基于微机械工艺的60 GHz波束扫描天线阵
基于RF MEMS技术的Ka波段可重构天线设计与仿真的开题报告
基于RF MEMS技术的Ka波段可重构天线设计与仿真的开题报告一、研究背景随着无线通信技术的发展，对天线的性能和灵活性的要求越来越高。
尤其在卫星通信和雷达系统中，天线不仅需要具备多频段、宽带、高增益等传统特性，还需要实现可重构、波束控制以及电子扫描等高级功能。
传统的固定结构天线通常存在天线体积大、重量大、功耗高以及难以实现多频段和重构等局限，因此对于这些高级功能的实现需要新的天线结构和技术。
RF MEMS技术是一种将机械系统与电路系统集成的微纳制造技术，其具有低功耗、小体积、高可靠性和快速可重构等特点，在高级功能天线设计中具有很大的应用价值。
二、研究目的和意义本研究旨在基于RF MEMS技术设计和实现Ka波段可重构天线，实现可调谐、波束控制和电子扫描等功能。
具体研究目的如下：1.设计一种高性能的Ka波段天线结构，实现可重构、可调谐和波束控制等功能。
2.研究RF MEMS技术在高级功能天线设计中的应用，实现对天线参数的快速可重构。
3.实现设计的天线结构并进行仿真和测试，验证其可靠性和性能。
本研究的意义在于探索RF MEMS技术在高级功能天线设计中的应用，为高性能、小型化和高集成度的天线设计提供新的思路和方法。
三、研究内容和技术路线本研究的主要研究内容和技术路线如下：1.文献调研和理论研究，深入了解Ka波段天线设计和RF MEMS技术，并查阅国内外相关研究的文献资料。
2.确定Ka波段可重构天线的设计需求和目标，并设计天线的结构和参数。
3.研究RF MEMS技术在高级天线设计中的应用，包括RF MEMS开关、可变电容器以及微机电系统等技术，设计和制备需要用到的MEMS 器件。
4.基于ANSYS HFSS等天线仿真软件对天线结构进行仿真分析，优化设计参数并验证设计效果。
5.实现设计的Ka波段可重构天线并进行测试，验收设计的性能和可靠性。
四、研究进展和预期成果本研究已经完成了文献调研和理论研究，并初步确定了Ka波段可重构天线的设计方案和要求。
基于左手传输线的波束扫描微带漏波天线
Ｍ ｉｒ ｓｒｐ Ｌｅ ｋ ｙ ｗａ ｅ Ａｎｔｎ ａ ｆ ｒ Ｂｅ ｍ ｃ ｎ ｉ ｇ Ｂａ ｅ ｎ ｃ ｏ ｔｉ ａ ｅ － ｖ ｅ ｎ ｏ ａ Ｓ ａ ｎ ｎ ｓ ｄ ｏ
Ｌｅ ｔ ｈ ｎ ｅ ａ ｓ ｉｓｏ ｎｅ ｆ ． ａ ｄ ｄ Ｔｒ ｎ ｍ ｓ ｉ ｎ Ｌｉ
ｗａ ｅ ａ ｔ ｎ ａ ｗｏｋｓ ａ ６０ ｖ ｎ ｅ ｎ ｒ ｔ３． ＧＨｚ，ｈｅ ｍｉ ｒ ｓｒｐ ａ ｔｎｎ ａ ｏ ｈｅ ａｔｒ ａ ｄ ｒ ｄ ａｉｎ ｌａ ｓ ｔ ｔ ｃ ｏ ｔｉ ｎ ｅ ａ ｂｅ ｍ ｆ ｔ ｆｅ ｒ ａ ｉｔｏ ｅ ｄ ｏ ｗ
后 向到前 向连 续扫描 的 功能 ； 用 Ａ ｓｆＤ ｓ ｎｒ 运 ｎｏｔ ｅｉ ｅ 软件 进 行 仿 真 ， 频 扫 天 线 单元 的 基 础 上加 ｇ 在
载不 同电容 实现 了 固定频 率 下天 线波束 的扫描 。 测试 结果 显 示 ， 漏波 天线 工作 于 ３ ６ Ｈ ， ． ０Ｇ ｚ 加 载 １０ ｐ ． Ｆ电容 的微 带天 线后 向辐射 ， 波束 指 向一 ０ ； 载 １ ４ｐ ５ 。加 ． Ｆ电容 的微 带 天线 前 向辐射 ， 波
ｃ ｐ ｃｔｒ ｎ ｔ ｅ ｂ ｓｓｏ ｅ ｅ ｃ —ｃ ｎ ｉ ｇ ａ ｅ ｎ ｎ ｔ． ｈｅ ｔ ｓ ｅ ｕ ｔ ｈ ｗｙ ｓ ａ ｎ ｎ ｎｔｎ ａ ｕ ｉｓ Ｔ ｅ ｔｒ ｓ ｌｓｓ ｏ ｗｈ ｎ ｔｅ ｌａ ｅ — ｒ
第３ ６卷 第 ４期 ２１ ０ ２年 ８月
南京 理工 大学 学报 Ｊｕ ａｏ Ｎｎｎ ｎ ｅ ｉ ｉ ｃ ａｄＴｃｎｌ ｙ ｏｒ ｌ ｆ ａｊ ｇ ｉ ｒｔｏ Ｓ ｅ ｅ ｎ ｅ ｏ ｇ ｎ ｉ Ｕ ｖ ｓｙ ｆ ｃ ｎ ｈ ｏ
Ｖｏ ． ６ １３ Ｎｏ ４ ． Ａｕ ． ０１ ｇ２ ２
60GHz 毫米波无线通信网络研究
Liu Ke Department of Electronics Informational Engineering
Suzhou Vocational University Suzhou，China
liuke@
Abstract—Wireless communication in the 60GHz millimeter wave (mm-wave) communications is getting increasing attention as a promising candidate for gigabits per second (Gbps) wireless communication networks. Although multi-Gbps throughput is supported and a very large block of unlicensed spectrum is available worldwide in the 60GHz band, some technical challenges exist towards making 60GHz wireless network a reality. In this paper, 60GHz Wireless Channel Characterizations is introduced at first. Following that, some severe technical challenges are discussed ,which include channel fading, directional transmission and message management for high data throughput, and some important technologies in overcoming these challenges are presented. The standardization and recent experimental investigations are reviewed as well in this paper.
地形微变远程监测系统
IBIS-L架设位置
IBIS-L位置
பைடு நூலகம்
IBIS-L架设在大坝坝体的远处，能够监测到整个坝体的变形情况。IBIS-L是通过 发射并接收电磁波，运用高频电磁波的相位差对目标物的微小变形进行监测，因此需 要根据电磁波的反射强度来决定其中一点的数据准确性如何。
下图中右图为电磁波能量图，通过该图可以看出整个大坝坝体的反射情况都非常 好，这为得到准确的结果提供了保证。大坝主体的反射能量均在25分贝以上，反射情 况良好，并且信号的稳定性很好。
处理软件分析数据中的位移信息，并将每一个单 元的信息进行整合，生成文本格式的位移信息。
主要参数
雷达类型
SF-CW
带宽
300MHz
SAR性能
有
安装时间
2小时
干涉测量性能 有
射程
[0.2-4.0]km
位移精度
0.1mm
能量供应 尺寸 重量
电池、交流 电、太阳能
250×100×1 00cm
100kg
最小采样间隔 5min
线性扫描单元
2m长线性轨道 步进伺服马达 移动控制编码器 地面安装支撑杆和机械移动接口
能量供应单元
两块12V、130Ah电池 直接与220V～240V交流电连接 太阳能电池板供电 为笔记本电脑供电
数据记录和处理单元
松下CF-19笔记本电脑 数据显示和处理软件 能够满足恶劣的工作环境 可直接用于编写工程报告
通过该项技术能够得到目标物在径向上的位移，通过处理软件可以得到其他方向上的位移投 影。通过这种方式用户可以自由进行设置，从而完成对整个区域的位移测量。
地 形 微 变 远 程 监 测 系统
Image by Interferometric Survey
圆极化微带天线的设计与实现 (1)
2004年4月重庆大学学报Apr.2004 第27卷第4期Journal of Chongqing UniversityVol.27 No.4 文章编号:1000-582X (2004)04-0057-04圆极化微带天线的设计与实现Ξ韩庆文,易念学,李忠诚,雷剑梅(重庆大学通信学院,重庆 400030)摘 要:圆极化微带天线是一种低剖面的天线元,研究圆极化微带天线的特性在天线设计中显得十分重要,而微带贴片天线的馈电位置的确定是设计的关键。
针对单端侧馈五边形圆极化微带天线进行了详细分析和论述;简要介绍了微带天线的实现方法,并介绍了一种用于分析多边形微带天线的有效方法———有限元分析法;通过对一个5.6GHz 的五边形圆极化微带天线的研究设计,给出了圆极化微带天线的设计过程,找到了确定馈电点位置的合理方法,采用HFSS 软件进行优化设计,进行仿真,给出了合理的仿真结果。
关键词:微带天线;圆极化;轴比;五边形;方向图;电压驻波比;带宽 中图分类号:TN820.11文献标识码:A 目前简单的线极化天线已很难满足人们的需求,这就使得圆极化微带天线倍受青睐。
但在微带天线的分析中,近似处理较多,使得天线的设计准确性并不太好,微带贴片天线的馈电位置的确定往往需要实验调整的方法进行研究。
另外由于微带天线的频带窄,设计尺寸的微小误差都会造成天线谐振频率的偏离,极化特性也会变差。
在实际工作中由于介质基片的离散性,也影响了谐振频率的准确性[1]。
针对上述问题,特别对圆极化微带天线的设计过程进行了深入的分析;通过应用HFSS 高频结构软件仿真,使天线的性能得到了优化。
1 微带天线微带天线是一种基于微带传输线的天线。
它有多种形式,按结构特征,可把微带天线分为两大类,即微带贴片天线和微带缝隙天线;常用的一类,是贴片微带天线。
贴片可以是矩形、圆形、椭圆形及其它形状,在此选用五边形贴片。
微带天线的辐射,是由微带天线边沿和接地板之间的边缘场产生的。
一种新型毫米波磁电偶极子天线阵列设计
一种新型毫米波磁电偶极子天线阵列设计陆贵文;李明鉴【摘要】该文将磁电偶极子天线作为辐射阵子，并应用一种共面波导馈电网络，研究并设计了一种新型4×4毫米波天线阵列。
这种设计不仅具有很宽的阻抗带宽和增益带宽，而且价格低廉易于生产。
仿真和测试结果表明，此天线阵列的相对阻抗带宽为54.5%,3 dB增益带宽为37.1%，在工作频带内(40.2~70.0 GHz)，最大增益为18.1 dBi。
而基于其他技术设计的4×4毫米波天线阵列(如微带天线、偶极子天线)工作频带宽度一般在20%左右，增益一般在16~17 dBi。
所以该文提出的天线阵列设计具有明显的优势。
另外，仿真设计结果和实测的电参数数据有较好的一致性。
%This paper presents a new 4×4 millimeter-wave antenna array, which adopts the magneto-electric dipole as the radiating element and a type of coplanar waveguide feed network to excite the array. This design not only provides very wide impedance and gain bandwidths, but also has features of low cost and ease in fabrication. The simulated and measured results reveal that this array exhibits a wide impedance bandwidth of 54.5% and a wide 3 dB gain bandwidth of 37.1%. Over the operating frequency band (40.2~70.0 GHz), the maximum gain is 18.1 dBi. However, other 4×4 millimeter-wave antenna arrays, designed based on microstrip patch antenna or electric dipole antenna, have the operating bandwidth of about 20% and the gain of 16~17 dBi. Hence, the proposed antenna has an obvious advantage. In addition, the simulated and measured results have a good agreement.【期刊名称】《电子与信息学报》【年(卷),期】2015(000)010【总页数】4页(P2517-2520)【关键词】毫米波天线阵列;磁电偶极子天线;宽带天线【作者】陆贵文;李明鉴【作者单位】香港城市大学毫米波国家重点实验室中国香港;香港城市大学毫米波国家重点实验室中国香港【正文语种】中文【中图分类】TN821为了实现海量数据传输和弥补匮乏的可用频谱，提高载波频率是必然的解决方案。
2023年网优VUE认证初级考试题库(核心题版)
2023年网优VUE认证初级考试题库（核心题版）一、单选题1.5G单验时的SIM卡签约速率要求不低于?A、2GB、800MbpsC、o500bpsD、1G参考答案：A2.终端到PDN的ICMP报文Echo(ping)request到Echo(ping)reply 的时间是10ms，gNB到PDN的ICMP报文Echo(ping)request到Echo(ping)reply的时间是2ms，那么单向用户面时延是A、6msB、5msC、3msD、4ms参考答案：A3.关于MapinfoProtessiona1，业内须先的商业地图解决方家apIntoProressional的功能，错误的是A、管理基于地理位置方面的信息，但是无法提供强大的数据分析工具B、提供全面的位置服务解决方案，管理基于地理位置了面的信息，如展务设施、人口、财产C、创建高展精密，准确的地图，提供最好的展现教据的手段D、创建高展精密，准确的地图，提供最好的展现教据的手段参考答案：B4.当前eMBB场景100M带宽下，5G低频的子载波数是()A、3364B、3168C、1200D、3276参考答案：D5.相邻频段帧结构配置一致是为了规避（）A、阻塞干扰B、交叉时隙干扰C、谐波干扰D、二次谐波干扰参考答案：B6.天线增益一般常用dBd和dBi两种单位。
二者之间的换算关系是，0dBd=()dBi。
A、-2.15B、-1C、1D、2.15参考答案：D7.5GNR低频AAUA9611的天线阵子数是：A、192B、512C、128D、256参考答案：A8.标准中6GHz以下频段不支持下列哪一子载波间隔(SCS)配置?A、30kHzB、120kHzC、60kHzD、15kHz参考答案：B9.MapInfoProfessional，业内领先的商业地图解决方案，提供数据和地理信息的关系的直观屏现，有助于做出远见卓识的决定。
关于MapInfoProfessional的功能，错误的是A、管理基于地理位置方面的信息，但是无法提供强大的数据分析工具。
物联网通信技术--60GHz
3.8.1 60GHz通信技术概述
英特尔还和Broadcom、Atheros等领先的WLAN 芯片厂商于2009年初在IEEE 802委员会里成立 了毫米波WLAN标准化工作小组TG ad(Task Group ad)。 TG ad工作小组组长、英特尔首席工程师Eldad Perahia表示：“毫米波通信可以作为现有WLAN 标准802.11n的互补技术，适用于家庭、办公室 等多种场合。”
3.8.1 60GHz通信技术概述
PC、WLAN以及便携设备等行业的众多厂商都对 毫米波通信寄予厚望的最大原因是该技术能够提 供较宽的带宽。在60GHz频段内，全球无需许可 即可免费使用的带宽可达7GHz~9GHz。 由于可使用如此宽的带宽，因此很容易就能实现 较高的数据传输速率。即使采用低阶调制方式， 也能够确保3Gbps~5Gbps的传输速率。对于 WirelessHD来说，使用这样的带宽就可以实现非 压缩高清视频的传输，有望取代HDMI线缆。
物联网通信技术近距离通信技术60ghz技术3860ghz通信技术38160ghz通信技术概述38260ghz通信技术原理38360ghz通信技术标准化现状38460ghz通信技术应用?在无线通信频谱资源越来越紧张以及数据传输速率越来越高的必然趋势下60ghz频段无线短距通信技术也越来越受到关注成为未来无线通信技术中最具潜力的技术之一
3.8.2 60GHz通信技术原理
（1）60GHz信号传播特性
① 极大的路径损耗 ② 氧气吸收损耗高 ③ 绕射能力差，穿透性差
表
物 质
障碍物穿透损耗
60GHz 2.4dB/cm 5.0dB/cm 11.3dB/cm 31.9dB/cm 2.5GHz 2.1dB/cm 0.3dB/cm 20.0dB/cm 24.1dB/cm
《2024年应用于5G频段的相控阵列天线的设计》范文
《应用于5G频段的相控阵列天线的设计》篇一一、引言随着无线通信技术的飞速发展，第五代移动通信系统（5G）已经成为当前和未来通信领域的重要研究方向。
相控阵列天线作为5G系统中的关键技术之一，其设计对于提高系统性能、扩大覆盖范围和增强信号质量具有重要意义。
本文将详细介绍应用于5G频段的相控阵列天线的设计，包括设计原理、关键技术、设计流程以及性能评估等方面。
二、设计原理与关键技术1. 设计原理相控阵列天线是一种利用相位控制技术实现波束赋形和波束扫描的天线阵列。
其基本原理是通过调整每个阵元的相位，使波束在空间中产生偏移，从而实现波束的指向和扫描。
在5G系统中，相控阵列天线能够根据信号传播环境和用户需求，动态调整波束指向和宽度，提高信号的覆盖范围和传输速率。
2. 关键技术（1）阵列结构优化：阵列结构是相控阵列天线设计的关键因素之一。
优化阵列结构可以提高天线的增益、效率和辐射性能。
常用的阵列结构包括线性阵列、平面阵列和立体阵列等。
（2）相位控制技术：相位控制技术是实现波束赋形和波束扫描的核心技术。
通过精确控制每个阵元的相位，可以实现对波束的指向和扫描。
常用的相位控制技术包括数字式相位控制技术和模拟式相位控制技术。
（3）信号处理技术：信号处理技术是提高相控阵列天线性能的重要手段。
通过对接收到的信号进行滤波、放大、采样和数字处理等操作，可以提高信号的信噪比和传输速率。
三、设计流程1. 需求分析：根据5G系统的需求，确定相控阵列天线的性能指标和工作频段。
2. 阵列结构设计与仿真：根据需求分析结果，设计出满足要求的阵列结构，并进行仿真验证。
3. 相位控制技术与信号处理技术研究：研究并确定合适的相位控制技术和信号处理技术。
4. 天线单元设计与优化：设计出满足要求的天线单元，并进行优化设计。
5. 整体设计与仿真：将天线单元与阵列结构进行整合，进行整体设计与仿真验证。
6. 制作与测试：根据仿真结果，制作出实物样品并进行测试验证。
60GHz射频芯片——无线通信学术和产业界研究的新热点
度，比较关键的是本振对中频的泄露，因为本振信号强度往往远大于中频信号，因此本振Ｅｌ和中频口之间的隔离度也是混频器的一个主要指标，现代的ＭＭＩＣ混频器设计可以达到３０—５０ｄＢ的隔离度。
混频器的种类很多，在ＭＭｌＣ设计中常用的有镜像抑制混频器（ＩＲＭ），次谐波电阻式（Ｓｕｂ—ＨａｒｍｏｎｉｃＲｅｓｉｓｔｉｖｅ），Ｇｉｌｂｅｒｔ式等。
在ＭＭＩＣ设计中滤波网络设计也是在设计混频器时必须要考虑的，在混频器和滤波网络的不同组态会对射频，本振。
中频三端口的隔离度指标有很重要的影响，在高度集成的ＭＭＩＣ芯片中比较典型的设计方案有单端／双端输入电阻式混频器，往往会在本振端加谐振网络减少射频和本振泄露；单平衡／双平衡电阻式混频器（ＢＲＭ），往往有良好的宽带隔离度，但是需要在端口处使用巴伦（Ｂａｌｕｎ）进行频率分量隔离；双正交混频器（ＤＱＭ）。
利用正交的两路平衡得到极好的本振射频隔离度。
３．２本振在收发信机中本地振荡器（本振ＬＯ）也是十分重要的组成部件。
对于通信系统，振荡器的频率稳定度已经相位噪声都是很关键的指标。
在６０ＧＨｚ通信系统中，往往采用一个低频信号源加倍频器的设计结构，其原因是：将６０ＧＨｚ的频率源直接集成将耗费比较大的芯片面积，而且６０ＧＨｚ高频信号源的相位噪声往往没有低频信号源好，另外６０ＧＨｚ系统通常将其８ＧＨｚ左右的带宽分为多个通道进行通信。
因此将本振从芯片上移除，取而代之的是在片上集成倍频器，使得通信芯片只需要７ＧＨｚ左右的低频源输入，在片上进行倍频。
因此可以得到更大的频带使用灵活性，和更低的相位噪声。
基于这种设计结构，对于低相位噪声本振设计的需求转化为对于相位前沿科学（季刊）２０１０・噪声特性很好的倍频器的设计需求。
通常利用倍频器之后信号源的相位噪声将以２０ｘｌｏｇ（Ｎ）（Ｎ为倍频倍数）的系数恶化。
例如八倍频器将使得相噪恶化１８．０６ｄＢ但是相比Ｖ波段振荡器的相位噪声特性。
经过倍频处理的信号源的相位噪声要小很多。
用于PolyStrata技术的光刻工艺探索研究
第41卷第6期遥测遥控V ol. 41, No. 6 2020年11月Journal of Telemetry, Tracking and Command November 2020用于PolyStrata技术的光刻工艺探索研究汪郁东，赵广宏，陈青松，金小锋，张姗（北京遥测技术研究所北京 100076）摘要：在高集成的射频微机电系统RF MEMS（Radio Frequency Micro Electro Mechanical System）器件的发展趋势下，三维集成工艺的研究越来越多。
基于PolyStrata技术的三维多层堆叠同轴器件以其无色散、低损耗、超宽带的优势脱颖而出，PolyStrata技术使用紫外厚胶作为牺牲材料，对光刻胶粘附性、精度、工艺兼容及释放性能要求高，常规厚胶难以满足。
探索A、B两种紫外光刻厚胶，对两者工艺参数及图形质量进行对比研究。
结果表明，光刻胶A 厚度均匀性为98.6%，图形偏差小于10μm；光刻胶B图形偏差小于5μm，但均匀性较差，约80.4%。
关键词：RF MEMS；PolyStrata；紫外光刻；厚胶中图分类号：TB322 文献标识码：A 文章编号：CN11-1780(2020)06-0057-06Research on lightgraph technology for PolyStrata technology WANG Yudong, ZHAO Guanghong, CHEN Qingsong, JIN Xiaofeng, ZHANG Shan（Beijing Research Institute of Telemetry, Beijing 100094, China）Abstract: With the development of highly integrated RF MEMS devices, there are more and more researches on 3D (Three Dimensional) integration technology. The 3D multi-layer stacking coaxial devices based on PolyStrata technology stand out for its advantages of dispersionless, low loss and ultra-wiband.PolyStrata technology uses ultraviolet thick adhesive as sacrificial material, which has high requirements on photoresist adhesion, precision, process compatibility and release performance, and conventional thick adhesive is difficult to achieve. In this paper, two kinds of UV lithography thick adhesives, A and B, are explored, and their process parameters and graphic quality are compared. The experimental results show that the thickness uniformity of photoresist A is 98.6%, and the graphic deviation is less than 10 μm. The deviation of photoresist B is less than 5 μm, but with poor uniformity, about 80.4%.Key words: RF MEMS; PolyStrata; UV lithography; Thick photoresist引言微机电系统MEMS是21世纪科技与产业的热点之一，随着MEMS技术向更小型化、高集成度、高频段需求发展，RF MEMS集成系统的优势逐渐显露出来。
60GHz天线技术概览
60GHz天线技术概览要求：1.该频段WiFi的发展，标准2.现在WiFi的发展应用情况3.这个频段antenna的技术要素，研究情况，现在发展情况，发展趋势4.相关文章，包括重要会议文章，期刊文章5.antenna的技术难点一、60GHz频段WiFi的发展，标准，特点60GHz频段是一个无需注册的、开放的ISM频段，在目前2.4GHz和5.2GHz ISM 频段已经被大量使用的情况下，人们的注意力自然转向了尚未被开发和利用的60GHz频段来。
该频段的特点有：1、绝对带宽很宽，高达9GHz带宽2、波长短，具有毫米波的属性3、在空气中衰耗得比较快4、适合室内使用该频段在2012年被IEEE纳入了802.11ad标准中，是标准802.11n/ac的演变。
该标准允许（技术特点）：1）支持高达2.16 G H z的信道带宽，物理层传输速率接近7 Gbit/s；2）采用高增益、低复杂度和低处理时延的低密度奇偶校验码（LDPC）；3）采用旋转调制、差分调制、扩展QPSK等改进的调制技术；4）采用波束赋形技术对抗60 GHz频段的高路径损耗，支持传输距离超过10 m的可靠通信；5）针对无线视频、快速文件传输等应用场景和60 GHz无线通信技术特点，引入新的组网方式——个人基本服务集（PBSS）；6）采用增强的安全协议和功率管理技术；7）支持在2.4 G H z、5 G H z和60 GHz频带之间的快速会话转移；8）支持与其他60 G H z系统（如IEEE 802.15.3c及802.19）的共存。
WiGig技术是由WiGig（无线吉比特联盟）主导基于802.11ad标准制定的。
2013年，WiGig联盟与Wi-Fi联盟合并二、60GHz频段WiFi的发展和应用1、2014年10月三星推出60GHz Wi-Fi 技术。
三星方面表示，新的Wi-Fi 技术将能够将数据传输速度提高到 4.6Gbps，实际的数据传输速度将达到575MB 每秒，五倍于现有Wi-Fi 最快速度。
mems可变波束天线加工
mems可变波束天线加工
MEMS（微机电系统）可变波束天线技术，是利用可编程微机电系
统硅基微结构，来控制信号的传播特性，从而实现对波束的重新切换
和弯曲的技术。
它可以提高信号的传输效率，广泛应用于5G移动通信，卫星通信，航空航天等领域。
MEMS可变波束天线技术在发展过程中，技术要求也日益提高，使
得加工工艺从传统的光学加工，向MEMS加工技术慢慢发展，从而实现
效率的提升。
MEMS可变波束天线的加工工艺能大大提升产品的功率灵敏度。
特
别是在加工孔洞、精密开口等方面，MEMS加工能实现高精度的深度孔洞，有效地提升了元器件在电压和功率方面的性能。
此外，MEMS加工
工艺可以满足尺寸要求、形状要求和复杂性要求等多种形式，这样就
可以更好地满足专业应用的需求。
MEMS技术在可变波束天线加工方面也有卓越的表现，因其精确的
加工工艺，可以更好的控制波束的角度变化。
它可以准确的控制天线
的穿透率，从而获得最高的效率，并且有很好的稳定性。
MEMS加工还可以通过建立宽带频率的调谐系统，有效地抑制波导传输线的噪声，提高信号传输效率。
基于此，MEMS加工技术在多普勒雷达应用中也得到了广泛使用，免去了传统雷达视场转换装置的安装调试，提高了雷达测量系统的灵敏性，从而显著地增强了整体系统的使用效果。
总之，MEMS可变波束天线加工工艺能有效提高产品的性能，波束角度变化更大，效率更高，传输效率更好，广泛应用于多普勒雷达等多元领域，更加节能和环保，为通信行业的发展作出重要贡献。
一体化馈源大角度扫描折叠式反射阵列天线
一体化馈源大角度扫描折叠式反射阵列天线张翀;韦高;许家栋;李建周;吴昌英;王彦芳;朱富国【摘要】卫星通讯服务的快速增长催生了对于“动中通”设备旺盛的需求.由于具有低剖面、加工方便、功能实现多样等特点,折叠式反射阵列具有应用于“动中通”系统的巨大潜力.针对这一应用需求,提出了一种具有大角度扫描能力的折叠式反射阵列设计方案,基于多层印刷电路板(Printed Circuit Board,PCB)技术,设计了一种工作在C波段可用于折叠式反射阵列具有60°扫描能力的微带缝隙单元,利用该单元设计了0°、45°和60°波束指向的固定波束折叠式反射阵列.此外,使用阵列馈源替代传统喇叭馈源,完成了馈源与主反射面的一体化设计,实现了折叠式反射阵列天线结构的平面化.固定波束折叠式反射阵列的仿真和实测结果表明在4.85～5.15 GHz的频率范围内,阵列具有60°波束扫描的能力.【期刊名称】《电波科学学报》【年(卷),期】2016(031)004【总页数】6页(P766-771)【关键词】折叠式反射阵列;微带缝隙阵列单元;一体化馈源;大角度波束扫描【作者】张翀;韦高;许家栋;李建周;吴昌英;王彦芳;朱富国【作者单位】西北工业大学电子信息学院,西安710129;西北工业大学电子信息学院,西安710129;西北工业大学电子信息学院,西安710129;西北工业大学电子信息学院,西安710129;西北工业大学电子信息学院,西安710129;河海大学计算机与信息学院,南京211100;南京电子技术研究所,南京210039【正文语种】中文【中图分类】TN82DOI 10.13443/j.cjors.2015100601引言卫星通讯服务的快速增长催生了对于“动中通”设备旺盛的需求,而作为整个通讯系统中的关键子系统,高增益天线一直是该领域的研究热点之一．由于具有加工方便、实现功能多样的特点,反射阵列天线[1-3]近年来吸引了科研人员和工程师们的大量关注．然而,反射阵列天线继承自反射面天线的空间馈电方式使得天线整体高度无法有效降低,这极大地制约了反射阵列天线在“动中通”系统中的应用．针对这一不足,折叠式反射阵列[1, 4-7]通过极化选择栅格的使用,将馈源嵌入到主反射面中(如图1所示),在保留了空间馈电方式低损耗特点的同时,从整体上降低了反射阵列天线高度．因此,折叠式反射阵列天线已成为反射阵列天线中一个重要发展分支,同时也完全具有应用于“动中通”系统的潜力．针对“动中通”系统的应用需求,本文设计、加工、组装并测试了工作在C波段具有不同固定波束角度(波束指向俯仰角为0°、45°、60°)的折叠式反射阵列．在阵元设计中,周期条件下设计的微带缝隙天线单元和低介电常数(相对介电常数εr<2)介质覆盖层的使用将保证阵列单元具有满足设计指标的最大扫描角度．此外,一体化设计的阵列馈源将用于代替传统喇叭馈源并应用到阵列中,尝试实现天线结构上的平面化．由图1可以看出,折叠式反射阵列天线的结构主要由使用空间馈电形式的馈源天线、实现极化翻转和相位补偿的主反射面以及用于极化选择的极化栅格这三部分组成．来自馈源天线的发射波(虚线)在极化栅格处经过镜面反射折回并照射到主反射面上,经过主反射面上各处阵元的相位补偿以及极化翻转后进行二次辐射．此时,与馈源天线极化方向垂直的二次辐射波(实线)将无反射地透过极化栅格进行传播．为实现不同的波束方向,只需在各个阵元处做出相应的相位补偿即可．根据上述基本原理可知,主反射面是整个天线设计中的重要环节,而组成主反射面的阵列单元将是其中关键节点．在阵元设计过程中应注意的问题主要有以下几点:首先,阵元设计中不仅要考虑其要达到的性能,而且还应充分考虑到设计方案的可实现性和相应的成本问题．因此,使用印刷电路板(Printed Circuit Board,PCB)加工技术并将微带天线作为阵列阵元是一个合适的选择．其次,选择何种相位补偿的方式．目前,实现相位补偿的方式有两种,即反射式和传输式．其中使用反射式相位补偿方式的阵列设计方便且制作成本低,但是其有限的空余面积,或不利于延迟线的布线,或不利于有源器件和控制器件的集成．因此,本文中的波束扫描阵列选择传输式的相位补偿方式．此外,馈源天线和主反射面的平面一体化是本文设计工作的另一重点．首先,为实现一体化阵列馈源对传统喇叭馈源的替代,主反射阵中间四个单元的位置被用于阵列馈源的设计．其次,为了节约成本,阵列馈源的层间结构应与阵列单元相同,使得馈源天线和主反射面的各层结构可以加工在同一印制板上．另外,为尽量保证馈源周围单元的准周期工作环境以及出于简化设计的目的,馈源天线的单线极化阵元应在尽量保留原有双线极化单元整体结构的前提下进行单线极化设计．文中天线主反射面所使用的双线极化阵元为微带线转带状线馈电的背腔缝隙天线[8],其层间结构示意图如图2所示．其中第一层为环形辐射缝隙,在对角线方向的角落处为连接第二层和第四层馈电线的准同轴转换结构(连接第二层的带状线与第四层的微带线)．第二层中的馈电线为非对称的带状线,与转换结构相连部分的特性阻抗为50 Ω．为了实现阻抗匹配,其末端变为65 Ω．连接第一层和第四层的金属化过孔与第三层的金属地板组成了缝隙天线的背腔．单元所用介质为聚四氟乙烯玻璃纤维,其标称相对介电常数为2.65．阵元中各部分结构的具体尺寸可参见表1和表2．为了实现大角度扫描,在阵元结构的最上层使用了低介电常数介质盖板[9](相对介电常数为1.4的低发泡聚氯乙烯泡沫板)以减弱阵元输入阻抗随扫描角度变化的剧烈程度,尤其能够改善在大扫描角度时阵元输入阻抗的性能．由于聚四氟乙烯纤维板与其他材料间的粘结性较差,所以单元的四角处留有直径为3 mm的非金属通孔,便于紧固件的使用．利用商业仿真软件,在周期边界条件下得到双线极化单元在不同扫描角度时TM模和TE模的|S11|仿真结果,如图3所示．由仿真结果可知,该双线极化单元的TE模和TM模的最大扫描角度均达到了60°．其中,TM模的扫描性能要强于TE模．对于TM模,在0°～60°的扫描范围内,其反射系数幅值始终能够保证在14%左右的带宽内低于-10 dB．但是,随着扫描角度的增加,TE模|S11|带宽在逐渐缩小,但仍然能够保证在4.86～5.17 GHz的频率范围内,其反射系数幅值低于-10 dB．另外,由图3(b)中扫描角度为60°的TE模|S11|曲线可以看出,在5.4 GHz处出现了谐振,但是由于单元尺寸被限制在最高工作频率的二分之一波长以下,该谐振点处于工作频率之外,所以避免了扫描盲点的出现．良好的扫描性能将为阵列设计打下坚实的基础．馈源单元结构示意图如图4所示．在尽量保留双线极化单元结构的前提下,将一条微带馈电线去掉并将带状线馈线短路的同时,经过对部分金属化过孔位置进行微调就得到了组成一体化阵列馈源的单线极化单元．另外,其层间结构与双线极化单元完全一致．使用商业仿真软件,在周期边界条件下得到的|S11|仿真结果如图5所示．利用前文给出的单线极化单元,主反射阵中间四个单元的位置被用于阵列馈源的设计．馈源阵列的平面示意图和背面的馈电网络如图6所示．其中,馈电网络由两级T形功分器构成,SMA接头将以立焊的方式固定在馈电点处．中心频率(5.0 GHz)下,阵列馈源的实测归一化主平面方向图如图7所示．由图可知,方向图的-10 dB增益下降点位于43°～57°及-43°～-47°的区间内．此外,阵列馈源正向方向的交叉极化电平均优于-20 dB．本文中折叠式反射阵列的主反射面由196个单元格构成,其中包括:作为馈源的中间部分4个单线极化单元、处于主反射面边缘的8个安装孔以及余下的双线极化单元,具体排列结构可参考图10中的阵列实物图．每个单元格的尺寸为28.5mm×28.5 mm,主反射面的面积为420 mm×420 mm,约为49λ2．参照馈源方向图的-10 dB增益下降点,极化栅格被放置在距离主反射面120 mm的位置处,天线焦距与主反射面边长之比约为0.57．根据上述天线关键尺寸,主反射面上各处阵元的相位补偿将由图8所示的三种延迟线布线方式来实现．这三种布线方式将分别覆盖0°～165°、165°～330°和310°～360°的相位补偿范围．利用商业仿真软件,五个固定角度(方位角为0°、90°,俯仰角为0°、45°、60°)波束折叠式反射阵列在中心频率(5.0 GHz)下的归一化主极化方向图以及交叉极化方向图的仿真结果如图9所示．由仿真结果可知,该设计在0°和90°的方位角上均实现了60°的最大扫描角度．波束指向为60°的阵列增益相较于0°波束指向的阵列下降4.0 dB,略大于3 dB的理论值．此外,在-3 dB波束范围内,除一个阵列(方位角90°,俯仰角60°)的交叉极化电平为15 dB之外,其他波束指向阵列的交叉极化电平均优于20 dB．文中五个阵列天线结构均相同,仅是由于不同波束指向导致所需背面相位延迟线布线有所不同．因此,我们完成了方位角为0°的三个阵列(如图10所示)的加工、组装与测试,通过与仿真数据的对比以验证该设计的可行性．图10中的三组折叠式反射阵列在中心频率(5.0 GHz)下的归一化主极化和交叉极化方向图实测结果如图11所示．由图可见,该设计达到了60°最大扫描角度的要求,且在-3 dB波束范围内具有较低交叉极化电平值．由于加工误差、组装和测试等相关因素的影响,45°波束指向阵列的实测增益略低于仿真结果,其余实测结果(波束宽度、副瓣电平以及交叉极化电平等)与仿真结果基本一致．另外,这三组折叠式反射阵列的实测增益结果可参见图12．由图可见:0°波束指向阵列在5.0 GHz频率下的实测天线增益值为21.6 dBi;60°波束指向阵列增益值较0°波束指向阵列增益值下降不超过4.3 dB;在4.85～5.15 GHz的频带范围内,阵列增益值变化小于3.0 dB．本文利用微带背腔缝隙天线作为阵列单元,完成了工作在C波段具有大扫描角度能力的折叠式反射阵列的设计、加工与测试工作．通过对不同角度的固定波束阵列进行的仿真与测试,证实了该设计具有60°的波束扫描能力．另外,一体化设计的阵列馈源被成功应用到阵列中,实现了天线结构上的平面化．仿真与实测结果验证了所提出设计方案的有效性,良好的性能令该天线具有应用于“动中通”系统的巨大潜力．张翀 (1985-),男,辽宁人,西北工业大学电子信息学院电磁场与微波技术专业博士研究生,研究方向为折叠式反射阵列天线．韦高 (1963-),男,山东人,西北工业大学电子信息学院教授,博士生导师,研究方向为介质测量与反射阵列天线．许家栋 (1948-),男,安徽人,西北工业大学电子信息学院教授,博士生导师,研究方向为介质测量．【相关文献】[1] HUANG J, ENCINAR J A. Reflectarray antennas[M]. Piscataway, USA: IEEE Press, 2008.[2] 薛飞, 王宏建, 易敏, 等. 新型微带反射阵列单元的设计及其应用[J]. 电波科学学报, 2015, 30(3): 571-575. XUE F, WANG H J, YI M, et al. Design of a novel multi-resonance microstrip reflectarray element and its application[J]. Chinese journal of radio science, 2015, 30(3): 571-575.(in Chinese)[3] 郑文泉, 万国宾, 甘启宇, 等. 一种新型双频微带反射阵列的设计[J]. 电波科学学报, 2014, 29(6): 1057-1062. ZHENG W Q, WAN G B, GAN Q Y, et al. Design of a novel dual band microstrip reflectarray[J]. Chinese journal of radio science, 2014, 29(6): 1057-1062.(inChinese)[4]PILZ D, MENZEL W. Folded reflectarray antenna[J]. Electronics letters, 1998, 34(9): 832-833.[5] JIANG M, HONG W, ZHANG Y, et al. A folded reflectarray antenna with a planar SIW slot array antenna as the primary source[J]. Transaction on antennas and propagation, 2014, 62(7): 3575-3583.[6] ZORNOZA J A, LEBERER R, ENCINAR J A, et al. Folded multilayer microstrip reflectarray with shaped beam pattern[J]. Transaction on antennas and propagation, 2006, 54(4): 510-518.[7] MENZEL W, PILZ D, AL-TIKRITI M. MM-Wave Folded reflector antennas with high gain, low loss, and low profile[J]. Antennas and propagation magazine, 2002: 24-29.[8] ZHANG C, WEI G, LI J Z, F. QIN, et al. Dual-polarized unit-cell element for wide-angle electrically beam-scanning reflectarray[C]//2014 Loughborough antennas and propagation conference (LAPC). November 10-11, 2014, Loughborough: 457-460.[9] MUNK B A, frequency selective surface: theory and design[M]. New York: John Wiely & Sons, 2000:195-199.。
基于频率选择表面的宽角扫描阵列
基于频率选择表面的宽角扫描阵列许峰凯;肖绍球;胡芯瑞【摘要】设计并加工了一种基于双层频率选择表面(frequency selective surface,FSS)的一维Vivaldi阵列天线.首先采用周期边界条件分析无限大阵列中的单元特性,利用等效传输线原理和广义散射参数矩阵来设计优化加载在Vivaldi阵列上方的介质宽角匹配层.然后,在所加载的双层介质匹配层表面直接印制FSS结构使阵列扫描特性得到极大改善.仿真和实测结果表明,一维Vivaldi阵列中心单元在7～12 GHz的有源驻波比均小于2.5,在8～10 GHz波束扫描范围能够达到±60°.仿真结果还表明:采用双层FSS结构的Vivaldi阵列与未加载匹配层的Vivaldi阵列相比,在7～11.5 GHz增益有2～4 dB的提高;同时在扫描至±60°时,FSS结构的加载使得阵列在对应扫描角下的交叉极化下降了5～10 dB.【期刊名称】《电波科学学报》【年(卷),期】2018(033)003【总页数】10页(P301-310)【关键词】频率;选择表面;周期边界;等效传输线;广义散射参数;宽角匹配层【作者】许峰凯;肖绍球;胡芯瑞【作者单位】电子科技大学,成都610054;电子科技大学,成都610054;电子科技大学,成都610054【正文语种】中文【中图分类】TN821+.8引言随着高新技术的发展,相控阵天线得到越来越多的关注,设计宽频带大角度扫描的相控阵天线成为人们研究的目标. 相比于传统窄带宽角扫描相控阵, 设计宽带宽角扫描相控阵天线具有很大的挑战性,同时也是必要的研究内容和发展趋势[1-2].在设计宽带宽角相控阵时,研究人员往往采用先设计好具有宽带宽波束特性的天线单元,然后合理选择阵列排布方式,从而实现阵列的宽带宽角扫描特性[3].但是在此种设计方法中,阵列单元间的互耦特性往往会使阵列的扫描特性恶化,因此研究人员提出了许多方法来抑制互耦影响[4-5].于是,如何提高所设计阵列的扫描特性也成为研究的热点.早在1966年,E.G.MAGILL等人就提出了一种改善阵列天线宽角阻抗匹配的方法,即在阵列前方放置一个薄的、具有高介电常数的介质板[6],成为宽角阻抗匹配层.结果表明,宽角匹配层的加载对于提高阵列的扫描角具有较好的作用.随后的几十年间,宽角匹配层的设计得到发展,可在相控阵上方加载介质宽角匹配层来进一步改善阵列的扫描特性[7-8],但是使用介质匹配层来实现阵列带宽提高的文献较多[9],而不是用来提高阵列的扫描特性.直到21世纪,随着超材料的发展,人们开始探讨采用周期表面作为匹配层来提高阵列的宽角扫描特性.文献[10]设计了一种加载人工介质匹配层的相控阵,这种介质匹配层是采用多层印制电路板(printed circuit board, PCB)上印制周期性金属贴片构成,结果表明阵列扫描角有明显改善.文献[11]采用圆波导阵列进行分析,将设计过程系统化,优化得到超表面宽角匹配层,但是文中只给出了无限大阵列的扫描特性.总体来说在宽角匹配层这方面的研究内容依然较少[12-13],仍处于起步阶段.本文首先基于周期边界条件设计了处于无限大阵列中的Vivaldi单元,然后以等效传输线原理和广义散射矩阵为基础优化设计介质宽角匹配层,最后设计了加载频率选择表面(frequency selective surface, FSS)匹配层的一维Vivaldi阵列,结果表明阵列增益有2～4 dB的提高,波束扫描角度在±60°,同时改善了阵列扫描至大角度时的交叉极化特性.1 无限大Vivaldi阵列设计本节主要采用周期边界条件来设计处于无限大阵列中的Vivaldi单元,这种设计能够考虑阵列中单元间的互耦特性,为大型阵列的设计提供指导.Vivaldi单元由渐变金属辐射结构、带状馈线和圆形腔体构成,其中圆形腔体主要用于阻抗匹配.单元天线中渐变槽结构的形状由指数曲线方程来确定[14]:x=±(C1eRy+C2).(1)式中:R为曲线的曲率;系数C1、C2可由渐变线的尺寸来决定,假设P(x1,y1)、Q(x2,y2)分别表示曲线的起点和终点,则(2)Vivaldi单元采用的是厚度为0.508 mm的Rogers 4350B的介质基板,天线的具体尺寸参数如图1、表1所示.图1 Vivaldi单元Fig.1 Vivaldi element表1 Vivaldi单元结构参数Tab.1 Parameters of Vivaldi elementlwlcwcwf1 20 mm12 mm8 mm1 mm1.2 mm lf1wf2lf2w1R 4 mm0.2 mm1.5 mm9 mm0.3仿真得到的无限大Vivaldi中阵列的驻波特性如图2示.图2 有源驻波比Fig.2 Active VSWR从图2中可以看出,此阵列单元的有源驻波比在5～12 GHz均小于2.5.图3给出了处于无限大阵列环境中单元的有源单元方向图特性,可见处于无限大阵列中的有源单元方向图较为平缓.图4给出了无限大阵列的扫描特性,可以看到此时E面在扫描至70°时有源驻波比依然能保持在2.5以下,但是H面的扫描特性就较差.(a) E面(a) E plane(b) H面(b) H plane图3 有源单元方向图Fig.3 Active element pattern(a) E面(a) E plane(b) H面(b) H plane图4 无限大阵列扫描特性Fig.4 Scanning characteristics of infinite array1.1 介质匹配层加载的理论推导为了设计阵列的宽角匹配层,将匹配层看作是一段等效传输线,利用Floquet定理仿真得到无限大Vivaldi阵列的单元特性[15],并将天线看作一个多端口微波网络[16],利用遗传算法来优化得到我们需要的匹配层各项参数.1) 首先考虑一个二端口网络,如图5所示.图5 二端口网络加载Fig.5 Two-port networks with layer二端口网络的S参数矩阵为(3)写成方程组的形式,可得(4)根据图中的等效传输线可得出加入匹配层后输入端的反射系数Γin和匹配层端的反射系数Γl为(5)对式(4)进行变形,有(6)根据式(5)和(6),可以得到(7)从而求得(8)2) 考虑过二端口网络以后,接下来必须对实际使用的结构进行分析.天线是一个多端口网络:天线的端口,以及上表面的Floquet端口(将辐射的电磁波等效为无数个TE 和TM波的叠加).由于这里我们使用的基模只有两种模式,因此上表面的辐射等效为两个端口,这种情况下可以将天线看成是一个三端口的微波网络,如图6所示.图6 三端口网络Fig.6 Three-port networks with layer由图6中的关系可知S参数矩阵为(9)为了方便,考虑电磁波经过的介质材料与结构不会有较大波动,Floquet模式之间不存在耦合,也就是说S23,S32为零,这样矩阵就可以得到简化:(10)将矩阵(10)写为方程组形式:(11)采用与二端口网络同样的方法,可得(12)输入端以及输出端的反射系数可表示为(13)可以得到(14)最终我们可以得到输入反射系数(15)3) 同理可以得到,对于不同的端口,最终可以将得到的输入反射系数(这里不考虑Floquet不同模式间的互耦影响)表示为(16)1.2 无限大阵列加载单层匹配层特性根据1.1节匹配层加载的理论推导,利用遗传算法优化所加载匹配层的具体参数,包括介质板厚度、介电常数以及阵列面与匹配层间的距离,最后得到的结果为:介质板厚度h1=1.4 mm,介质板介电常数为3.5,介质板距离阵列面距离h2=1.1 mm.图7给出了加载介质匹配层后无限大阵列的扫描特性,可见与未加载的阵列相比阵列单元的有源驻波比有明显改善,但是在12 GHz附近的高频略差,这可能是在介质板上产生的表面波所导致的.(a) E面(a) E plane(b) H面(b) H plane图7 无限大介质匹配层加载阵列扫描特性Fig.7 Scanning characteristics of infinite array with dielectric matching layer2 加载FSS的一维Vivaldi阵列上一节分析了处于无限大阵列中的Vivaldi单元的辐射特性和介质匹配层加载的等效传输线原理.本节基于无限大阵列的扫描特性来设计基于FSS匹配层的一维Vivaldi阵列.如图8所示,我们对比分析了单元天线、1×4阵列、1×8阵列、1×infinite阵列和无限大(infinite×infinite)阵列的有源驻波比特性.从图中可以看出,当阵列的尺寸足够大时,可以采用无限大阵列的特性来指导有限大阵列的设计.对于Vivaldi阵列而言,1×8阵列已接近与无限大阵列的特性,于是利用无限大阵列的扫描特性来指导1×8阵列的设计.图8 中心单元有源驻波比比较Fig.8 Comparison of central unit active VSWR 2.1 一维Vivaldi阵列的设计首先考虑未加载匹配层的一维Vivaldi阵列,阵列的整体结构如图9所示.从图10中可以观察此时阵列中心单元的有源单元方向图和阵列在边射时的驻波比特性.可以看出,当阵列扫描至45°后中心单元的有源驻波比就逐渐恶化,在扫描至60°时恶化就比较严重了.可见此时阵列并不能扫描至较大角度,难以实现宽角扫描特性.图11给出了阵列中心单元的有源单元方向图.可以看出阵列中心单元的波束还是比较平稳的,E面波束宽度较宽.图9 未加载匹配层的一维Vivaldi阵列Fig.9 1D vivaldi array without layer图10 一维Vivaldi阵列的扫描特性Fig.10 Scanning characteristics of the array(a) E面(a) E plane(b) H面(b) H plane图11 阵列中心单元有源单元方向图Fig.11 Active pattern of central element2.2 双层FSS结构加载首先利用2.1节的推导,加载由双层介质构成的宽角匹配层,但是介质匹配层并不能满足我们的需求,于是在介质匹配层表面直接印制周期性金属条带,构成周期性FSS结构,结果表明阵列扫描特性得到极大改善.阵列的整体结构以及加载的FSS结构如图12所示,其中上层介质板为厚度2 mm、介电常数2.6的F4B板材;下层介质板为厚度1.524 mm、介电常数3.66的Rogers 4350B板材.(a) 整体图(a) Overall diagram(b) 上层匹配层(b) Upper matching layer(c) 下层匹配层(c) Lower matching layer图12 加载FSS匹配层的阵列结构Fig.12 Array with FSS matching layer图13给出了在边射时阵列中从边缘向中心数共4个单元的有源驻波比，图中VSWR(1)、VSWR(2)、VSWR(3)、VSWR(4)分别表示阵列从边缘到中心位置的单元的有源驻波比，下同。
基于左手传输线的波束扫描微带漏波天线
基于左手传输线的波束扫描微带漏波天线汪霆雷;徐琰;李贵泉;刘其中【期刊名称】《南京理工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2012(036)004【摘要】To further increase the antenna beam scanning technology, a microstrip leakey-wave antenna for beam scanning is designed using the complex right/left hand transmission (CRLH) line theory. The radiation characteristics are studied. The antenna beam continuously scans from backward to forward within half space with varying frequencies. The software Ansoft Designer is used to simulate and the antenna beam scanning is achieved in a fixed frequency by loading different capacitors on the basis of frequency-scanning antenna units. The test results show; when the leakey-wave antenna works at 3. 60 GHz, the microstrip antenna beam of the afterward radiation leads to -50?by loading 1. 0 pF capacitor; the microstrip antenna beam of the forward radiation leads to 32?by loading 1.4 pF capacitor. The simulation results are consistent with the test results, realizing a beam-scanning antenna with low cost.%为了进一步提高天线波束扫描技术,该文基于复合左右手传输线理论设计了波束可扫描的微带漏波天线.探讨了漏波天线的辐射特性,实现了随频率变化时天线波束在半空间内从后向到前向连续扫描的功能；运用Ansoft Designer软件进行仿真,在频扫天线单元的基础上加载不同电容实现了固定频率下天线波束的扫描.测试结果显示,漏波天线工作于3.60 GHz,加载1.0 pF电容的微带天线后向辐射,波束指向-50°;加载1.4 pF电容的微带天线前向辐射,波束指向32°.仿真结果与测试结果吻合,实现了一种低成本的波束扫描天线.【总页数】5页(P701-705)【作者】汪霆雷;徐琰;李贵泉;刘其中【作者单位】西安电子科技大学天线所,陕西西安710071;上海航天技术研究院802研究所,上海200090;同济大学物理系,上海200092;西安电子科技大学天线所,陕西西安710071【正文语种】中文【中图分类】TN822【相关文献】1.基于左手传输线的双线极化微带阵列天线 [J], 朱旗;吴磊;徐善驾2.新型频率固定相控波束扫描微带漏波天线的研究 [J], 李元新;龙云亮;钟期洪3.基于CRLH传输线的微带漏波天线的研究与设计 [J], 熊鑫;余利华;戴亚文;吴延超4.一种适用于定频波束扫描微带漏波天线小型化的仿真研究 [J], 郭铭承;刘菊华;龙云亮;蒋鸿雁5.一种新型频率固定相控波束扫描的微带漏波天线 [J], 李元新;龙云亮因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
一种超宽带穿墙雷达天线单元的设计
一种超宽带穿墙雷达天线单元的设计徐五生;欧阳缮;胡恺【摘要】In view of the highless resolution and the detection of moving targets and other issues of UWB through-wall radar, an ultra wideband antenna array element is designed.The antenna element is a dual linear polarization microstrip patch an-tenna via coaxial feed.A reflection plane on the back makes the antenna foreward half-space radiation.The test results show that the bandwidth of the antenna element is 0.85-2.05 GHz when the antenna element port’s standing-wave ratio is less than2.Polarization isolation is less than -30 dB.And it can be used in UWB through-wall radar for imaging and detecting the moving targets.%针对超宽带穿墙雷达的成像分辨率不高和探测运动目标等问题,设计一种大带宽、多极化的超宽带天线单元。
该天线单元采用双线性极化微带贴片天线的形式,同轴线馈电,并在背面加装反射板,使天线向前半空间辐射。
实际测试表明,天线单元的端口驻波比小于2的带宽为0.85~2.05 GHz,极化隔离度小于-30 dB,可在超宽带穿墙雷达上实现成像和探测运动目标。
TI IWR6843单片60-64-GHzmmWave传感器解决方案
TI公司的IWR6843是集成的单片60- 64-GHz mmWave传感器,基于FMCW雷达技术,工作在60-GHz 到 64-GHz波段,采用TI公司的低功耗45nm CMOS工艺制造,非常适合于工业领域的低功耗自监测超精确雷达系统.器件中的FMCW收发器集成了PLL,发送器,接收器,基带和A2D,具有4GHz连续带宽,有四个接收通路,三个发送通路,支持用于TX波束成形的6位相移器,基于分数N PLL的超精确啁啾引擎,发送功率10dBm,接收噪音图14dB,1MHz的相位噪音为–92 dBc/Hz.内置的校准和自测系统采用基于ARM® Cortex®-R4F的无线控制系统,内置的固件(ROM),对频率和温度的自校准系统,用于先进信号处理的C674x DSP,ARM-R4F微控制器用于物体检测和接口控制,支持自主模式,内部存储器具有ECC,主要用在测量范围,速度和角度的工业传感器,建筑物自动化,位移检测,手势,机器人,交通监视,接近和位置检测,安全监控,工厂自动化安全,运动检测,人流统计和占用率检测.本文介绍了IWR6843主要特性,功能框图和时钟子系统,处理器子系统框图以及评估板IWR6843AOPEVM主要特性,框图和天线图,电路图,材料清单和PCB装配图.The IWR6843 is an integrated single chip mmWave sensor based onFMCW radar technology capable ofoperation in the 60-GHz to 64-GHzband. It is built with TI’s low power 45-nm RFCMOS process andenables unprecedented levels of integration in an extremely small form factor. The IWR6843 is an idealsolution for low power, self-monitored, ultra-accurate radar systems in the industrial space.IWR6843主要特性:• FMCW transceiver • FMCW transceiver– Integrated PLL, transmitter, receiver, Baseband,and A2D– 60- to 64-GHz coverage with 4-GHz continuousbandwidth– Four receive channels– Three transmit channels– Supports 6-bit phase shifter for TX Beamforming– Ultra-accurate chirp engine based on fractional-N PLL– TX power: 10 dBm– RX noise figure:– 14 dB– Phase noise at 1 MHz:– –92 dBc/Hz• Built-in calibration and self-test– ARM® Cortex®-R4F-based radio control system– Built-in firmware (ROM)– Self-calibrating system across frequency andtemperature• C674x DSP for advanced signal processing• Hardware accelerator for FFT, filtering, and CFARprocessing• Memory compression• ARM-R4F microcontroller for object detection, andinterface control – Supports autonomous mode (loading userapplication from QSPI flash memory)TI IWR6843单片60- 64-GHzmmWave传感器解决方案• Internal memory with ECC– 1.75 MB, divided into MSS program RAM (512KB), MSS data RAM (192 KB), DSP L1 RAM(64KB) and L2 RAM (256 KB), and L3 radardata cube RAM (768 KB)– Technical reference manual includes allowedsize modifications• Other interfaces available to user application– Up to 6 ADC channels (low sample ratemonitoring)– Up to 2 SPI ports– Up to 2 UARTs– 1 CAN-FD interface– I2C– GPIOs– 2 lane LVDS interface for raw ADC data anddebug instrumentation• SIL-2 targeted• Power management– Built-in LDO network for enhanced PSRR– I/Os support dual voltage 3.3 V/1.8 V• Clock source– 40.0 MHz crystal with internal oscillator– Supports external oscillator at 40 MHz– Supports externally driven clock (square/sine) at40 MHz • Easy hardware design– 0.65-mm pitch, 161-pin 10.4 mm × 10.4 mm flipchip BGA package for easy assembly and lowcostPCB design– Small solution size• Operating conditions:– Junction temperature range of –40℃ to 105℃IWR6843应用:• Industrial sensor for measuring range, velocity,and angle• Building automation• Displacement sensing• Gesture• Robotics• Traffic monitoring• Proximity and position sensing• Security and surveillance• Factory automation safety guards• People counting• Motion detection• Occupancy detection图1.IWR6843功能框图图2.IWR6843处理器子系统框图评估板MMWAVEICBOOSTThe MMWAVEICBOOST Board is combined with the compatibleantenna module boards from the starter kit for Industrial Radar Devices of the IWR68xx family.IWR6843ISK/IWR6843ISK-ODS and MMWAVEICBOOST are part ofmmWave EVMs hardware. TheIWR6843 industrial starter kit from TexasInstruments is an easy-to-use evaluation module for theIWR6843 mmwave sensing device. This board contains 60 GHz mmwave Radar transceiver in whichantennas are etched and act as the Radar front-end board. TheMMWAVEICBOOST is an add-on boardused with TIs mmWave sensor used in all starter kits to provide more interfaces and PC connectivity tothemmWave sensors.The MMWAVEICBOOST board provides an interface for the mmWave Studio toolto configure the Radar device and capture the raw analog-to-digital converter (ADC) data using a captureboard such as DCA1000evaluation module (EVM). IWR6843ISK and MMWAVEICBOOSTcontainseverything required to start developing software for on-chip C67x DSP core and low-power ARM R4Fcontrollers. It provides interface to the MSP43xx boards through 40-pin LaunchPad™/BoosterPack™connectors.评估板MMWAVEICBOOST主要特性:IWR6843ISK• 60-pin, high-density (HD) connector for raw analog-to-digital converter (ADC) data over LVDS andtrace data capabilityLong range on-board antenna• Current sensors for all rails• On-board PMICIWR6843ISK-ODS (overhead detection sensing)• 60-pin, high-density (HD) connector for raw analog-to-digital converter (ADC) data over LVDS andtrace data capabilityShort range on-board antenna• Current sensors for all rails• On-board PMICIWR6843AOP• 60-pin, high-density (HD) connector for raw analog-to-digital converter (ADC) data over LVDS andtrace data capabilityShort range on-package antenna• On-board PMICMMWAVEICBOOST• Hosts starter kit using two 60-pin high-density (HD) connector for the high-speed ADC data over CSI orLVDS and emulator signals • FTDI-based JTAG emulation with serial port for programming flash on the starter kit• XDS110-UART based QSPI flash programming• 60-pin HD connector to interface with the DCA1000 EVM• Two 20-pin LaunchPad connectors that leverage the ecosystem of the TI standard Launchpad andhave all of the digital controls from the Radar chip • Two onboard controller area network (CAN) transceivers• On-board PMIC• 60-pin MIPI HD connector for JTAG trace• On-board FTDI chip to provide PC interface for serial peripheral interface (SPI), general-purposeinput/output (GPIO) controls and universalasynchronous receiver/transmitter (UART) loggers• On-board current sensors and temperature sensors评估板MMWAVEICBOOS包括:The following items are included with the EVM kit.IWR6843ISK• IWR6843ISK evaluation board• Warranty card (disclaimer sheet)• Quick Start GuideIWR6843ISK-ODS• IWR6843ISK-ODS evaluation board• Quick Start GuideIWR6843AOPEVM• IWR6843AOPEVM evaluation board• Warranty card (disclaimer sheet)• Quick Start GuideMMWAVEICBOOST• MMWAVEICBOOST evaluation board• One Micro USB cable for connecting to PC• Standoffs, screws and nuts for the standalone printed circuit board testingor for mating purpose• Jumpers图3:评估板MMWAVEICBOOST外形图。