天線陣列互耦誤差自校正領域新進展

2020-12-13 科學網

 

日前,中國科技大學教授葉中付領導的研究小組針對高斯色噪聲背景下的均勻天線陣列互耦誤差自校正問題,採用四階累積量處理空間非高斯信號,解決了未知互耦條件下的超分辨測向問題,該成果於5月在線發表在Elsevier的《信號處理》(Signal Processing)上。這是該小組今年針對陣列互耦誤差自校正問題在國際著名期刊發表的第3篇文章。

 

近年來,葉中付教授研究小組在已有互耦模型的基礎上,深入分析了互耦誤差對陣列的影響,發現在均勻線陣的條件下互耦對陣列各個陣元造成的影響可以等效為一個小的波束形成器。對於陣列中間的陣元,該波束形成器特性是完全相同的;而對於兩端的相應陣元,該特性則各不相同。基於該特性,將兩端的相應陣元設置為輔助陣元後,能夠有效地消除互耦對陣列信號處理的影響。現在已經證明,在該方法的基礎上,MUSIC、GEESE和ESPRIT等超分辨測向方法以及SCB等自適應波束形成方法都能在未知互耦係數的條件下得到明顯的改善,互耦係數也能夠被估計出並利用其做進一步的精確校正。該方法還被推廣到平面均勻陣列的二維測向的情況。

 

到目前為止,該小組針對天線陣列互耦誤差自校正的問題已經陸續在IEEE Trans. on Antennas and PropagationIEEE Trans. on Aerospace and Electronic SystemsIET Signal ProcessingSignal Processing等國際學術期刊發表文章5篇。(來源:中國科學技術大學)

 

相關焦點

  • 缺陷地結構在微帶天線間互耦抑制中的運用詳細講解
    隨著信息技術的發展,需要研究和發展具有更好性能的微帶天線和陣列。為了獲得高的增益以及獲得波束掃描或波束控制等性質,需要將離散的天線單元組成陣列。在陣列環境中,天線單元之間存在能量上的相互耦合,使天線的性能降低。通常微帶貼片間的互耦是由空間波和表面波同時引起的。研究表明,當天線的介質基片厚度較小時,單元間耦合主要是通過空間波進行的,表面波的影響可以忽略不計。
  • LabVIEW與MATLAB混合編程在數字天線陣列測試中的應
    引言 數字天線陣列是天線和數位訊號處理技術結合的產物,它具有工作方式靈活、抗幹擾性能卓越和超角分辨等眾多優點,因此在軍事和民用領域都得到了廣泛的應用。
  • 相控陣天線方向圖——第3部分:旁瓣和錐削
    在下一節中,我們將介紹影響天線方向圖性能的兩種附加誤差項。第一種是互耦。在本文中,我們只是提出存在此問題,並且給出用於量化此影響的EM模型的數量。第二種是由於在相移控制中精度有限而產生的量化旁瓣。我們對量化誤差進行了更深入地處理,並對量化旁瓣進行了量化。
  • 相控陣天線通道誤差對波束形成的影響研究方案
    一次來研究相控陣天線的通道誤差對數字波束形成的影響。相控陣天線的數字波束形成技術具有多波束、靈活的波束控制和波束重構等優點,但是陣列通道誤差的存在使得這些優越性受到影響.相控陣天線系統 的誤差可以分為兩類,即固定誤差和隨機誤差。固定誤差在製造安裝時產生,系統測試時可以準確測出並校正,本文不考慮這種誤差。隨機誤差又可以分為短暫誤差 和長期誤差,短暫誤差由系統的穩定性決定。本文僅對由溫度、時間等引起的長期存在的隨機誤差進行分析。這種誤差包括由於熱脹冷縮等引起的陣元位置誤差,陣 元老化等導致的陣元增益誤差,各通道內器件參數的不一致引起的幅相誤差等.
  • 一種賦形波束陣列天線的設計
    在多點定位系統中,要求天線以水平方向為全向,垂直方向的方向圖為水平面以上寬波束賦形,並且需要低副瓣電平,因此,需要賦形波束陣列天線,以滿足天線方向圖的要求。該天線用於接收機場區域飛機或者地面移動目標(車輛)上發送的(1090±5)MHz的ADS-B信號。
  • 5G天線與多天線系統設計
    基本概念準備:1) 5G/6G技術綜述,發展趨勢分析,行業分析2) 天線新頻段詳解3) 天線與傳播,信道的概念4) SISO,MIMO通信系統的基本定義 2.Massive MIMO基站天線設計與案例1) Massive MIMO基站天線問題與挑戰2) 基站雙極化陣子的寬帶小型化設計3) 基站天線耦合分析4) Massive MIMO陣列設計5) Massive MIMO陣列小型化設計及去耦合 4.
  • 基於CMOS下的像素陣列校正系統你了解多少呢?
    基於CMOS下的像素陣列校正系統你了解多少呢? 一行模數轉換模塊與一行校準像素、待校正像素一一對應。校準像素的輸入為電壓模塊輸出的基準電壓信號,輸出為基準電壓信號對應的校準像素電壓信號,待校正像素將光電二極體轉化得到的電信號輸出得到對應的待校正像素電壓信號。校準像素和待校正像素都會經過模數轉化模塊和數字校準模塊,但校準像素為數字校準模塊提供校準誤差值,而待校正像素輸出的數位訊號被數字校準模塊校準過後得到最終的數位訊號。
  • 寬頻帶微帶天線技術學習筆記(二)
    當選定陣元的形式和尺寸後,根據各元所要求的激勵振幅和相位,考慮到互耦的影響,可計算出各元的輸入阻抗。已知陣元的輸入阻抗,所要求的激勵振幅和相位後,就可以設計功率分配器和饋線的布局(要考慮長度以保證相位)。   並聯饋電微帶天線陣的陣元較少時,通常可將微帶功率分配器和饋線與陣元都集成在同一塊介質基片上,稱為單面陣。
  • 5G微帶陣列天線
    關於5G頻譜的各個構件,今天就淺談下5G硬體中重要的元器件「5G微帶陣列天線」的知識。利用介質常數為2.2,厚度為1mm,損耗角為0.0009的介質,設計一個工作在5G的4X4的天線陣列。圖4 2×2微帶天線陣列
  • 大討論|天線未來研究方向及發展前景怎樣?
    ,比如稀疏天線陣列、濾波天線、超表面天線、介質諧振器天線、Massive MIMO、AiP等,大家有什麼看法呢?題主談到了自己的方向,如果主要做陣列的話,可重構天線、四維陣列天線(加入時間調製)、濾波天線、超材料等方向都不乏有研究價值的地方。從就業的角度說,天線談不上熱門,想熱門請轉CS。微波領域,做好本行,工作都不是問題,但也別想著發大財。回到問題,隨著頻率的提升,無源器件之間的相互集成乃至把無源器件集成到系統級晶片都成為了可能,這可能也是未來一個大趨勢。
  • 《凡億90天射頻天線(毫米波天線陣列)線上特訓班》 第二期火熱招生...
    因此,為了實現高速,高效率,寬頻帶的無線通信勢必需要向高端頻率發展新的頻譜資源。毫米波具有波長短,頻帶寬的特點有效的解決了實現高速寬帶通信面臨的一系列問題,因而在無線通信中具有廣泛的應用。 天線陣列是毫米波發展的重要一環,是毫米波通信技術的核心技術之一,也是未來發展重要方向,而面對企業方如此強勢的需求,相關領域的工程師還是相當稀缺的,原因有以下幾點: 1)缺乏針對性教學與實踐,新人沒有經驗則很難找到專業對口的工作; 2)企業由於成本與風險太高不願付出時間與金錢培養新人
  • 大規模天線陣列的原理、挑戰和實現
    電子元器件:價格比您現有供應商最少降低10% 射頻微波天線新產品新技術發布平臺:讓更多優秀的國產射頻微波產品得到最好的宣傳!發布產品歡迎聯繫管理,專刊發布!強力曝光! 大規模天線陣列(massive MIMO)則是MIMO技術的天然延伸,通過把原有發送側天線數提高一個數量級(64或者128),進一步同時提升上述提到的增益;基本上現在實用的massive MIMO都是在基站側部署
  • 90天毫米波天線陣列實戰特訓班火熱招生中!
    因此,為了實現高速,高效率,寬頻帶的無線通信勢必需要向高端頻率發展新的頻譜資源。毫米波具有波長短,頻帶寬的特點有效的解決了實現高速寬帶通信面臨的一系列問題,因而在無線通信中具有廣泛的應用。 1)可以掌握天線陣列的綜合分析理論,陣列天線波束賦形的原理和理論支撐,相控陣原理和設計思想, 2)毫米波天線陣元的設計方法,通過阻抗自激進行微帶天線的設計 3)天線陣列綜合理論轉化為真實的天線模型的方法
  • 陣列天線的特性研究及典型案例設計方案匯總
    陣列天線就是天線研究的一種新方向,所謂陣列天線不是簡單的將天線排成我們所熟悉的陣列的樣子,而是它的構成是陣列形式的。就發射天線來說,簡單的輻射源比如點源,對稱振子源是常見的構成陣列天線的輻射源。它們按照直線或者更複雜的形式,根據天線饋電電流,間距,電長度等不同參數來構成陣列,以獲取最好的輻射方向性。這就是陣列天線的魅力所在,它可以根據需要來調節輻射的方向性能。由此產生出了諸如現代移動通信中使用的智能天線等。我相信,在不久的將來,這些高技術含量的天線將會帶給我們同樣高質量的通信環境。
  • 基於左手結構的天線領域應用
    為適應現代雷達的高設計指標要求,新的解決方案、設計理論、材料以及微波器件正不斷湧現,天線微波領域面臨著 新的技術革命。左手材料(kft-Handed Material,LHM)作為一種應用材料,可為天線微波領域提供更多的技術選擇。LHM具有介電常數佔與磁導率p同時為負值的電磁特性,這與自然界中 的大多數材料有著直接的差異。
  • 柔性混合電子案例:波音公司和喬治亞理工學院的柔性天線陣列技術
    柔性混合電子案例:波音公司和喬治亞理工學院的柔性天線陣列技術(FAAT)總覽波音公司及其合作夥伴喬治亞理工學院(Georgia Tech)的願景是使用先進的柔性混合電子(FHE)製造技術來製造柔性天線陣列
  • 左手材料在天線設計中的主要應用
    本文中,主要對近年來左手材料在天線領域中的應用進行小結,以便對下一步的深入研究工作打好基礎。2、左手材料加載到傳統天線上將左手材料加載到傳統天線上,可以優化天線的性能,主要表現在:(1)提高天線的增益和方向性就微帶天線而言,最常見的提高提高增益的方法就是使用天線陣。但是這種方法的缺點:一是各個單元之間的互耦影響天線的性能;二是饋電網絡的設計往往難度很大。
  • 電子掃描陣列雷達與機械掃描雷達天線的區別與優勢
    電子掃描陣列雷達(英語:electronically scanned array,簡稱:ESA radar),是指一類通過改變天線表面陣列所發出波束(wave beam)的合成方式,來改變波束掃描方向的雷達。這種設計有別於機械掃描的雷達天線,可以減少或完全避免使用機械馬達驅動雷達天線便可達到涵蓋較大偵測範圍的目的。
  • 高速Σ-ΔADC的誤差校正方法研究
    其中,過採樣技術在模/數混合電路中的應用,能夠避免傳統A/D或D/A轉換方法實現中遇到的諸多困難,尤其是在對低頻信號要求高解析度的應用領域,傳統轉換方法需要較高精度的模擬結構(模擬電阻、電容等),從而使整個A/D轉換器的成本很高。Σ-ΔADC能夠避免使用高精度模擬電路,將噪聲推向高頻,具有解析度高,量化結構簡單等優點。
  • 焦度計的測量誤差和校正方法研究
    本文依據焦度計側量眼鏡片頂焦度(d)的光學原理,分析了測量誤差來源並給出了校正方法。由於被測鏡 片的後表面曲率(彎度)各不相同,致便鏡片後頂點與焦度計物鏡後焦點不相重合,因而造成測量誤差。給出的校正方法包括硬體校正和軟體校正:設計不同高度的 鏡片支座,保證鏡片頂點與焦度計物鏡焦點相重合,或計算、編制頂焦度修正表,由自動焦度儀單片機查表修正。