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一种应用于目标检测和跟踪的和差波束扫描的双周期漏波天线阵列 Research Article

黄棉烽1,2,刘菊华1,2

《信息与电子工程前沿（英文）》 2023年第24卷第4期页码 567-581 doi: 10.1631/FITEE.2200473

摘要：本文提出一种两个基片集成波导（SIW）周期性漏波天线（LWA）组成的天线阵列，该阵列具有和差波束扫描功能，可应用于目标检测和跟踪。阵列由两个具有不同周期的漏波天线组成，其中每个漏波天线通过n=-1空间谐波辐射产生窄波束。这两个漏波天线因为具有不同的周期所以可产生两个不同方向的波束。当对阵列进行同相馈电时，这两个波束将组合成和波束；当对阵列进行反相馈电时，两个波束则组合成差波束。我们设计了集成180°混合网络的阵列，并对其加工与实测。实测结果显示阵列的和波束增益最高可达15.9 dBi，和波束扫描范围为-33.4°至20.8°。在扫描范围内，差波束中的零点方向与和波束的辐射方向角一致，最低的零点深度为-40.8 dB。实测结果表明该天线阵列具有优异的性能，能够为目标检测和跟踪应用提供一种低复杂度和低成本的替代解决方案。

关键词：天线；漏波天线（LWA）；基片集成波导（SIW）；和差波束；目标检测和跟踪

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具有高隔离度的毫米波平面双极化共口径阵列天线 Correspondence

曹羽艳1,郭子均1,郝张成1,2,3

《信息与电子工程前沿（英文）》 2022年第23卷第10期页码 1568-1578 doi: 10.1631/FITEE.2200122

摘要：

本文提出并设计了一种毫米波平面共口径阵列天线。通过集成基板集成波导（SIW）和带状线激励网络，将K波段天线嵌入至Ka波段天线内部。通过共享辐射口径减小天线尺寸，降低其剖面高度。所设计的Ka波段天线通过SIW腔体表面的一对平行缝隙辐射水平极化波，而K波段天线通过SIW腔体表面的蝴蝶结形缝隙辐射垂直极化波。为了验证以上设计思想，我们设计了一款中心工作频率为19 GHz和30 GHz的8×8共口径阵列天线，并采用多层印刷电路板（PCB）技术进行加工制造。实测结果表明，该天线在K波段和Ka波段的−10 dB阻抗带宽分别为7.73%和大于20%，相应的隔离度分别高于60 dB和44 dB。所提出的共口径天线具有小尺寸、低剖面和高隔离度的优点，可应用于小型化毫米波无线通信系统。

关键词：共口径；平面天线；高隔离度；基片集成波导

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堆叠排列基于衬底集成波导腔体的半圆型贴片天线用于带有滤波效应的宽带圆极化 Correspondence

姚奕彤,董刚,朱樟明,杨银堂

《信息与电子工程前沿（英文）》 2023年第24卷第5期页码 759-766 doi: 10.1631/FITEE.2200398

摘要：文章提出一种应用于 X 频段和 Ku 频段卫星无线通信的带有滤波效应的新型宽带圆极化天线。该结构包含一个驱动层（同时也是滤波层）以及一个堆叠层（同时也是圆极化层）。带通滤波响应中的两个辐射零点，是衬底集成波导（SIW）腔体支持的开口与嵌入式驱动贴片的综合效果。引入倒角贴片作为堆叠元件，具有同时实现圆极化和拓宽工作带宽的能力。实验结果与仿真结果吻合良好，测量的−10-dB 阻抗带宽和 3-dB 轴比带宽分别为10.83% 和 15.54%。

关键词：圆极化；滤波效应；贴片天线；衬底集成波导

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基于玻璃集成无源器件工艺的60-GHz小型化宽带超表面天线 Research Articles

Hai-yang XIA, Jin-can HU, Tao ZHANG, Lian-ming LI, Fu-chun ZHENG

《信息与电子工程前沿（英文）》 2020年第21卷第1期页码 174-181 doi: 10.1631/FITEE.1900453

摘要：提出一种面向封装天线应用的60-GHz小型化宽带超表面天线。基于玻璃集成无源器件制造技术，采用共面波导馈电环形谐振器表征玻璃基板的材料特性。该天线于高介电常数玻璃基板上设计以实现天线小型化。在TM10模式下，贴片单元之间的间隙使该天线贴片辐射孔径得以减小。该天线在结构上采用共面波导馈电，进而激励蝶形缝隙，最终耦合激励位于天线上表面的超表面贴片。该天线可同时支持TM10模和反相TM20模，从而提升带宽性能。经过设计、优化及加工，该天线的辐射贴片尺寸为0.31λ0×0.31λ0，厚度为0.06λ0。采用基于探针结构的天线测量装置完成该天线测试，测试结果显示天线带宽为53.3～67 GHz。在60 GHz频点处，该天线增益测量值约为5 dBi。

关键词： 60 GHz；封装天线；共面波导馈电环形谐振器；玻璃集成无源器件；超表面天线；小型化天线

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一种面向地面区域检测和目标跟踪的多传感器系统协同调度方法 Research Article

张昀普,付强,单甘霖

《信息与电子工程前沿（英文）》 2023年第24卷第2期页码 245-258 doi: 10.1631/FITEE.2200121

摘要：本文提出一种面向多任务协同的多传感器系统协同调度方法，并将其应用于地面区域检测和目标跟踪。调度的目的是选择最佳的传感器来完成分配的作战任务，并获得最佳作战收益。首先建立区域检测模型，并提出检测风险的计算方法以量化在调度中的检测收益。然后结合道路约束信息和多普勒盲区信息建立地面目标跟踪模型，并引入后验克拉美罗下限评估未来时刻的跟踪精度。最后，考虑检测、跟踪和能耗控制的需求建立目标函数，通过求解目标函数，得到最优的传感器调度方案。仿真结果表明，所提传感器调度方法可以选择合适的传感器完成所需作战任务，并在区域检测、目标跟踪和能耗控制方面均具有良好性能。

关键词：传感器调度；区域检测；目标跟踪；道路约束；多普勒盲区

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面向5G n260应用的低成本基片集成空腔波导高次模背腔缝隙天线阵

齐紫航1,2,3,李秀萍1,2,3,朱华1,2,3

《信息与电子工程前沿（英文）》 2021年第22卷第4期页码 609-614 doi: 10.1631/FITEE.2000503

摘要：毫米波天线设计面临高增益、宽带、低成本等诸多挑战，在该频段基片集成波导（Substrate Integrated Waveguide，SIW）由于其辐射损耗低和易集成的优势而被广泛应用。然而在毫米波频段SIW的介质损耗直接降低了天线辐射效率，若采用低损耗介质材料会导致较高的制造成本。基片集成空腔波导（Empty Substrate Integrated Waveguide，ESIW）结构通过去除SIW中介质，可实现电磁波低损耗传输，在毫米波频段具有广阔应用前景。天线采用基片集成空腔波导结构设计，消除了介质损耗，并引入高次模腔体结构，减小馈电网络复杂度，在保证天线性能前提下，实现了毫米波天线低成本制造，为低成本毫米波天线设计提供了技术参考。测试的最大实际增益为27 dBi，通过与仿真的方向性系数对比，可估计得到天线辐射效率约为72.4%。从天线在37、38、39、40 GHz处的辐射方向图看，测试的方向图与仿真结果具有很好一致性。

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智能天线MC-CDMA系统中空频联合盲多用户检测算法

傅洪亮,酆广增

《中国工程科学》 2006年第8卷第2期页码 34-38

摘要：

提出了智能天线多载波CDMA系统中一种空域和频域联合的盲多用户自适应检测算法，它是将空域波束形成和频域合并检测合二为一，使得检测器在空域和频域两维上同时优化，从而提高了系统的检测性能。对这种空频联合检测算法的误码性能进行了分析,并与先自适应波束形成然后再进行频域合并的分步算法进行了仿真比较，仿真结果表明，提出的空频联合盲多用户自适应检测算法的检测性能优于分步检测算法。

关键词：智能天线多载波 CDMA 联合检测

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基于LTCC技术与曲折线天线集成的封装天线系统

Gang DONG,Wei XIONG,Zhao-yao WU,Yin-tang YANG

《信息与电子工程前沿（英文）》 2016年第17卷第1期页码 67-73

摘要：

我们提出了一种基于低温共烧陶瓷（LTCC）技术的与弯折线天线集成的封装天线系统。该系统采用曲折线贴片天线，封装层和层压多芯片模块（MCM）来集成集成电路（IC）裸芯片。微带馈线用于减少贴片和封装之间的相互作用。为了减少电磁耦合，设计并分析了通孔结构。弯曲线天线的带宽为220 MHz，中心频率为2.4 GHz，最大增益为2.2 dB，辐射效率超过其工作频率的90％。制作了集成了曲折线天线的封装天线系统，实验结果与仿真结果吻合良好。

关键词：封装天线（AiP），弯曲线天线，多芯片模块（MCM），低温共烧陶瓷（LTCC），

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基于3D变换电磁学和2D表面电磁学的电磁场操控和天线设计 Review

Peng-fei ZHANG, Yu-kai YAN, Ying LIU, Raj MITTRA

《信息与电子工程前沿（英文）》 2020年第21卷第3期页码 351-365 doi: 10.1631/FITEE.1900489

摘要：尽管人们已经开发了针对不同类型天线的多种设计技术，如线天线、贴片天线、透镜天线以及反射面等，但尚未构建普适的框架技术——普适框架技术应可用于各种天线的综合与设计，使天线具有满足使用者特定需求的电气特性。近年来，5G通信及各种空天技术、国防应用、生物医疗和类似应用的快速发展，迫切需要天线设计技术的大幅提升。本文从场操控角度剖视天线设计技术，为这种框架性构建提供一个可能的思考，以期最终部分满足这种需求。首先，回顾现有操控技术，包括基于麦克斯韦方程和波动方程在内的场变换方法，指出这些技术的局限性，并提出改善性能的方法。其次，介绍一种基于2D超表面的场操控方法及其理论基础——广义反射和折射定律。进一步，探索如何利用2D超表面克服传统的由临界角严格限制的反射和折射局限性。最后，给出场操控方法在天线设计中的应用实例，以期引导人们发展面向未来通信天线设计的通用策略和方法。

关键词：场操控；变换光学；天线设计；表面电磁学

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基于RGBD和稀疏学习的鲁棒目标跟踪 Article

Zi-ang MA, Zhi-yu XIANG

《信息与电子工程前沿（英文）》 2017年第18卷第7期页码 989-1001 doi: 10.1631/FITEE.1601338

摘要：鲁棒目标跟踪近年来成为计算机视觉领域一项重要的且极具挑战性的研究方向。随着深度传感器的普及，深度信息因其对光照变化与遮挡表现出一定的鲁棒性而被广泛应用于视觉目标跟踪算法中。本文提出了一种基于RGBD和稀疏学习的跟踪算法，从三个方面将深度信息应用到稀疏学习跟踪框架。首先将深度图像特征结合现有的基于彩色图像的视觉特征用于目标外观的鲁棒特征描述。为了适应跟踪过程中的各种遮挡情况，我们设计了一种特殊的遮挡物模板用于增广现有的超完备字典。最后，我们进一步提出了一种基于深度信息的遮挡物检测方法用于有效地指示模板更新。基于KITTI和Princeton数据集的大量实验证明了所提出算法的跟踪效果优于时下最先进的多种跟踪器，包括基于稀疏学习的跟踪以及基于RGBD的跟踪。

关键词：目标跟踪；稀疏学习；深度视角；遮挡物模板；深度图像特征

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基于均匀柱面透镜的紧凑型毫米波空气填充基片集成波导交叉电桥

耿淳,连继伟,丁大志

《信息与电子工程前沿（英文）》 2023年第24卷第9期页码 1366-1374 doi: 10.1631/FITEE.2200454

摘要：与传统交叉电桥设计相比，该方法在空气填充的基片集成波导交叉腔内引入一个均匀柱面透镜，将入射波导向指定方向。利用空气填充基片集成波导技术，研制了工作在毫米波频段的二、三、四通道交叉电桥，验证了所提方法的可行性。同时引入过渡结构，便于实验测量。研究发现二、三、四通道空气填充基片集成波导交叉电桥仿真带宽分别为33%、14%和10%，其核心尺寸分别为0.74,λ,×0.74,λ,、1.43,λ,×1.43,λ,和1.90,λ,×1.90,λ,。

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基于LTCC技术集成曲折线天线的封装天线系统

Gang Dong, Wei Xiong, Zhao-yao Wu, Yin-tang Yang,gdong@mail.xidian.edu.cn

《信息与电子工程前沿（英文）》 2016年第17卷第1期页码 67-73 doi: 10.1631/FITEE.1500167

摘要：目的：基于LTCC工艺，设计工作于2.4 GHz频段范围且满足性能指标要求的集成封装天线，同时设计封装腔体结构实现电路芯片的集成。创新点：设计了一种曲折线天线结构用以实现系统的小型化。在封装层腔体内引入一种叠层多芯片组件结构，提高了整体集成度。通过添加通孔及馈线结构减少天线与封装层内部芯片间的电磁耦合。然后，针对封装天线集成电路芯片的需要，提出一种LTCC材料的多芯片组件结构（图8），同时在封装层内加入一定数量的金属通孔（图9），以减少天线与芯片间的电磁耦合。最后，将上述设计的天线与封装层结构整合在一起，并进行实际制作（图12），通过测试得到制作的封装天线系统的方向特性图（图13）和回波损耗特性曲线（图14）。结论：针对2.4 GHz频段的应用需要，提出了一种小型化高集成度的封装天线结构。该结构满足实际应用所需的性能指标，且能方便地通过LTCC工艺实现。

关键词：封装天线；曲折线天线；多芯片组件；低温共烧陶瓷

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基于时域滤波和关联策略的红外慢速目标检测 Article

Jing-li GAO,Cheng-lin WEN,Zhe-jing BAO,Mei-qin LIU

《信息与电子工程前沿（英文）》 2016年第17卷第11期页码 1176-1185 doi: 10.1631/FITEE.1601203

摘要：红外慢速目标的一些独特特性，例如像素少，不成形的边缘信息，低信杂比和低速等，使得它们的检测异常困难，而当被淹没在复杂背景中时尤甚。为了解决这一问题，根据时域目标检测和关联策略，本文提出了一种有效的红外目标检测算法。首先，建立一种时域目标检测模型对疑似目标进行分割，该模型主要包含三个阶段，时域滤波，时域目标融合和交叉积滤波；然后提出一种图模型，来关联不同时刻获取的疑似目标。这种关联依赖于目标的运动和表观特征，可进行多次关联操作获取目标轨迹，并据此区分真实目标和由噪声或杂波引起的虚假目标。实验结果表明本文提出的方法能够准确、鲁棒地检测复杂背景下的红外慢速目标，且与几种基准方法相比具有优越的检测性能。

关键词：时域目标检测；慢速移动目标；图匹配；目标关联

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基于竞争的二进制多目标灰狼算法的快速紧凑天线拓扑优化 Research Article

董健,袁霞,王蒙

《信息与电子工程前沿（英文）》 2022年第23卷第9期页码 1390-1406 doi: 10.1631/FITEE.2100420

摘要：为降低传统多目标天线拓扑优化问题的计算量，本文提出一种基于竞争的二进制多目标灰狼优化算法（CBMOGWO）。该方法引入种群竞争机制，以减轻电磁（EM）仿真的负担并获取适当的适应度值。此外，我们引入余弦振荡函数来改进原始二进制多目标灰狼优化算法（BMOGWO）的线性收敛因子，以在探索和开发之间达到良好平衡。然后，通过与原始BMOGWO和传统二进制多目标粒子群优化（BMOPSO）在12个多目标优化测试问题（MOTPs）和4个多目标背包问题（MOKPs）上比较，验证了CBMOGWO的性能。最后，通过具有高维混合设计变量和多个目标的紧凑型高隔离双频多输入多输出（MIMO）天线的示例，验证了我们的方法在降低计算成本方面的有效性。它为基于多目标进化算法（MOEA）以灵活高效的方式探索新的和意想不到的天线结构提供了新思路。

关键词：天线拓扑优化；多目标灰狼算法；高维混合变量；快速设计

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风云三号微波湿度仪天线设计与分析

王宏建,李靖,刘和光,张升伟

《中国工程科学》 2009年第11卷第4期页码 39-45

摘要：

风云三号（FY-3）湿度仪天线接收各种目标的微波辐射能量，因此天线好坏对整个微波湿度仪系统性能及应用影响极大。FY-3湿度仪天线具有高增益、低噪声和高的波束效率，采用偏馈抛物面天线形式，天线频率分别达到150 GHz和183 GHz，是目前国内有效载荷的最高频率，其成功研制填补了我国航天微波遥感的空白，也使我国航天器天线技术进入一个新的领域文章从天线的系统工作模式、组成、设计要点、关键技术及验证等方面阐述该天线子系统的技术设计与创新。