共形可重构超表面的远场波束扫描和双波束产生
0案例摘要
可重构智能超表面因其具有强大的实时电磁波处理和数字信号处理能力引起了众多研究者的关注。其具有高定向、高增益的动态波束扫描能力在无线通信、雷达探测有着重要的应用前景，独立动态多波束调控的设计方案为多通道信息传输提供了新的设计思路。阵列天线共形可以很容易地集成在飞机、导弹、卫星等载体平台的表面，而不会破坏载体的形状、结构和空气动力学。报告主要研究共形可重构超表面的远场波束扫描及多波束产生。
应用背景
电磁超表面是电磁超材料的二维形式，它可以对电磁波的幅度、相位和极化等关键参数进行有效调控，有轻薄、占用空间小、集成度高等优点。当在超表面上加载PIN管、变容二极管等可调器件实现了，再采用FPGA等微处理器调控，即实现电可重构、可编程。在远场，可重构超表面的波束扫描用于雷达探测领域，其多波束生成也用于雷达多目标和多通道通信等领域，可重构超表面由于其强大的实时电磁波处理和数字信号处理能力一直是研究的热点。
由于飞机、卫星等现代作战平台大多都非平面，面向其的天线需求，设计能够与载体平台的共形超表面天线。
单元设计
通过全波仿真软件HFSS建模并进行仿真，我们采用Floquet端口激励和主从边界条件来模拟透射无限周期结构，设置RLC边界来等效PIN管的导通和关断状态，入射沿x极化，两个状态下的单元透射幅值和相位响应如下图5所示，在15 GHz频率附近，两个状态下的插入损耗被显著抑制到1.5dB左右，透射相位差在180°左右。3 dB带宽为750MHz，相对带宽为5%。
阵列天线仿真
1、波束扫描展示
2、多波束展示
小结
审核编辑：汤梓红
-
卫星
+关注
关注
17文章
1388浏览量
65038 -
数字信号
+关注
关注
2文章
583浏览量
46507 -
电磁波
+关注
关注
21文章
881浏览量
52552 -
波束
+关注
关注
0文章
38浏览量
15220 -
阵列天线
+关注
关注
2文章
21浏览量
10460
发布评论请先 登录
相关推荐
带波束成型的降噪消回音模块：A-68 双麦回音消除及远场拾音降噪模块
噪音进行压制，而双麦克风可以设置为波束降噪方式，可以对非稳态噪音进行压制。降噪输出之后的音频为单声道，即 13与 15脚输出相同的音频信号。消回音模式下，除了具有纯降噪模式的降噪功能外，同时设置了
发表于 02-01 13:53
无线局域网技术：波束成形
上的波束。例如，将原来全方位的接收方向图转换成了有零点、有最大指向的波瓣方向图。同样原理也适用用于发射端。对天线阵元馈电进行幅度和相位调整，可形成所需形状的方向图。 如果要采用波束成形技术，前提是必须采用
发表于 08-15 15:41
共模、差模&近场、远场介绍
干扰通过X电容和差模线圈来抑制。 二、近场与远场骚扰通过空间传输实质上是骚扰源的电磁能以场的形式向四周空间传播。场被划分为近场和远场。其中一部分电磁场能量在辐射源周围空间及辐射源之间周期性地来回
发表于 07-09 11:31
数字波束形成相控阵中射频电子的物理尺寸分配
相控阵雷达和有源电子扫描阵列(AESA)已经在航空航天和国防市场上使用和部署了十多年。这一时期的开始主要是模拟波束形成系统，不断向更高水平的数字波束形成过渡。系统工程目标不断地要求接近基本的数字波束
发表于 12-13 11:52
八通道双流波束赋形测试解决方案的基本原理
TD-LTE 同频组网情况下，如何解决小区边缘用户由于同频干扰而导致吞吐率下降的难题。本文将在阐述双流波束赋形原理的基础上，重点讲述 TD-LTE 双流波束赋形技术的测试难点和挑战，并详细介绍安捷伦公司针对该技术特点而最新推出的八通道双流波束赋形测试解决方案。
发表于 06-06 06:53
可重构波束天线技术在增加网络容量应用
°天线广阔，而且其小区之间的零点指标也比不上90°天线。 较普通的90度水平波束天线来讲，具有三自由度的可重构波束天线采用多阵列结构，能够形成优秀的场图和水平场图滚降特性。设置在90°水平波束
发表于 06-11 07:31
基于5G WiFi波束成形和LDPC技术提高无线连接性能
，与相同带宽上的其他802.11技术一样支持向后兼容。此外，通过诸如传输（Tx）波束成形和低密度奇偶校验检查（LDPC）等技术组合，它还有望解决“有限的覆盖范围和连接速度（例如：速率）”等越来越困扰
发表于 06-13 05:00
相控阵天线通道误差对波束形成有什么影响
引言相控阵天线的数字波束形成技术具有多波束、灵活的波束控制和波束重构等优点，但是阵列通道误差的存在使得这些优越性受到影响。相控阵天线系统的误差可以分为两类，即固定误差和随机误差。固定误差在制造安装
发表于 06-13 07:02
关于TD-LTE双流波束赋形天线技术的全面介绍
双流波束赋形技术是TD-LTE的多天线增强型技术，是TD-LTE建网的主流技术，结合了智能天线波束赋形技术与MIMO空间复用技术，是中国移动和大唐移动共同创新的成果，也是中国通信产业技术能力的体现。
发表于 06-17 07:36
发射波束赋形技术介绍
络，企业无线接入点和热点，也可从这类改进中受益。在提高连接性能方面最为高效的一项技术是发射波束赋形(Transmit beamforming)技术。
发表于 07-12 07:01
Massive MIMO和波束赋形有什么关系
的一种方案是通过这些同一频率资源与多台空间上分离的用户终端同时通信并利用多径传输，故通过基站提升效率是方案之一。这种技术常被称为massive MIMO（大规模多入多出）。您可能听到过massive MIMO被描述为大量天线的波束赋形。随之而来的问题是：何谓波束赋形？
发表于 07-17 06:28
一种波束成形系统的相位测量方法介绍
作者：ADI射频事业部高级应用工程师 Patrick Wiers摘要 基站发射机波束成形和波束控制是提高基站覆盖范围和容量的有效方法，这些技术要求使用多个收发器，并且基带处理器必须补偿各信号路径
发表于 07-23 06:59
毫米波的波束合成方法是什么？
执行波束合成，从而在远场朝目标用户的方向形成波 束。这使得每条数据路径都能引导单个波束，因此理论上来说，我们可以使用该架构一次为一个用户服务。
发表于 08-02 06:15
什么是LTE双流波束赋形技术？
波束赋形（Beamforming，BF）是自适应阵列智能天线的一种实现方式，是一种在多个阵元组成的天线阵列上实现的数字信号处理技术。它利用有用信号和干扰信号在DoA（到达角）等空间信道特性上的差异
发表于 08-16 07:49
什么是波束赋形技术？
波束赋形的目标是根据系统性能指标，形成对基带（中频）信号的最佳组合或者分配。具体地说，其主要任务是补偿无线传播过程中由空间损耗、多径效应等因素引入的信号衰落与失真，同时降低同信道用户间的干扰。因此
发表于 08-16 06:02
怎么设计基于DSP和FPGA的卫星测控多波束系统？
卫星测控多波束系统主要针对卫星信号实施测控，它包括两个方面：信号波达方向(DOA)的估计和数字波束合成。波达方向的估计是对空间信号的方向分布进行超分辨估计，提取空间源信号的参数如方位角、仰角等。数字
发表于 08-27 08:20
【模拟对话】相控阵波束成形IC简化天线设计
了具有全360°相位覆盖的增益和相位控制，可以实现小于2.8°的相位步长和优于31 dB的增益控制。ADAR1000集成片上存储器，可存储多达121个波束状态，其中一个状态包含整个IC的所有相位和增益
发表于 10-01 08:30
怎么设计基于FPGA多波束成像的声纳系统？
多波束成像声纳利用了数字成像技术，在海底探测范围内形成距离一方位二维声图像，具有很高的系统稳定性和很强的信号处理能力。但是由于数字成像系统数据运算量大、需要实时成像等特点，对处理器性能要求很高。随着
发表于 10-09 06:04
基于DSP和FPGA的卫星测控多波束系统该怎么设计？
卫星测控多波束系统主要针对卫星信号实施测控，它包括两个方面：信号波达方向(DOA)的估计和数字波束合成。波达方向的估计是对空间信号的方向分布进行超分辨估计，提取空间源信号的参数如方位角、仰角等。
发表于 10-15 06:17
5G波束赋形和超级上行技术
针对上行速率进行了重点优化，通过「超级上行」技术，让处于基站边缘的5G手机也能具有更稳、更快的5G联接。 一起来认识「波束赋形」技术和「超级上行」技术吧↓↓↓ `
发表于 05-13 09:04
图解—相控阵雷达——波束扫描技术
一倍。2. 随着波束指向的增大，增益也有降低。3. 没有进行降低旁瓣的加权，旁瓣较高。波束宽度与扫描角θB的关系：当扫描的最大角度为θmax时，为了不出现删瓣，阵元间距d和波长λ需要满足关系：也就是说
发表于 05-23 08:22
什么是波束赋形
“波束赋形”这个概念可以拆分成“波束”和“赋形”这两个词来理解。“波束”里的波字可以认为是电磁波，束字的本意是“捆绑”，因此波束的含义是捆绑在一起集中传播的电磁波；而赋形可以简单地理解为“赋予一定
发表于 06-20 07:50
基于FPGA器件和LVDS技术设计的高速实时波束形成器
列信号进行处理，可以获得优良的波束性能，方便地得到超分辨和低副瓣的性能，实现波束扫描、自校准和自适应波束形成等。正是由于以上特点，DBF技术的成功应用必将对现代雷达技术的发展产生重大的影响。在数字波束
发表于 11-25 06:49
T/R组件波束控制测试方案怎么设计？
本文分析了波束控制电路的主要内部结构，找出电路测试中的难点，提出一种解决方案，并给出设计原理与结构，为该类电路的测试提供了一种简化的思路。
发表于 05-07 07:06
星载多波束天线仿真及动态展示解决方案
和VREM EmXpert 电磁环境仿真平台三款软件，可高效进行星载多波束天线设计及动态推演展示等基于多波束应用的相关仿真技术方案。星载多波束天线仿真及动态展示解决方案，通过综合运用SATSOFT
发表于 09-08 16:22
阻抗球体表面的空气祸合声波的波束形成
在利 用 传 声器阵列进行语音声源定位的研究中存在着阵列较大不利于实际应用的问题。这是因为波束宽度与阵列尺寸成反比:波束宽度越窄，阵列指向性越好。因而研究如何在小
发表于 11-24 21:44
•12次下载
椭圆波束赋形双偏置天线的设计
椭圆波束赋形双偏置天线的设计:导出了椭圆波束赋形双偏置天线重要几何参数的求解方程 给出了这种天线的简便而有效的设计方法并分析了这种天线效率高旁瓣低的原因关键
发表于 10-24 15:10
•12次下载
一种可有效降低运算代价的子阵级波束扫描的旁瓣抑制方法
在子阵级相控阵中，对于多波束形成等很多应用，需要在子阵级进行数字波束扫描。此时抑制扫描方向图的旁瓣是一个重要问题，而其关键在于构造有效的子阵级加权网络。该文将
发表于 11-11 15:35
•10次下载
平板动中通天线波束稳定的分析研究
本文基于方位—俯仰—极化三轴稳定平台的天线波束稳定方案，提出了天线波束坐标系的概念，推导出天线波束稳定隔离方程，以克服载体角运动对天线波束的干扰，并基于此模
发表于 01-11 11:50
•14次下载
透光率超过90％的加热器保证波束制导镜头洁净
透光率超过90%的加热器保证波束制导镜头洁净
问题描述：红外线束和激光束的镜头表面很容易结雾。这些波束可感知热量和地形，并指引火力寻找并摧毁敌
发表于 03-26 10:12
•11次下载
相控阵雷达数字波束形成的实现
数字波束形成系统是现代雷达一个重要的组成部分。相控阵天线通过它可以实现自适应波束、低旁瓣波束，并通过对移相器、衰减器的控制实现波束扫描。本文介绍的数字波束形成
发表于 08-05 16:44
•57次下载
有源集成天线阵的功率合成和波束扫描
从York 的非线性动态理论出发, 设计了空间耦合有源天线二元阵, 实现了空间功率合成. 通过改变单元的自由振荡频率, 实现了无相移器的波束扫描, 扫描范围达到- 10
发表于 06-20 16:22
•51次下载
医用超声诊断系统中双波束合成失真的校正
为了提高医用超声诊断系统中的帧频本文介绍了双波束合成原理并进行了仿真针对仿真中发现的接收线失真现象提出了相应的校正方法并在便携B超平台上试验加以验证结论表明经过校正
发表于 09-19 17:45
•35次下载
基于分数时延的宽带数字阵列波束形成
为实现宽带数字阵列各阵元传输时延的精确补偿,引入分数时延滤波器。通过对一种分数时延滤波器设计方法及宽带数字阵波束形成原理的分析,提出针对有载波宽带雷达信号的接收波束形
发表于 03-19 15:26
•22次下载
麦克风阵列波束成形
所有MEMS麦克风都具有全向拾音响应，也就是能够均等地响应来自四面八方的声音。多个麦克风可以配置成阵列，形成定向响应或波束场型。经过设计，波束成形麦克风阵列可以对来自一
发表于 04-24 14:13
•161次下载
基于DSP的卫星测控多波束解析
一、引言 卫星测控多波束系统主要针对卫星信号实施测控，它包括两个方面：信号波达方向（DOA）的估计和数字波束合成。波达方向的估计是对空间信号的方向分布进行超分辨估计，提取空间源信号的参数如方位角
发表于 10-23 10:25
•0次下载
DSP卫星测控多波束系统设计方案
一、引言 卫星测控多波束系统主要针对卫星信号实施测控，它包括两个方面：信号波达方向（DOA）的估计和数字波束合成。波达方向的估计是对空间信号的方向分布进行超分辨估计，提取空间源信号的参数如方位角
发表于 10-23 10:56
•0次下载
基于DSP和FPGA的卫星测控多波束系统的设计
卫星测控多波束系统主要针对卫星信号实施测控，它包括两个方面：信号波达方向（DOA）的估计和数字波束合成。 波达方向的估计是对空间信号的方向分布进行超分辨估计，提取空间源信号的参数如方位角、仰角等
发表于 10-26 15:20
•2次下载
基于稀疏干扰协方差矩阵重构的稳健自适应波束形成算法（CAPON谱改正）
上述问题，设计一种基于稀疏干扰协方差矩阵重构的稳健自适应波束形成算法，通过设置方向波动参数对Capon谱估计结果进行修正，利用接收数据矩阵特征值和干扰信号的空域稀疏性，仅在修正后的干扰方向范围内进行重构，从而降低计算量。理论分析
发表于 11-03 11:26
•14次下载
基于鲁棒波束形成的稳健波束形成算法
针对鲁棒Capon波束形成算法中采用牛顿迭代求解对角加载因子时，运算量大且算法旁瓣增益高的问题，提出了一种改进的稳健波束形成算法。首先对干扰协方差矩阵进行重构，然后将重构的协方差矩阵投影到噪声子空间
发表于 11-10 10:24
•6次下载
基于投影空间重构的小信号波束形成
Inversion）是最常用的自适应波束形成算法，该算法收敛速度快，易于实现。但是SMl在少快拍，高信噪比条件下会导致主瓣偏移，波束畸变，输出SINR下降。为了弥补SMI的缺陷，出现了很多新的算法，其中包括最为常见的对角加载算法和子空间投影算法。 针对基于
发表于 11-10 16:58
•7次下载
基于参量阵的多波束测深技术研究
深度值，、与现有的多波束测深系统相比，采用参量阵的多波束测深技术，很好地增大了探测深度，减小了换能器体积、减轻了换能器重量，而且发射的波束角很小，具有很高的分辨率，可以同时探测浅海区深度和深海区深度，具有较
发表于 11-14 15:32
•12次下载
相控阵天线通道误差对波束形成的影响解析
引言 相控阵天线的数字波束形成技术具有多波束、灵活的波束控制和波束重构等优点，但是阵列通道误 差的存在使得这些优越性受到影响。相控阵天线系统的误差可以分为两类，即固定误差和随机误差。固定误差在制造
发表于 11-18 10:55
•2次下载
基于子矩阵波束的目标检测方法
针对同一单频带内未知目标检测中强、弱目标不能同时被检测问题，依据不同子矩阵波束形成输出直流响应值不同，提出一种基于子矩阵波束形成输出直流响应加权的目标检测方法。首先，利用特征分析技术对线列阵接收数据
发表于 11-28 15:23
•0次下载
DBF和差波束测向设计与实现
为了提高对无线电来波方向进行测量的精度和易于工程实现，采用数字波束合成方法形成和差波束的方法和VPX平台可以有效地满足对测向精度的要求。对和差波束的合成原理、测向方法和基于VPX平台的工作流程进行了
发表于 02-24 15:07
•0次下载
宽线性波束形成
在圆信号的假设条件下，传统的线性波束形成技术仅仅利用了天线阵列观测矢量的协方差矩阵。然而，现代通信领域中的很多人工调制信号具有非圆特性，观测矢量不仅存在协方差矩阵，还存在伪协方差矩阵。宽线性波束形成
发表于 03-20 18:18
•0次下载
相控阵天线通道误差对波束形成有什么样的影响
相控阵天线的数字波束形成技术具有多波束、灵活的波束控制和波束重构等优点，但是阵列通道误差的存在使得这些优越性受到影响。相控阵天线系统的误差可以分为两类，即固定误差和随机误差。固定误差在制造安装时产生
发表于 08-25 18:50
•1次下载
波束赋形到底是什么？5G波束赋形的详细资料介绍
波束赋形，作为 5G 的核心技术之一，总是伴随着 AAU，大规模 MIMO 等概念出现，这一切看似如此地天经地义。然而，这简单的四个字背后却隐藏着诸多玄机，默默驱动着 5G 车轮的飞速运转。下面
发表于 12-04 01:36
•33次下载
可解决卫星通信干扰的跳波束图案优化方法
间距离大于该门限时，干扰对于信号质量的影响可忽略不计，从而达到规避干扰的目的。仿真结果表明，与传统多波束系统相比，该资源分配方法可使系统容量提升24.6%，消除系统干扰对信号质量的影响，改善跳波束图案的时隙连续性
发表于 05-27 15:29
•0次下载
DSP在卫星测控多波束系统中的应用
DSP在卫星测控多波束系统中的应用
卫星测控多波束系统主要针对卫星信号实施测控,它包括两个方面：信号波达方向(DOA)的估计和数字波束合成。波
发表于 10-17 09:29
•516次阅读
基于DSP和FPGA的卫星测控多波束系统设计
一、引言 卫星测控多波束系统主要针对卫星信号实施测控，它包括两个方面：信号波达方向(DOA)的估计和数字波束合成。
波达方向的估计是对空间信号
发表于 07-06 09:41
•443次阅读
基于FPGA的数字波束形成技术的工程实现
数字波束形成技术充分利用阵列天线所获取的空间信息，通过信号处理技术使波束获得超分辨率和低副瓣的性能，实现了波束的扫描、目标的跟踪以及空间干扰信号的零陷，因而数字波
发表于 05-25 10:33
•3036次阅读
相控阵天线通道误差对波束形成的影响研究方案
用Matlab对此结论进行了仿真验证。一次来研究相控阵天线的通道误差对数字波束形成的影响。##旁瓣电平为设计的旁瓣电平加上由于幅相误差产生的随机量，这个随机量导致旁瓣电平的上升。
发表于 04-17 10:58
•2192次阅读
成像声纳中多波束形成的FPGA工程实现
，仅采用6组加权系数矢量即可在90°范围内产生540个波束，使存储量降低了两个数量级，从而有效降低对硬件存储资源的要求。该系统工作在270MHz，通过乒乓操作实现数据不间断的输入输出，从而提高速度。
发表于 11-18 18:45
•1299次阅读
波束赋形知识介绍
“波束赋形”一词有时会被滥用，从而引起混淆。从技术上来说，波束赋形和波束导向一样简单，即两个或更多的天线以受控的延迟或相位偏移来发射信号，从而创造出定向的建设性干涉波瓣（见图1）。
发表于 12-08 06:17
•4.8w次阅读
分形设计可实现石墨烯超快速的光检测
研究员发现类似于雪花形状的分形设计，可以使石墨烯打破低光学吸收限制能够用于检测很宽范围内的光谱，实现超快速的光检测。并表示分形图样之所以能够改善光学吸收，分形的超颖表面能够产生额外的共振，从而引起共振的数量的增加。
发表于 12-15 16:24
•871次阅读
关于麦克风波束成形的基本原理
所有MEMS麦克风都具有全向拾音响应，也就是能够均等地响应来自四面八方的声音。多个麦克风可以配置成阵列，形成定向响应或波束场型。经过设计，波束成形麦克风阵列可以对来自一个或多个特定方向的声音更敏感。
发表于 04-23 11:19
•6527次阅读
X/Ku频段波束赋形器演示
ADI公司推出一款四通道X/Ku频段波束赋形IC，可实现相控阵模拟波束赋形的商业化。本演示利用两个波束赋形IC形成一个八通道线性阵列。
毫米波波束成形和天线设计
在本文中，我将介绍毫米波（mmW）波束成形和天线技术的各个方面以及我认为有趣和独特的技术设计实例。 波束成形 波束形成网络（BFN）用于将来自小天线的信号组合为比单独的每个单独天线更具指向性的模式
5G波束故障恢复的原理是什么？有什么作用？如何实现5G波束故障恢复？
在5G毫米波系统中，由于信道波动较为剧烈，可能发生基站与用户之间的波束失准。波束故障恢复可以帮助基站或用户根据波束测量结果调整当前故障波束到可用的波束，从而避免波束失准造成的频繁无线链路失败。系统
DBF波束形成原理以及MTI基础仿真
数字波束形成技术是天线波束形成原理与数字信号处理技术相结合的产物，是针对阵列天线,利用阵列天线的孔径，通过数字信号处理在期望的方向形成接收波束，其广泛应用于阵列信号处理领域。
科研 | 上海光机所提出可重构的太赫兹超表面实施方案
该技术方案在太赫兹波段实现了任意、快速、精准的波前调制，为可重构超表面的发展提供了新的思路和实验验证。
各种波束合成方法,你真的都了解吗?
近期最实用、最有效的波束合成方法是混合数模波束成型，它实质上是将数字预编码和模拟波束合成结合起来，在一个空间（空间复用）中同时产生多个波束。
基于采集板ICS554和FPGA器件实现高速实时波束形成器的设计
技术对阵列信号进行处理，可以获得优良的波束性能，方便地得到超分辨和低副瓣的性能，实现波束扫描、自校准和自适应波束形成等。正是由于以上特点，DBF技术的成功应用必将对现代雷达技术的发展产生重大的影响。 在数字波束形
解读华为新专利：新型波束扫描天线阵列，可用于毫米波通信
华为的这项发明专利提出了一种集边射和端射于一体的波束扫描天线阵列，可用于毫米波通信并应用于5G终端，获得高增益的同时，提供较宽的波束覆盖范围来克服空间的衰减。
瑞萨电子扩展卫星通信产品阵容推出商用的双波束有源波束成形器IC产品
瑞萨电子今日宣布，扩展其毫米波LNA和Tx BFIC产品阵容，推出以下三款全新双波束有源波束成形器IC产品。
发表于 12-02 14:21
•1634次阅读
多波束相控阵天线的应用优势
用同一相控阵天线孔径同时形成多个无损或接近无损的接收波束，是相控阵雷达的一个重要特点。综合起来，多波束相控阵天线的优势主要体现在以下几个方面。
多波束相控阵接收机混合波束成形功率优势的定量分析
在本文中，比较了不同的波束成形方法，特别关注创建多个同时波束的能力和功率效率。相控阵在现代雷达和通信系统中发挥着越来越重要的作用，这重新引起了人们对提高系统性能和效率的兴趣。数字波束成形（DBF
你知道数字波束形成(DBF)有多少计算量吗？
由于相干信号数字化以及处理技术的限制，早期的多波束雷达采用的是模拟波束形成。然而，随着ADC的快速发展，对多个单元或通道的数据进行处理变成了可能。作为系统工程方法的一部分，确定用于形成和控制这些多波束的相干处理器的大小是至关重要的。下图分析了数字多波束形成器的工作原理。
工商网监
评论