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空气板线合成器腔体谐振抑制方法研究

雷达与对抗 2018年第1期38卷 57-59页

作者：王洪李汤袁亮中国船舶重工集团公司第七二四研究所南京211153

为了消除空气板线合成器腔体谐振引起的工作频带内驻波和传输系数曲线上的若干畸点,在分析了腔体谐振机理和现有抑制方法的基础上,介绍了在板线两侧加隔离墙的方法。利用电磁场仿真软件对这种方法作了详细的分析,给出了隔离墙的设计原... 详细信息

为了消除空气板线合成器腔体谐振引起的工作频带内驻波和传输系数曲线上的若干畸点,在分析了腔体谐振机理和现有抑制方法的基础上,介绍了在板线两侧加隔离墙的方法。利用电磁场仿真软件对这种方法作了详细的分析,给出了隔离墙的设计原则。通过对实物的调试,验证了该方法的有效性。

关键词：空气板线合成器腔体谐振电磁带隙隔离墙矩形同轴线

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人工磁导体吸波体设计及其应用

科学技术与工程 2017年第16期17卷 201-205页

作者：张小娟胡欣宇岳亚伟李旭茹胡杰山西农业大学软件学院晋中030801

对基于涡旋谐振环的人工磁导体(AMC)结构引入介质损耗,得到了一种"高吸波率"吸波体,实现了单一频点2 GHz下较强的窄带吸波;然后加载集总参数元件拓展吸波体的频带宽度,在低频超宽带1.7~2.2 GHz范围实现了90%以上的吸收率,并对其吸波机... 详细信息

对基于涡旋谐振环的人工磁导体(AMC)结构引入介质损耗,得到了一种"高吸波率"吸波体,实现了单一频点2 GHz下较强的窄带吸波;然后加载集总参数元件拓展吸波体的频带宽度,在低频超宽带1.7~2.2 GHz范围实现了90%以上的吸收率,并对其吸波机理进行了分析;最后将宽带吸波体敷设到开缝腔体内壁上抑制腔体谐振,解决了屏蔽腔体的高谐振问题,开辟了超材料的一个新的应用领域。

关键词：吸波体集总参数元件宽带腔体谐振

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基于稀疏化腔体的三维无线输能系统研究

基于稀疏化腔体的三维无线输能系统研究

作者：岳震电子科技大学

学位级别：硕士

随着物联网时代的到来,在智能家居、智慧工厂和无人车间等室内环境下,通过分布式传感器可用实现对设备的智能控制,极大丰富和便利了人们的生活。然而,如何保证室内大量分布式传感器长时、稳定的能量供应,是能否实现万物互联的关键。近年... 详细信息

随着物联网时代的到来,在智能家居、智慧工厂和无人车间等室内环境下,通过分布式传感器可用实现对设备的智能控制,极大丰富和便利了人们的生活。然而,如何保证室内大量分布式传感器长时、稳定的能量供应,是能否实现万物互联的关键。近年来,出现了一种腔体谐振无线输能技术,通过在谐振腔内激励出磁场,使接收器与磁场产生共振耦合来传输能量。相比于其他无线输能方式,该技术的能量传输距离远、传输范围大,同时还具有能量传输效率高、安全性好等特点,十分适用于在目前物联网腔体环境下,为多个小型接收设备提供稳定的能量支持。但是,目前腔体无线输能大都是使用全封闭的金属壁或密集金属网来构成腔体结构,这就会带来系统造价高,建造困难等问题。并且封闭式腔体结构会阻碍通信信号进入腔内与腔内通信接收器进行通信交互。在此基础上,本文对基于稀疏化腔体的无线输能系统展开研究,通过理论设计出适用于腔体谐振无线输能系统的稀疏化腔体构建方法,同时构建了仿真模型和实验系统对其能量传输效果、通信性能和安全性等关键指标进行分析。结果显示,通过理论设计出的基于稀疏化腔体无线输能系统具备很好的能量传输效果和安全性,同时相比于基于封闭金属腔的无线输能系统,其成本更低,并且对于高频的无线通信信号的阻碍作用更小,在未来将更加具有实际应用前景。本论文的主要研究内容概括如下:首先,介绍了腔体谐振无线输能技术的研究背景及意义,并对现有的两种腔体谐振无线输能技术的输能机制和工作原理进行分析。通过耦合模理论和电路理论推导出系统间的耦合系数和输能效率预测公式,为后续稀疏化腔体的设计提供了理论研究思路;然后,根据腔体无线输能系统的工作原理,通过理论设计出稀疏化腔体的构建方法,并建立理论和全波仿真模型进行验证。通过仿真优化确定了最优的稀疏化腔体参数,为实验系统的建立提供了方案;最后,根据仿真模型构建了基于稀疏化腔体无线输能的实验系统,用来验证系统的能量传输效果。同时,也分别通过仿真和实验的方式证明了该系统在安全进行无线输能的同时,腔体结构不会对外界的无线通信信号造成过多的阻碍。

关键词：无线输能腔体谐振稀疏化通信能力

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天线辐射效率测量方法研究与系统设计

天线辐射效率测量方法研究与系统设计

作者：龚攀君湖南大学

学位级别：硕士

随着无线通信技术的飞速发展,天线作为无线通信系统中发射和接收电磁波的重要前端部件,其性能的优劣直接影响整个系统的通信质量。便携式电子产品通常使用能量有限的电池进行供电,其内置天线的高效工作对移动电子产品至关重要,而小型天... 详细信息

随着无线通信技术的飞速发展,天线作为无线通信系统中发射和接收电磁波的重要前端部件,其性能的优劣直接影响整个系统的通信质量。便携式电子产品通常使用能量有限的电池进行供电,其内置天线的高效工作对移动电子产品至关重要,而小型天线最重要的参数就是天线辐射效率。天线辐射效率表征了天线将递送入天线端口的高频电流能转化为辐射电磁波的有效程度。由于小型天线通常工作在影响其功能的复杂环境中,导致小型天线的效率参数很难通过仿真软件实现最佳化模拟,因此精确测量小型天线的辐射效率是一项重要且具有挑战的工作。在此应用背景下,本文提出了基于反射法的宽带辐射效率测量方法,设计了一套天线辐射效率测量系统,本文的主要工作如下:1.研究了目前常见的天线辐射效率测量方法的优劣势,发现腔体谐振是影响辐射效率测量精度的关键因素。2.理论分析了腔体谐振对腔内天线特性的影响,并建立了相应的等效电路模型,提出了一种基于反射法的宽带辐射效率测量方法。3.通过仿真验证了腔体谐振理论分析的正确性和改进反射法的可行性。为了验证腔体谐振影响天线性能的相关理论分析的正确性,仿真分析一套矩形谐振腔;为了消除腔体谐振对测量结果的干扰,仿真分析一套基于改进反射法的体积可变谐振腔;为了验证测量系统的测量精度,仿真设计了一款套筒电偶极子天线。4.搭建了一套尺寸固定的矩形谐振腔测量系统,用来验证反射法的测量精度与腔体谐振对辐射效率测量的影响。根据提出的改进反射法,搭建一套消除谐振影响的体积可变谐振腔测量系统,并对多组偶极子天线进行测量,将测量结果与仿真结果以及天线供应商提供的数据进行对比分析。最终测量结果表明本文提出的基于反射法的宽带辐射效率测量方法较好地消除了腔体谐振对天线辐射效率测量的影响,本文搭建的体积可变谐振腔测量系统具备快速测量,测量精度高,重复性好且不受腔体谐振影响等特点,能精确快速测量宽带天线的辐射效率。

关键词：辐射效率小型天线反射法腔体谐振谐振腔

4G/5G Massive MIMO天线校准网络的研究与设计

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4G/5G Massive MIMO天线校准网络的研究与设计

作者：李文剑华南理工大学

学位级别：硕士

移动通信网络依赖天线的电磁波辐射来实现信号覆盖,天线的功能无可替代,其作用至关重要。在2G时代,天线主要采用单极化(单通道)或双极化(双通道)的简单应用模式;在3G时代的TD-SCDMA体制,天线开始逐渐采用8通道的双极化智能天线;到了4G T... 详细信息

移动通信网络依赖天线的电磁波辐射来实现信号覆盖,天线的功能无可替代,其作用至关重要。在2G时代,天线主要采用单极化(单通道)或双极化(双通道)的简单应用模式;在3G时代的TD-SCDMA体制,天线开始逐渐采用8通道的双极化智能天线;到了4G TD-LTE和5G时代,多通道阵列天线成为标配,其中,主流的5G Massive MIMO天线系统采用典型的64T/R收发通道应用模式,该天线系统的无源部分不仅包括了天线辐射阵列,还包括了天线校准网络。Massive MIMO天线通过智能算法精确实现各硬件T/R收发通道的馈电幅度和相位分布,以产生所需的赋形波束方向图,其中,天线的校准网络用于检测和标校各个T/R收发通道的幅相分布,其性能至关重要,决定着Massive MIMO天线系统乃至5G移动通信网络的成败。为此,本文选择Massive MIMO天线校准网络作为研究课题。当前,5G商用在即,同时,4G移动通信网络未来与5G通信系统将长期在网并存使用。根据目前主流的实际应用需求:具有宽频的2.3GHz.7GHz的64T/R Massive MIMO天线系统涵盖了4G的B40频带(2.3GHz.4GHz)和5G FR1的N41频带(2.496GHz.69GHz)。由此,结合应用背景和指标需求,本文提出了一种四模块微带线校准网络方案,设计了具有良好性能的多种无源电路部件(包括威尔金森功分器和低耦合高定向性耦合器),并将它们拼接组合实现了64通道、宽频带、低成本、易调试的天线校准网络,最终应用于实际的Massive MIMO天线。针对宽频校准网络隔离度指标的设计难点,本文设计了电容等效的开路枝节进行补偿;针对高频和宽频状态下集总元件受寄生参数影响而发散的问题,本文设计了一种TRL校准电路来校准;针对屏蔽盖加载后,天线校准网络各通道幅相混乱和腔体谐振问题,本文提出了一种分腔方式来改善性能;针对部件物料加工公差、焊接和装配误差带来的耦合度离散问题,本文提出了采用一种介质柱填充法来微调性能。最后,实际加工制作了天线校准网络样品,测试了其主要电路性能指标,结果表明与仿真设计具有一致性,并较好地满足了实际的Massive MIMO天线产品需求。

关键词： Massive MIMO天线系统天线校准网络低耦合高定向性耦合器腔体谐振

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截止波导管在腔体屏蔽中的应用研究

电力科学与工程 2021年第2期37卷 73-78页

作者：刘志坚涂志章罗灵琳陈潇雅王畅昆明理工大学电力工程学院云南昆明650500 安徽金寨抽水蓄能有限公司安徽六安237300

依据波导管的高通滤波性能,设计了一种带有波导管结构的金属屏蔽腔体。采用HFSS有限元仿真软件,分别仿真了矩形孔和加了一段矩形波导管的腔体模型,分析了在1.0~2.0 GHz频率范围内屏蔽效能和电磁场强度变化。并进一步研究了平面波不同极... 详细信息

依据波导管的高通滤波性能,设计了一种带有波导管结构的金属屏蔽腔体。采用HFSS有限元仿真软件,分别仿真了矩形孔和加了一段矩形波导管的腔体模型,分析了在1.0~2.0 GHz频率范围内屏蔽效能和电磁场强度变化。并进一步研究了平面波不同极化方向以及波导管长度对腔体屏蔽效能的影响,得出E0沿Y轴(沿短边)极化整体屏蔽效能最好,波导管长度与腔体屏蔽效呈正相关。研究结果表明,加装波导管能够提高带孔腔体的屏蔽效能,在波导长度为6 mm时,金属腔体截止频率从原有1.16 GHz提高至1.5 GHz,并且腔体谐振频率明显减小、谐振次数也相对减少。

关键词：波导管屏蔽效能截止频率腔体谐振

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T/R组件的路-场协同仿真模型研究

环境技术 2021年第1期39卷 112-120页

作者：彭浩焦龙飞迟雷宋瑛中国电子科技集团公司第十三研究所石家庄050051 国家半导体器件质量监督检验中心石家庄050051 河北工业职业技术学院石家庄050091

T/R组件因其内部电路密度高,电磁能量分布复杂,常因腔体内电磁干扰与泄露出现收发异常等问题,导致无法正常工作。传统的有源电路仿真难以模拟腔内电磁能量对T/R组件的影响,致使其仿真结果与实际性能相差甚远。本文采用有限元算法,使用无... 详细信息

T/R组件因其内部电路密度高,电磁能量分布复杂,常因腔体内电磁干扰与泄露出现收发异常等问题,导致无法正常工作。传统的有源电路仿真难以模拟腔内电磁能量对T/R组件的影响,致使其仿真结果与实际性能相差甚远。本文采用有限元算法,使用无源3D结构的电磁建模技术建立T/R组件基于物理原型的3D模型和电磁3D模型,获得T/R组件腔体内部的电磁场强分布数据文件;根据仿真输入资料并结合无源3D结构S参数模型,结合有源电路系统模型,建立有源-无源3D电路/结构的路-场协同仿真模型,获得考虑实际电磁特性的T/R组件的微波电路系统指标数据。实际测试表明,路-场协同仿真结果相比传统有源电路仿真结果更接近实际测试结果,能够更加准确的反应腔体内部电磁能量对T/R组件的影响,对T/R组件的设计与生产起到参考和指导作用。

关键词： T/R组件电磁特性有限元算法腔体谐振

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微波吸波材料在电磁干扰设计中的典型应用

安全与电磁兼容 2015年第6期 61-65页

作者：李迪 Andrew Sundsmo 北京科诺新兴技术有限公司美国MAST公司

针对电子产品的电磁抗扰设计,详细介绍了微波吸波材料的一般使用和选择方法,并对其在电子产品设计中的典型应用进行了阐述,以指导产品设计人员合理地应用吸波材料解决电磁干扰问题,提高产品运行的可靠性。

关键词：微波吸波材料腔体谐振电磁干扰

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基于系统法的宽带功率放大器电磁兼容设计

安全与电磁兼容 2021年第1期 101-105页

作者：侯钧黄亮杨阳成都四威功率电子科技有限公司

针对功率放大器电磁兼容设计无统一指导方法的问题,基于系统法提出了宽带功率放大器电磁兼容设计的流程和方法。分析了其内部的干扰因素,针对腔体谐振、对外屏蔽、内部走线等关键问题,从电磁兼容总体方案设计、详细方案设计、原理图设... 详细信息

针对功率放大器电磁兼容设计无统一指导方法的问题,基于系统法提出了宽带功率放大器电磁兼容设计的流程和方法。分析了其内部的干扰因素,针对腔体谐振、对外屏蔽、内部走线等关键问题,从电磁兼容总体方案设计、详细方案设计、原理图设计、电路详细设计、样机测试五个步骤给出了设计流程及注意事项。并按此流程成功设计了20~1000 MHz、100 W宽带功率放大器,对系统化提高宽带功率放大器电磁兼容设计水平具有实践意义。

关键词：电磁兼容系统法宽带功率放大器腔体谐振屏蔽