基于人工磁导体的微波毫米波器件的研究与应用

来源 :南京邮电大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yt58458665
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,人工磁导体(Artificial Magnetic Conducter,AMC)因其兼具对平面波的同相反射特性和特定频段的电磁带隙特性,能够突破传统微波毫米波器件结构设计的局限而被广泛应用于微波毫米波器件中,可以提高微波毫米波器件的整体性能。人工磁导体具有结构简单,成本低,容易生产制造等优点。间隙波导(Gap Waweguide,GW)是一种在平行板波导的基础上,利用AMC周期阵列结构并将空气作为传播介质,使得该结构能在很大程度上减小介质材料带来的损耗的新型的毫米波波导结构。本文着重研究了基于脊间隙波导技术在微波毫米波无源器件中的应用,能够改善传统微带电路在毫米波段损耗大的不足,研究具有一定的实用参考价值。本文首先介绍人工磁导体的基本原理,分析了人工磁导体的基本特性和人工磁导体电磁带隙的设计与分析方法,并在此基础上设计了一款所需频段的蘑菇型人工磁导体结构和一款中心频率为30GHz的印刷脊间隙波导。并应用印刷脊间隙波导分别设计了一款具有上边带传输零点和一款下边带具有传输零点的三阶耦合带通滤波器。仿真结果显示,实现了在滤波器通带范围内,插入损耗小于1d B,回波损耗小于-15d B,具有频率选择性好,带外抑制度高的特点。然后,在蘑菇型AMC结构和印刷脊间隙波导基础上,提出了一款环形耦合结构的crossover。该crossover与传统crossover相比,具有平面双层结构,具有结构简单,器件整体剖面低,可以通过传统印刷电路板工艺实现,易于与其他器件进行集成等优点。并且利用脊间隙波导结构,可以弥补传统波导和微带结构在毫米波频段损耗大的缺点,实现低损耗,传输性能好的的特点。仿真结果显示该毫米波频段crossover中心频率30.5GHz,在工作频段内,插入损耗小于0.5d B,回波损耗小于-20d B,隔离度大于20d B。具有良好的传输性能和双通道隔离特性。最后,在基于前面的工作基础上,利用分支线耦合结构,提出了一款基于印刷脊间隙波导的双传输极点宽带crossover。该crossover弥补了前面提出的环形耦合结构的带宽相对较窄的不足,可以应用于宽带领域。利用分支结构crossover,可以应用于巴特勒矩阵,实现无源波束形成馈电网络。仿真结果显示,该分支结构crossover在工作频段内,插入损耗小于1d B,隔离度大于20d B,工作带宽3.5GHz,相对带宽20%。
其他文献
高速发展的物联网等新兴技术给人类生活和工作带来巨大便捷的同时,也对新一代无线通信提出了更高的要求。包括5G在内的未来移动网络业务能力的提升将在三个维度上同时进行:资源利用率、系统吞吐量以及挖掘新的频谱资源。为了应对这些挑战,新型的多址接入技术——非正交多址接入(Non-orthogonal Multiple Access,NOMA)以及认知无线电技术(Cognitive Radio,CR)受到了广
学位
当今,生物识别系统已经成为主流的密钥解锁方式,但现阶段存在的生物识别系统如:指纹、面部识别、声音等生物识别系统,都能被不法分子破解、有机可乘。本文对脑电信号的激励、特征和分类进行了研究,采用脑电信号作为识别身份密钥,对新型生物安全识别系统进行探索研究。首先研究了身份识别脑电信号的产生方法。针对现有实验激励源单一、效果欠佳,使用选定实验刺激素材,随机展示素材激励,固定时间间隔来刺激产生P300信号,
随着移动通信技术的快速发展,用户终端需要面对比过去更多样、更复杂的应用需求。与此同时,用户终端数量的快速增长,使得传统的“云计算+固定基站”的网络覆盖模式难以承载巨大规模的应用需求。无人机,由于机动性强、操控性好、相较传统基站部署成本更低等优势,能够快速响应不同的通信覆盖需求。基于移动边缘计算的思想,学界提出了利用无人机搭载边缘服务器辅助用户终端进行任务计算,以满足用户的应用需求。目前,相关研究工
车联网作为5G移动通信的代表性应用场景之一,随着信息技术的发展以及新的业务需求,产生了大量对计算与存储资源高需求的车载应用。然而,在目前的车载通信环境中,传统的任务迁移与资源分配算法难以满足实时路况、智能识别等新型车载应用的低时延、高可靠需求。移动边缘计算(Mobile Edge Computing,MEC)可以在智能交通等新型应用场景的网络边缘侧部署大量高性能服务器,车辆终端将任务卸载至MEC边
波达方向估计(Direction-of-Arrival,DOA)是阵列信号处理领域的一个重要分支,它是指利用阵列天线接收信号,并通过统计信号处理技术和各类优化方法对接收信号进行处理,以能够估计出入射信号的来向信息,在雷达、声呐、导航和无线通信等领域有着广泛的应用。传统的子空间类方法其高分辨率的前提是能够将导向矢量的结构具体构造出来,换言之,这类方法对阵列误差敏感。在实际阵列中,由于环境和物理器件等
通过研究将双频天线与自平衡磁偶极子天线原理和扇形贴片天线的多模谐振理论相结合,不仅有效地拓宽波束宽度还展宽了阻抗带宽,形成了“多腔多模”的设计方法。本文基于自平衡理论和扇形贴片天线的多模谐振理论,提出了一种E面宽波束双频段稳定增益的双频层叠天线,主要研究的内容包括:1.首先根据平衡馈电背景,阐述了其产生的影响和传统的解决办法。然后从自平衡原理出发,引出了扇形磁偶极子天线在引入四分之一波长的长方形寄
随着计算机技术的高速发展,有限元数值分析方法已经成为电磁计算、射频天线和生物热效应分析的重要工具。本文将从有限元分析方法出发,不仅分析微带贴片天线的电磁辐射特性,而且分析天线对于人脑的生物热效应。通过麦克斯韦方程组和传热方程相耦合,实现对天线与人脑相互作用的电磁热多物理耦合仿真。首先,在采用有限元法分析天线电磁辐射特性和人脑热分布特性时,第一步,基于有限元方法给出物体的电场或者温度的表征形式;第二
毫米波通信技术能够克服无线通信时存在的各种问题,这是因为其波长短、频带宽。作为5G通信中的关键技术之一,毫米波通信有着广泛的应用前景,但是传输距离短的问题限制其发展。而中继系统能扩大小区覆盖范围,延长通信传输距离,提高系统信道容量,因此也成为热门研究方向之一。毫米波通信技术结合中继系统能解决存在的传输距离短的问题。获得精确信道状态信息能大幅度提升系统性能。在毫米波中继系统中,信道已变得愈发复杂,基
癫痫是一种常见的脑部疾病,病人生理信号是进行临床病情诊治的重要依据,而通过脑电图(Electroencephalograph,EEG)能非侵入地进行癫痫发作监测以及定位人脑中的致痫区域,因此通过EEG信号准确高效的进行癫痫自动诊断的计算机技术成为当前研究热点。为了获取高效稳定的癫痫EEG信号自动分类方法,本文从癫痫EEG信号处理计算机算法入手,以时频域的信号处理算法变分模态分解(Variation