陣列天線是無線電子系統(tǒng)的重要結(jié)構(gòu),對系統(tǒng)的性能實現(xiàn)有著至關(guān)重要的作用,在無線通信和雷達(dá)系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛,可以實現(xiàn)低/超低副瓣、快速波束掃描、波束賦形、多波束形成以及自適應(yīng)零深形成等功能。上述功能的實現(xiàn)需要傳統(tǒng)天線陣具備精確的幅度控制和相位控制能力。復(fù)雜的饋電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、高精度的幅相控制需求以及高昂的成本花費(fèi),在增加了傳統(tǒng)天線陣的設(shè)計加工難度的同時也對其在實際工程中的應(yīng)用提出了巨大挑戰(zhàn)。四維(Four-Dimensional,4D)天線陣引入“時間”這一維自由度,給予陣列天線設(shè)計更大的靈活性。通過對射頻(RF)開關(guān)進(jìn)行時間調(diào)制,4D天線陣可以在中心工作頻率形成等效的幅度加權(quán)并且在邊帶產(chǎn)生等效的幅度加權(quán)以及相位加權(quán),弱化了傳統(tǒng)陣列天線對激勵幅相的依賴,在較低的幅度動態(tài)范圍比下實現(xiàn)對天線陣列的精確輻射控制,大大簡化饋電網(wǎng)絡(luò),節(jié)約成本。同時4D天線陣具有高效應(yīng)用性,一種固定結(jié)構(gòu)的4D天線陣陣列形式通過對開關(guān)時序的控制可以實現(xiàn)多種功能,適用于多種場景,大大減少了天線的設(shè)計成本。本文的工作從4D天線陣時域和頻域的輻射本質(zhì)出發(fā),給出信號帶寬和調(diào)制頻率在不同的大小關(guān)系下,4D天線陣在無線通信領(lǐng)域的應(yīng)用。提...

【文章頁數(shù)】：118 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 國內(nèi)外研究歷史及現(xiàn)狀
        1.2.1 四維天線陣技術(shù)
        1.2.2 軌道角動量技術(shù)
        1.2.3 反向陣技術(shù)
    1.3 本文的主要創(chuàng)新
    1.4 本文的主要內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排
第二章 四維天線陣的基本原理
    2.1 引言
    2.2 四維天線陣的基本結(jié)構(gòu)
        2.2.1 常用陣列類型
        2.2.2 時間調(diào)制方式
        2.2.3 射頻開關(guān)類型
    2.3 四維天線陣的基本參數(shù)
        2.3.1 方向性系數(shù)
        2.3.2 饋電網(wǎng)絡(luò)效率
        2.3.3 增益
    2.4 四維天線陣信號帶寬
    2.5 本章小結(jié)
第三章 四維天線陣改進(jìn)的相位調(diào)制技術(shù)
    3.1 引言
    3.2 相位調(diào)制四維天線陣的結(jié)構(gòu)組成
    3.3 相位調(diào)制四維天線陣的基本算例
        3.3.1 中心頻率波束掃描
        3.3.2 中心頻率波束賦形
    3.4 本章小結(jié)
第四章 四維天線陣在軌道角動量無線通信上的應(yīng)用
    4.1 引言
    4.2 軌道角動量的基本原理與實現(xiàn)方式
        4.2.1 軌道角動量的基本原理
        4.2.2 軌道角動量的主要實現(xiàn)方式
        4.2.3 四維圓環(huán)天線陣產(chǎn)生軌道角動量模式的基本原理
    4.3 四維圓環(huán)天線陣同時產(chǎn)生多種軌道角動量模式的仿真設(shè)計
        4.3.1 四維圓環(huán)天線陣同時產(chǎn)生多種軌道角動量模式的時序設(shè)計
        4.3.2 四維圓環(huán)陣同時產(chǎn)生多種軌道角動量模式的全波仿真
    4.4 四維圓環(huán)天線陣同時產(chǎn)生多種軌道角動量模式的實驗設(shè)計
    4.5 四維天線陣對軌道角動量模式信號的解調(diào)
    4.6 本章小結(jié)
第五章 基于四維反向陣的物理層保密通信
    5.1 引言
    5.2 四維反向陣的物理層保密通信基本理論
        5.2.1 反向技術(shù)實現(xiàn)方式
        5.2.2 四維天線陣物理層保密通信原理
    5.3 四維反向陣的物理層保密通信系統(tǒng)
        5.3.1 時序設(shè)計
        5.3.2 一個合法接收機(jī)情景下的四維反向陣保密通信
            5.3.2.1 數(shù)值仿真
            5.3.2.2 實驗驗證
        5.3.3 兩個合法接收機(jī)情景下的四維反向陣保密通信
            5.3.3.1 數(shù)值仿真
            5.3.3.2 實驗驗證
    5.4 本章小結(jié)
第六章 全文總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 后續(xù)工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間取得的成果



本文編號：3895115