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340GHz收發隔離網絡關鍵技術研究 版權信息
- ISBN：9787516658222
- 條形碼：9787516658222 ; 978-7-5166-5822-2
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
340GHz收發隔離網絡關鍵技術研究 本書特色
太赫茲是未來雷達和無線通信的重要發展方向，國內外研究機構也正努力實現太赫茲頻段的各應用，隨著太赫茲器件日益向高頻率、寬頻帶、高集成度等方向發展，受到物理和技術等方面的限制，使用環形器鏈接濾波器的方法遇到困難，本書致力于太赫茲手法隔離網絡特性研究，對解決該問題提供一定參考和幫助。
340GHz收發隔離網絡關鍵技術研究 內容簡介
本書主要致力于340GHz雷達系統的收發隔離網絡特性研究，分析收發隔離網絡基本原理，討論整體設計方案，提出主要設計指標；研究金屬線柵極化隔離器工作特性，設計調整結構參數，分析工作性能；研究反射型、透射型兩種結構極化變換器的基本工作原理和電磁波傳播狀態，通過仿真優化和參數設計，分析工作性能；*后完成單元器件的制作，集成研制收發隔離網絡原理樣機，設計測試方案，搭建測試系統，完成電性能調試及測試等研究。
340GHz收發隔離網絡關鍵技術研究 目錄
**章 緒論//001
**節 研究背景//003
第二節 國內外研究現狀//014
第三節 主要內容和結構安排//019
第二章 340GHz反射型收發隔離網絡/023
**節 收發隔離網絡基本原理//0345
第二節 340GHz反射型收發隔離網絡//030
第三節 小結//038
第三章 340GHz金屬線柵極化隔離器特性研究與設計//039
**節 金屬線柵極化隔離器電波傳播理論//041
第二節 結構設計和基底材料選擇//052
第三節 小結//069
第四章 340GHz反射型極化變換器特性研究與設計//071
**節 圓極化波基本理論//073
第二節 反射型極化變換器基本工作原理//080
第三節 反射型極化變換器設計//083
第四節 小結//092
第五章 340GHz透射型極化變換器特性研究與設計//093
**節 340GHz透射型收發隔離網絡//095
第二節 現有透射型極化變換器技術應用研究//097
第三節 超材料透射型極化變換器//109
第四節 小結//133
第六章 340GHz收發隔離網絡原理樣機制作及測試驗證//135
**節 原理樣機加工工藝//137
第二節 340GHz收發隔離網絡集成組裝方案//149
第三節 340GHz收發隔離網絡樣機測試及結果分析//151
第四節 小結//165
第七章 結論//172
參考文獻//172
展開全部
340GHz收發隔離網絡關鍵技術研究 節選
一、太赫茲頻段雷達和通信系統成為未來空間無線技術的重要發展方向 相對于常規的微波及毫米波頻段的波長，THz頻段的波長更短，因此更利于實現極大信號帶寬和極窄信號波束，適應解決目標的高分辨率成像，而且物體運動導致的多普勒效應更為明顯，更適用于檢測目標的運動特征。上述特征使得THz雷達探測系統具有極高分辨率的目標成像識別和微小目標探測能力。雖然太赫茲頻段大氣衰減非常嚴重，不過太赫茲頻段對于太空環境的衰減大大降低，因此，太赫茲探測系統在太空環境的應用更易實現高分辨目標探測。相比于微波雷達，太赫茲雷達探測系統具有技術優勢如下： 1.太赫茲雷達具有更強的保密性和更高的分辨率。 太赫茲頻段波長很短，更易獲取目標高分辨率，實現極大信號帶寬，提取更豐富目標信息，相比于微波雷達探測更細微的目標，實現更精確的定位。 2.太赫茲雷達可以實現更好的角分辨率。 太赫茲頻段更易實現極窄的天線波束，同一個天線孔徑，在220GHz工作的雷達比X波段工作的雷達發射天線的波束寬度窄20倍以上，即雷達頻率越高可獲得越窄的波束寬度。太赫茲頻段可以提供極窄天線波束，得到更優的角跟蹤精度、更大的天線增益，且更高的角分辨率能夠快速提升目標分辨和識別能力。 3.太赫茲雷達具有獲得空間目標高分辨率探測和目標成像識別能力。 太赫茲脈沖典型脈寬為皮秒級，具有極高的時間分辨率，太赫茲單個脈沖頻帶可覆蓋GHz到THz頻率范圍，其寬帶性能相對于普通微波雷達具有巨大優勢，獲得的空間目標雷達成像更清晰。 4.太赫茲雷達系統具有突出的抗干擾能力。 現有電子戰干擾技術主要集中在微波頻段和紅外頻段，對太赫茲頻段不易產生有效的干擾，且太赫茲頻段極窄天線波束能夠降低干擾機注入雷達主瓣波束的概率，減小雷達對干擾的靈敏度，同時，極高的天線增益對旁瓣干擾可實現抑制作用。 5.太赫茲雷達系統具有獨特的反隱身功能。 目前隱身技術主要集中在微波頻段，在太赫茲頻段隱身效果不好。對微波頻段吸收材料，太赫茲波穿透性較好，有利于探測隱身目標。常見窄帶微波雷達不能有效探測到RCS較小的隱形目標，而太赫茲雷達發射的太赫茲脈沖具有更寬的頻率，可以讓隱形飛機窄帶吸波涂層失去效果。此外，普通雷達對于扁平薄邊緣容易生成共振吸收從而減弱反射強度，寬帶太赫茲雷達可以產生很小的共振面避免這一問題。 6. 太赫茲雷達系統具有穿透等離子體對目標實現探測的能力。 太赫茲波可以在等離子體中傳播，因此對于太赫茲雷達等離子體隱身技術是無效的。根據其對等離子體的穿透特性。能修將大赫茲波應用在宇宙飛船、航天飛機的發射與回收過程中，因為在這一過程中，空氣電離會影響飛行器與基地的通訊，應用太赫茲技術能夠避免這一影響，確保通訊順暢，這是其他頻段技術不能實現的。 總之，雷達主要是對目標方位和距離的探測，而超寬帶太赫茲雷達具有超大信號帶寬、超高的距離分辨率、強穿透力、強抗干擾性、低截獲率、獨特的穿透等離子體和反隱身功能，應用于雷達探測系統具有強大的技術優勢。 無線通信技術發展趨勢是可移動化與寬帶化，因此開辟新的可用頻段是未來無線通信的重要發展方向。隨著帶寬越大，所需載波頻率也會越高，太赫茲波頻率較高，正好滿足高載波頻率要求，應用于無線電通信，能夠極大地增大無線電通信網絡帶寬，實現無線移動高速信息網絡。 1.高速短距離無線通信。 伴隨無線通信網絡對高速的需求日益迫切，研究人員努力將工作頻率延伸至更高頻段，如太赫茲頻段。由干太赫茲波在空氣中傳播時易被水分吸收，故更適合于短距離通信。 2.寬帶無線安全接入。 近來室內寬帶無線通信需求隨著HDTV等寬帶多媒體廣播日益發展，顯得載來越緊迫，在沒有壓縮的情況下，高清電視電影等多媒體傳輸需要的帶寬已達到GHz。目前采用的無線通信方法（包括*新技術UWB等）無法勝任，若采用太赫茲能夠滿足這一需求。如今計算機通信網絡、電話和電視網絡在日常生活中的影響越來越大，在軍事活動等方面，計算機和網絡的影響也無處不在，由于太赫茲波具有極大的帶寬特性，可以在各領域發揮技術優勢，實現寬帶無線安全接入。 3. 寬帶通信和高速信息網。 太赫茲波應用于通信時無線傳輸速度能夠達到10Gb/s，與目前超寬帶技術相比，提升幾百甚至上千倍，而目相比于可見光和紅外，具有更強的云霧穿透能力和更高的方向性，這一特性可以確保太赫茲通信能夠以超高的帶寬滿足衛星通信的高保密要求。太赫茲頻段位于紅外線和微波之間，頻率相比于手機通信頻率高達1000倍以上，可以成為很好的寬帶信息載體，尤其適合實現局域網、星地間和衛星間的寬帶移動通信。因此將太赫茲波應用在無線電通信中，能夠大大增加無線電通信網絡的帶寬，對無線移動高速信息網絡提供幫助。 4.太赫茲波空間通信。 太赫茲波在外層空間傳輸能夠做到無損傳輸，只需使用較小的功率就可以滿足遠距離通信需要，與光譜通信相比，太赫茲波束更寬，對準更容易，量子噪聲更小，且天線系統滿足平面化和小型化發展趨勢。此外，在空間技術上太赫茲波還有另一個重要應用，使用太赫茲波可以實現和重返大氣層的人造衛星、導彈、宇宙飛船等進行遙測與通信。飛行器進入大氣層后，會與空氣劇烈摩擦形成高溫，四周的空氣會被電離形成等離子體，由此導致通信遙測信號劇 烈衰減，甚至引起信號中斷等問題。這個階段通過太赫茲波的穿透特性能繼續保證有效通信。因此太赫茲波能夠廣泛應用在天基雷達與太空通信。 5.太赫茲通信在軍事上的應用。 相比于紅外線等波段，太赫茲波具有更易穿透濃霧、云層和偽裝物等優點。這一特性在國防和軍事的應用很有前途。使用太赫茲制作導航系統可實現全天候、高分辨率等，即使濃霧天氣也能用于導航或指揮飛機著陸。通過太赫茲大氣傳輸窗口的應用還能滿足太赫茲波近距離戰術通信需要。在特定情況下，由于戰區作戰地帶通常充斥著全頻段各類信號，通信聲道混亂，擁塞現象嚴重，此時較短的傳輸距離反而形成了戰場優勢，故太赫茲通信通過大氣衰減可用于隱蔽的短距離通信。 太赫茲通信技術應用前景非常遠大，目前太赫茲波還有巨大的頻帶范用圍尚未開發與分配。而且太赫茲波許多特性都利于通信技術應用，如方向性好、速率高、散射小、穿誘性好、安全性高等。大赫茲通信將給通信系統的發展帶來巨大的契機，特別對于空間通信和寬帶移動通信具有獨特優勢，目前國際電聯已對0.12THz和0.22THz做出頻率規劃，分別應用于移動業務（地面無線通信）和衛星通信業務。 綜上所述，太赫茲作為一個新的頻段，已成為未來雷達和無線通信的重要方向。與傳統微波雷達相比，太赫茲雷達技術能夠探測的目標更小，定位精度更高，且具有保密性更好、分辨率更高等優點，因此太赫茲技術成為未來高精度雷達重要發展方向。而使用太赫茲波應用于無線通信技術，能夠大大增加通信帶寬。從而實現無線移動高速信息網絡，而目太赫茲波的特點非常適用干空間通信和寬帶移動通信。國內外研究機構正努力實現太赫茲頻段的上述應用，對此開展探索性研究，在各領域已出現相關原理性系統。因此對太赫茲雷達和通信系統所需關鍵元部件進行研究顯得極為迫切，太赫茲頻段器件的研究同時會引導太赫茲系統的研究，推動太赫茲技術的發展。 二、收發隔離網絡概述及研究意義 目前，越來越多的無線系統應用場景需要發射端和接收端同時工作以提高效率，如：飛機上有限空間內裝有雷達裝置、通信裝置和電子干擾裝置等各種電子設備，在戰時狀態，需要對敵人連續發射電子干擾信號，同時使用雷達接收對方位置信息等，此時需要實現發射和接收的同時工作狀態。如果給接收機和發射機各配給—個天線，不但增加了成本、體積，而且天線傳遞信號還會相互干擾，解決這一問題可采用接收/發射共用天饋系統，即同一個天線既發射又接收。這樣可以避免采用兩套天饋系統，在簡化結構的同時降低成本，保證發射天線和接收天線的一致性。為了保證接收和發射共用，天線必須同時連接發射機和接收機，而通常發射機的輸出功率要遠大于接收機的燒毀功率，所以接收和發射共用天饋系統主要解決的問題就是對接收機提供保護，在發射狀態下確保其正常工作而不被燒毀，即能提供足夠大的收發隔離。故該收發隔離網絡在無線射頻前端發揮著舉足輕重的作用，這種收發隔離網絡在微波頻段統稱雙工器，如圖1.2所示。
340GHz收發隔離網絡關鍵技術研究 作者簡介
鄧俊，1986年生，博士，畢業于北京理工大學，現任陸軍工程大學通信士官學校電磁頻譜管理教研室講師。主持或參與國家和軍隊科研項目十余項，撰寫譯著兩本，發表論文十余篇，其中三大檢索收錄七篇。 王振華，1979年生，軍事裝備學碩士，現任陸軍工程大學通信士官學校電磁頻譜管理教研室主任，副教授，先后主持或參與科研項目數十項，制作國軍標兩項，發明專利四項，發表核心期刊論文二十篇
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