |
| 6.4.2 波束扫描范围优化 |
| 6.4.3 同时多波束及波束零陷 |
| 6.5 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附录 |
（7）宽带阵列天线数字波束形成系统设计与研制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 本文研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 高速串行互联总线 |
| 1.3.1 PCIE总线标准 |
| 1.3.2 千兆以太网 |
| 1.3.3 串行Rapid IO |
| 1.4 本文主要内容 |
| 2 宽带采样数字波束形成分系统方案与硬件电路设计 |
| 2.1 系统功能需求与系统处理平台 |
| 2.2 基于VITA46 标准的系统硬件设计 |
| 2.2.1 系统硬件基本方案 |
| 2.2.2 系统背板互联设计与机箱平台设计 |
| 2.2.3 主要处理模块的功能与结构 |
| 2.3 宽带采样与预处理模块设计 |
| 2.3.1 电源电路设计 |
| 2.3.2 时钟电路设计 |
| 2.3.3 模数转换电路设计 |
| 2.3.4 SRIO交换机电路设计 |
| 2.3.5 FPGA电路设计 |
| 2.3.6 SPATAN3 配置电路设计 |
| 3 宽带采样与预处理硬件模块的功能调试和性能测试 |
| 3.1 电源电路调试 |
| 3.2 时钟电路调试 |
| 3.3 高速模数采集电路调试与性能测试 |
| 3.3.1 JESD204B接口程序设计与调试 |
| 3.3.2 AD9680 有效位数测试 |
| 3.4 高速串行Rapid IO(SRIO)接口调试与性能测试 |
| 3.4.1 SRIO交换网络设计 |
| 3.4.2 SRIO交互性能测试 |
| 3.5 高速串行点对点互联MGT接口调试测试 |
| 4 宽带采样数字波束形成分系统功能软件设计 |
| 4.1 宽带采样数字波束形成分系统软件设计框架 |
| 4.2 软件无线电功能设计与测试 |
| 4.2.1 AD9680 模数转换及宽带下变频模块 |
| 4.2.2 窄带滤波程序设计及通道频响特性测试 |
| 4.3 数字波束形成功能设计 |
| 4.3.1 通道校准模块 |
| 4.3.2 权重系数计算模块 |
| 4.3.3 权重系数存储/分配模块 |
| 4.3.4 两级同时多波束形成模块 |
| 4.4 数据传输帧格式 |
| 5 宽带采样数字波束形成分系统功能测试与验证 |
| 5.1 自检功能 |
| 5.2 基带数据采集功能 |
| 5.3 通道校准功能 |
| 5.4 自适应权重系数计算功能 |
| 6 总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（8）面向5G移动通信的混合波束赋形相控阵系统及关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 研究内容及研究现状 |
| 1.2.1 高性能波束赋形相控阵列研究现状 |
| 1.2.2 5G毫米波混合波束赋形收发系统研究现状 |
| 1.3 本文主要内容与组织结构 |
| 参考文献 |
| 第2章 5G混合波束赋形相控阵系统关键技术研究 |
| 2.1 MIMO技术与OFDM技术 |
| 2.2 5G毫米波波束赋形系统架构 |
| 2.2.1 模拟多波束系统架构 |
| 2.2.2 全数字波束赋形系统架构 |
| 2.2.3 混合数字模拟波束赋形系统架构 |
| 2.3 相控阵列移相网络架构分析 |
| 2.3.1 射频移相架构 |
| 2.3.2 本振移相架构 |
| 2.3.3 中频移相架构 |
| 2.4 移相精度分析,移相误差、幅度误差分析 |
| 2.4.1 移相误差与幅度误差 |
| 2.4.2 移相精度分析 |
| 2.5 系统指标分析 |
| 2.5.1 I/Q信号不平衡 |
| 2.5.2 载波泄露 |
| 2.5.3 宽带信号带内波动 |
| 2.5.4 本振相位噪声 |
| 2.5.5 总体EVM |
| 参考文献 |
| 第3章 应用于5G多用户通信的高精度共口径天线收发阵 |
| 3.1 研究背景 |
| 3.2 基于多用户通信的共口径收发阵列理论和构架 |
| 3.2.1 多用户通信的理论 |
| 3.2.2 共口径收发阵列构架 |
| 3.3 阵列关键模块设计 |
| 3.3.1 移相模块设计 |
| 3.3.2 前端电路设计 |
| 3.3.3 天线单元设计 |
| 3.3.4 控制模块设计 |
| 3.3.5 近场OTA波束校准方案 |
| 3.4 阵列测试方案及测试结果 |
| 3.4.1 阵列射频性能测试 |
| 3.4.2 阵列波束性能测试 |
| 3.4.3 空口通信性能测试 |
| 3.5 总结 |
| 参考文献 |
| 第4章 高精度极化可重构相控阵设计 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.2 极化可重构天线阵研究现状 |
| 4.3 极化可重构天线原理分析 |
| 4.4 极化可重构天线设计目的 |
| 4.5 一种基于电调移相器的极化可重构天线 |
| 4.5.1 移相馈电网络的分析与设计 |
| 4.5.2 可重构天线单元的分析与设计 |
| 4.5.3 可重构天线测试结果 |
| 4.6 一种高精度极化可重构相控阵设计 |
| 4.6.1 移相馈电网络的仿真与设计 |
| 4.6.2 射频前端及控制电路设计 |
| 4.6.3 可重构天线单元的设计 |
| 4.6.4 可重构天线测试结果 |
| 4.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第5章 基于基片集成波导的滤波器和振荡器设计 |
| 5.1 研究背景 |
| 5.2 基于SIW滤波功分的振荡器设计 |
| 5.2.1 振荡器基本原理 |
| 5.2.2 振荡器发展现状和本设计目的 |
| 5.2.3 高性能SIW滤波功分器设计 |
| 5.2.4 有源电路及高性能振荡器设计 |
| 5.2.5 测试结果 |
| 5.3 基于可调基片集成波导滤波器的振荡器设计 |
| 5.3.1 可调振荡器发展现状和本设计目的 |
| 5.3.2 机械可调SIW滤波器设计 |
| 5.3.3 机械可调SIW振荡器设计与测试结果 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第6章 面向5G的混合波束赋形通信系统 |
| 6.1 研究背景 |
| 6.2 毫米波混合波束赋形MIMO收发系统构架设计 |
| 6.2.1 混合收发系统指标要求 |
| 6.2.2 混合收发系统架构分析 |
| 6.2.3 中频移相架构的优势与限制 |
| 6.3 毫米波收发系统电路模块设计 |
| 6.3.1 毫米波相控阵设计 |
| 6.3.2 中频基带子系统设计 |
| 6.3.3 本振子系统设计 |
| 6.4 毫米波混合波束赋形MIMO收发系统测试结果 |
| 6.4.1 射频性能测试 |
| 6.4.2 阵列波束性能测试 |
| 6.4.3 系统空口通信性能测试 |
| 6.5 本章总结 |
| 参考文献 |
| 总结与展望 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
| 致谢 |
（9）毫米波数字多波束阵列关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 绪论 |
| § 1. 研究背景与意义 |
| § 2. 相关内容研究现状 |
| § 3. 论文的研究目标与主要内容 |
| 参考文献 |
| 第一章 微波毫米波FMCW雷达设计 |
| § 1.1. 研究背景 |
| § 1.2.77GHz汽车雷达设计 |
| § 1.2.1. FMCW雷达基本原理 |
| § 1.2.2. 天线设计与测试 |
| § 1.2.3. 系统框架与前端设计 |
| § 1.3. X波段长距监测雷达设计 |
| § 1.3.1. 雷达系统架构 |
| § 1.3.2. 雷达前端设计与测试 |
| § 1.4. 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第二章 基于DDS的毫米波数字波束成形发射系统 |
| § 2.1. 研究背景 |
| § 2.2. 毫米波电路系统设计 |
| § 2.2.1. 系统架构 |
| § 2.2.2. 多通道DDS模块设计 |
| § 2.2.3. 多通道毫米波发射前端设计 |
| § 2.3. 天线阵列设计 |
| § 2.3.1 天线单元设计 |
| § 2.3.2. 交叉极化性能的改善 |
| § 2.4. 实验验证与讨论 |
| § 2.4.1. 单波束方向图测试 |
| § 2.4.2. 多波束的产生与测试 |
| § 2.5. 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 基于混合体制的T型阵雷达系统 |
| § 3.1. 研究背景 |
| § 3.2. 混合体制雷达系统概念 |
| § 3.2.1. 系统概念 |
| § 3.2.2. 与已有雷达方案的比较 |
| § 3.3. 混合体制雷达系统设计 |
| § 3.3.1. 基于DDS的发射相控阵子系统 |
| § 3.3.2. 数字多波束接收子系统 |
| § 3.3.3. 本振、时钟信号产生模块 |
| § 3.4. 实验验证与讨论 |
| § 3.5. 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 基于 77GHz车载雷达应用的中远距合一天线阵列 |
| § 4.1. 研究背景 |
| § 4.2. 中远距合一天线概念 |
| § 4.3. 天线阵列的设计与优化 |
| § 4.3.1. SIW缝隙线阵的设计 |
| § 4.3.2. 辐射方向图综合 |
| § 4.3.3. 混合优化方法的实施 |
| § 4.4. 实验验证与讨论 |
| § 4.4.1 馈电网络的设计 |
| § 4.4.2. 实验与讨论 |
| § 4.5. 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 基于缝隙加载的宽带毫米波45度极化贴片阵列 |
| § 5.1. 研究背景 |
| § 5.2. 缝隙加载贴片单元的设计与分析 |
| § 5.2.1. 缝隙加载贴片单元 |
| § 5.2.2. 感性窗提升缝隙加载贴片阻抗匹配性能 |
| § 5.2.3. 与传统 45o极化贴片比较 |
| § 5.3. 基于缝隙加载贴片单元的天线阵列的设计 |
| § 5.3.1. 45o极化天线阵的设计 |
| § 5.3.2. 1 × 8 ±45o双线极化阵 |
| § 5.3.3. 宽带低剖面波导转SIW转接结构 |
| § 5.4. 实验验证与讨论 |
| § 5.5. 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 基于毫米波合成孔径雷达应用的余割四次方天线阵列 |
| § 6.1. 研究背景 |
| § 6.2. 余割四次方天线概念 |
| § 6.3. 天线阵列综合与优化 |
| § 6.4. 天线阵列设计 |
| § 6.4.1. 天线结构 |
| § 6.4.2. SIW馈电网络设计 |
| § 6.5. 实验验证与讨论 |
| § 6.6. 本章小结 |
| 参考文献 |
| 结论与展望 |
| 作者简介 |
| 致谢 |
（10）毫米波多波束阵列天线研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 绪论 |
| §1 研究背景与意义 |
| §2 多波束天线的研究现状 |
| §3 论文的主要目标和研究内容 |
| 【参考文献】 |
| 第一章 一维透镜加载的数字多波束阵列天线 |
| §1.1 引言 |
| §1.2 工作原理与系统构架 |
| §1.2.1 数字多波束阵列天线工作原理 |
| §1.2.2 一维透镜加载的数字多波束阵列天线系统构架 |
| §1.3 双指数型渐变槽天线与阵列 |
| §1.3.1 双指数型渐变槽天线研究现状 |
| §1.3.2 双指数型渐变槽天线工作原理与结构设计 |
| §1.3.3 16单元双指数型渐变槽阵列天线设计与实现 |
| §1.4 一维平面透镜 |
| §1.4.1 平面透镜工作原理 |
| §1.4.2 移相单元的特性分析 |
| §1.4.3 一维平面透镜的设计 |
| §1.4.4 阵列与一维平面透镜的联合设计和优化 |
| §1.5 有源电路硬件设计 |
| §1.5.1 有源电路构架 |
| §1.5.2 电路模块的设计 |
| §1.5.3 数据处理算法设计 |
| §1.6 测量校准与验证 |
| §1.6.1 测量和校准方法 |
| §1.6.2 校准验证和参数分析 |
| §1.6.3 测试结果和分析 |
| §1.7 本章小结 |
| 【参考文献】 |
| 第二章 折合式反射阵多波束天线 |
| §2.1 引言 |
| §2.2 折合式反射阵天线的工作原理 |
| §2.2.1 折合式反射阵天线的结构与原理 |
| §2.2.2 移相单元相位分析 |
| §2.2.3 基于准光理论的反射面多波束天线原理 |
| §2.3 SIW串馈口径耦合贴片天线 |
| §2.3.1 天线的结构与原理 |
| §2.3.2 馈源天线的仿真与测试 |
| §2.4 19波束折合式反射阵天线设计与实现 |
| §2.4.1 折合式反射阵多波束天线结构 |
| §2.4.2 双焦与侧射设计原理 |
| §2.4.3 极化栅的设计 |
| §2.4.4 折合式反射阵多波束天线的仿真与测试 |
| §2.4.5 焦径比的影响和口径效率的研究 |
| §2.5 本章小结 |
| 【参考文献】 |
| 第三章 宽带巴特勒矩阵馈电的毫米波多波束阵列天线 |
| §3.1 引言 |
| §3.2 宽带巴特勒矩阵设计 |
| §3.2.1 巴特勒矩阵工作原理 |
| §3.2.2 自补偿移相器原理 |
| §3.2.3 波束形成网络关键器件设计 |
| §3.3 多波束天线的设计 |
| §3.3.1 渐变槽天线单元设计 |
| §3.3.2 多波束天线的仿真 |
| §3.3.3 8波束天线的实现和测试 |
| §3.3.4 一维透镜加载的8波束天线的实现和测试 |
| §3.4 本章小结 |
| 【参考文献】 |
| 第四章 混合多波束阵列天线 |
| §4.1 引言 |
| §4.2 混合多波束天线工作原理 |
| §4.2.1 二维混合波束成形原理 |
| §4.2.2 混合波束成形天线的结构 |
| §4.2.3 混合波束成形阵列天线的互耦优化和仿真结果 |
| §4.3 硬件电路的实现 |
| §4.3.1 电路结构 |
| §4.3.2 关键电路部件的实现 |
| §4.4 天线测试和校准 |
| §4.4.1 测试和校准方法 |
| §4.4.2 实测结果和分析 |
| §4.5 本章小结 |
| 【参考文献】 |
| 结论与展望 |
| §1 全文工作总结 |
| §2 未来工作展望 |
| 作者简介 |
| 致谢 |
四、多波束天线指向的校准（论文参考文献）
- [1]面向无线能量采集的整流天线设计与研究[D]. 胡艺耀. 电子科技大学, 2021(01)
- [2]敏捷型电离层高频雷达信号处理若干关键技术研究[D]. 邓翔. 中国科学院大学(中国科学院国家空间科学中心), 2020
- [3]相控阵汽车雷达目标检测技术研究与实现[D]. 罗杰. 电子科技大学, 2020(01)
- [4]高定向性全息超表面天线研究[D]. 解萌. 西安电子科技大学, 2020(05)
- [5]毫米波多波束自校准接收阵列关键技术的研究[D]. 陈雅男. 东南大学, 2020(01)
- [6]宽波束倾角偶极子天线及其数字波束赋形[D]. 罗嘉文. 华南理工大学, 2020(02)
- [7]宽带阵列天线数字波束形成系统设计与研制[D]. 张家沂. 南京理工大学, 2020(01)
- [8]面向5G移动通信的混合波束赋形相控阵系统及关键技术研究[D]. 张若峤. 东南大学, 2019(01)
- [9]毫米波数字多波束阵列关键技术研究[D]. 余英瑞. 东南大学, 2020(01)
- [10]毫米波多波束阵列天线研究[D]. 胡云. 东南大学, 2019(05)