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数字波束形成（DBF）校准网络研究

作　者: 王嫣然
导　师: 盛卫星；王昊
学　校: 南京理工大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: DBF校准网络收发组件远场校准
分类号: TN820.15
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 46次
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内容摘要

DBF (Digital Beamforming数字波束形成)是通过控制各个阵元的权向量来实现空域滤波,以达到增强有用信号,同时抑制掉干扰信号的目的。但在实际工作中,常常存在各种误差。由于这些误差的存在,会使阵列方向图旁瓣过高或者使得主波束产生畸变,从而使得DBF性能下降,甚至失效,从而限制了这些技术的应用。因此,对阵列校准技术的研究具有重大意义。本文的内容概括如下：1)针对项目指标要求,设计了针对10×10 DBF天线阵列的内校准网络,通过在天线阵面上设计耦合口和天线阵列与校准网络之间对穿的绝缘子完成这两部分的能量传递以实现内校准。在仿真中对2×2校准网络、弱耦合天线以及2×2的子系统的性能进行讨论；并通过仿真模拟系统加工可能导致的某些天线阵元的弱耦合较弱和安装过程中可能碰到的端口匹配不好、天线单元接地不好、耦合微带线接地不好以及对穿的绝缘子有空气间隙等情况进行,详细的论证了系统的稳定性。从仿真结果来看,该DBF校准网络的稳定性良好,系统稳健。2)对DBF校准网络实测时发现,系统存在各阵列单元间的串扰严重和微带校准网络辐射较大两个不良现象。针对以上现象,依照能量传输路径依次实验,最终给出了能够保证系统正常工作的指导意见。同时讨论了T/R组件的屏蔽性,给出如何判定接收组件屏蔽性良好的依据。针对微带校准网络辐射较大会对接收组件产生不利影响的现象,提出了几种有效减少辐射的改进方案。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
1 绪论  7-9
  1.1 研究背景  7
  1.2 国内外发展现状  7-8
  1.3 本文主要的工作  8-9
2 DBF校准网络的设计原理  9-12
  2.1 DBF校准网络原理  9-10
  2.2 方案设计及结构框图  10-12
3 DBF校准网络系统性能仿真  12-26
  3.1 功分网络的设计  12-16
    3.1.1 2×2Wilkinson功分器性能仿真  12-14
    3.1.2 2×2Wilkinson功分器稳定性仿真验证  14-16
  3.2 弱耦合天线的设计  16-17
  3.3 DBF校准网络设计  17-25
    3.3.1 DBF校准网络仿真  17-18
    3.3.2 DBF校准网络稳定性仿真分析  18-25
  3.4 小结  25-26
4 DBF校准网络的测试  26-50
  4.1 能量串扰的测试  26-44
    4.1.1 4×4功分网络实验  27-29
    4.1.2 绝缘子对穿后系统实验  29-32
    4.1.3 4×4内校准系统实验  32-36
    4.1.4 各天线间耦合量的实验  36-38
    4.1.5 DBF校正网络远场校准实验  38-40
    4.1.6 4×4网络模拟DBF校准网络实验  40-44
  4.2 接收组件屏蔽性测试  44-48
    4.2.1 接收组件端口测试实验  44-45
    4.2.2 发射组件对接收组件的影响实验  45-47
    4.2.3 校准网络对接收组件的影响实验  47-48
    4.2.4 BMA接头屏蔽性实验  48
    4.2.5 屏蔽性测试实验总结  48
  4.3 小结  48-50
5 校准网络设计的改进方案  50-58
  5.1 校准网络辐射能量仿真分析  50-51
  5.2 校准网络辐射能量测试  51-52
  5.3 校准网络改进方案  52-57
    5.3.1 圆头打弯的微带线校准网络设计  52-53
    5.3.2 带状线校准网络设计  53-55
    5.3.3 SIW校准网络设计  55-57
  5.4 小结  57-58
6 结束语  58-59
致谢  59-60
参考文献  60-63

数字波束形成（DBF）校准网络研究

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