下一代无线通信系统中的微波毫米波频段协同关键器件研究

基本信息
批准号:61671485
项目类别:面上项目
资助金额:58.00
负责人:郑少勇
学科分类:
依托单位:中山大学
批准年份:2016
结题年份:2020
起止时间:2017-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:范业坤,谭峻东,郭琪,叶晓锋,向炳洁,郑永炫,陈秋萍,潘宇飞,闫莹莹
关键词:
微波器件微波电路
结项摘要

The rapid development of mobile internet and internet of thing puts forward higher requirements of signal transmission bandwidth and rate, the microwave and millimeter-wave frequencies coordination may become the trend of next generation mobile communication system. Meanwhile, WiGig and WiFi alliances jointly proposed IEEE 802.11ad standard, which should support 2.4G, 5.2G and 60G simultaneously. Thus, how to implement the dual/triple band circuits and antennas with large frequency ratios which can cover microwave and millimeter-wave frequency bands simultaneously, becomes the important research topic in the field of wireless communication. The existing dual band circuits/antennas have a small frequency ratio, and cannot cover microwave and millimeter-wave frequency bands simultaneously. While the antennas which were proposed recently to integrate the microwave and millimeter-wave operations, are all based on dual port feeding approach, and cannot realize dual band operation in a single signal chain, resulting in limited application scenarios. This project will construct the scheme to realize the integration of microwave and millimeter-wave frequency bands using shared ports, study the operating principles and feeding mechanisms for frequently used microwave and millimeter-wave circuits and antennas systematically, and implement dual/multiple band power division devices and antennas which cover microwave and millimeter-wave frequency bands simultaneously. This project is expected to produce original research results, and will be propitious to the industrialization development process of next generation wireless communication.

移动互联网与物联网的高速发展对信号传输带宽、速率提出了更高的要求,微波毫米波协同工作制式有可能成为下一代移动通信的发展趋势。与此同时,WiGig与WiFi联盟共同提出基于2.4/5.2/60G的IEEE 802.11ad标准。因此,如何实现可覆盖微波和毫米波频段的超大频率比双频/三频电路及天线成为无线通信领域的重要研究课题。现有的双频电路/天线频率比略小,不能同时覆盖微波和毫米波频段。而近年来提出的微波毫米波集成天线都基于双端口馈电,未能在同一信号通路上实现双频工作,应用场景受限。本项目将构建采用共用端口实现微波毫米波频段集成设计的整体方案,系统研究常用微波毫米波电路、天线的工作机理和馈电技术,提出适用于微波毫米波集成设计的单元形式以及进行协同馈电的方法,在此基础上实现覆盖微波和毫米波频段的双频/多频功分器件及天线。该课题有望产生原创性研究成果,并有利于促进下一代无线通信的产业化发展进程。

项目摘要

经过四年的积极努力,本项目总体上完成了预定的研究任务。首先,针对微波毫米波协同工作的背景从微波毫米波单元形式、协同馈电方法、整体拓扑结构三个方面入手,形成了微波毫米波频段协同器件的总体方案。基于此基本方案,本项目研究并实现了一系列微波毫米波协同的电路及天线。其次,针对未来移动通信发展需求,本项目还研究了宽带波束赋形网络、微波毫米波可重构器件、高能效有源电路及微波毫米波器件优化算法,这些成果未来可以应用到下一代无线通信系统中。.本项目四年内发表SCI论文24篇,其中在国际权威IEEE Transactions学术期刊上发表论文15篇(中科院一区论文6篇)。此外,发表EI检索国际学术会议论文16篇。相关成果申请中国发明专利7件,授权中国发明专利2件。四年来课题组成员参加国际会议15人次。.项目负责人在此期间获2018 年度高等学校科学研究优秀成果奖自然科学奖二等奖、国际学术会议2020 IEEE MTT-S IMWS-AMP 和2017 ISMOT的最佳论文奖。获批国家自然科学基金面上项目1项,受邀担任天线领域权威期刊IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters、微波领域期刊Microwave and Optical Technology Letters的副主编以及IEEE Industrial Electronics Society技术委员会委员。.项目负责人培养硕士研究生6人,指导 2017级硕士生王创凯获得国际学术会议2020 IEEE MTT-S IMWS-AMP 最佳学生论文奖, 指导2017级硕士生唐伟晟获得国际学术会议2019 IEEE MTT-S IWS 最佳学生论文奖,指导2018级硕士生温佳敏获得20th IEEE SZ/HK AP/MTT Postgraduate Conference最佳学生论文奖季军,指导2018级硕士生邓文慧和2019级博士生马超骏获得2020 IEEE iWem 最佳口头报告奖。.综上所示,本项目圆满完成既定研究目标。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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