具有类似单极子辐射特性的同频同时全双工天线关键技术研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    61901272
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    24.5万
  • 负责人：
    吴迪
  • 依托单位：
    深圳大学
  • 学科分类：
    F0119.电磁场与波
  • 结题年份：
    2022
  • 批准年份：
    2019
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

With the spectrum resource becoming increasingly scarce nowadays, Simultaneous Transmit and Receive (STAR) technology has attracted extensive attention worldwide, as it could theoretically double the spectral efficiency. In the application of military electronic warfare system, the transmit and receive antennas of the STAR are required to be not only designed in limited space, but also with high isolation and monopole-like radiation characteristics. Hence, it makes difficult trade-offs in the radiation characteristics, isolation, size and bandwidth of the STAR antenna. To resolve the above problems, we firstly investigate passive coupling theory and decoupling methods between the transmit and receive ports of the STAR antenna, which could help to realize antenna miniaturization and good antenna radiation efficiency. Following that, based on the near field cancellation technique, we systematically investigate the miniaturization and wideband schemes of the STAR antenna with monopole-like radiation characteristics and high isolation. This project is expected to resolve the problems of miniaturization、wideband、and high isolation of the STAR antenna with monopole-like radiation characteristics, and also to provide a theoretical basis and design guideline for the design of STAR antenna in the future.
在当今频谱资源日益珍贵的背景下，同频同时全双工(CCFD, 又称STAR)技术凭借其将频谱效率理论上再提高一倍的潜在魅力，受到了国内外的高度关注。在军事电子战系统中，还需要在一个有限的空间设计具有高隔离度的STAR天线，且具有类似单极子的辐射特性。这样就导致了STAR天线在辐射特性、隔离度、尺寸、带宽等方面难以兼顾。针对以上问题，本项目将先对STAR天线收发端口间的无源耦合理论和去耦方法进行研究，以促进STAR天线的小型化设计，并保证收发天线的辐射效率。随后，将基于近场抵消技术，系统性地研究具有高隔离度的、类似单极子辐射特性的STAR天线的小型化设计及其宽带设计。本项目的实施有望突破具有类似单极子辐射特性STAR天线的小型化、宽带和高隔离度等关键问题，为今后设计该类天线提供理论依据和设计指导。

结项摘要

同频同时全双工(CCFD, 又称STAR)技术凭借其将频谱效率理论上再提高一倍的优势，近年来受到了国内外同行的高度关注。在现代通信系统中，通常还需要在一个有限的空间设计具有高隔离度的STAR天线，且具有宽的工作带宽，相同的极化状态和近似的辐射方向图。这样就导致了STAR天线在辐射特性、隔离度、尺寸、带宽等方面难以兼顾。针对以上问题，本项目首先对天线阵列单元间的无源耦合理论和去耦方法进行了研究。采用了遗传算法对双频多天线阵列单元间的去耦匹配网络进行了精确设计并获得了较高的隔离度。随后，基于N-ary算法提出了在提高天线单元隔离度的基础上同时对天线的方向图进行赋形的新方法。其次，在STAR天线小型化设计方面，设计了一款紧凑的具有高隔离的单站共圆极化STAR天线系统。通过将其天线和馈电网络集成为一个射频前端模块，实现了其集成化和小型化设计，并获得了高收发隔离度。最后，在宽带STAR天线设计方面，设计了两款宽带STAR天线系统，均实现了极高的收发隔离度，收发共极化，且高度相似的全向辐射方向图。通过此项目的研究，共发表国际主流SCI期刊论文7篇，EI国际会议论文4篇，申请并授权3项中国发明专利。

项目成果

期刊论文数量（7）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（4）
专利数量（3）
Compact Quarter-Mode Substrate-Integrated Waveguide Dual-Frequency Millimeter-Wave Antenna Array for 5G Applications
适用于 5G 应用的紧凑型四分之一模基板集成波导双频毫米波天线阵列
  • DOI：
    10.1109/lawp.2020.3003305
  • 发表时间：
    2020-06
  • 期刊：
    IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters
  • 影响因子：
    4.2
  • 作者：
    Yu Xiang Sun;Di Wu;Xiao Sheng Fang;Nan Yan
  • 通讯作者：
    Nan Yan
Improvement for MIMO Systems by Increasing Antenna Isolation and Shaping Radiation Pattern Using Hybrid Network
通过使用混合网络增加天线隔离和塑造辐射模式来改进 MIMO 系统
  • DOI：
    10.1109/tie.2021.3128914
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    IEEE Transactions on Industrial Electronics
  • 影响因子：
    7.7
  • 作者：
    Min Li;Yujie Zhang;Fan Jiang;Di Wu;Lawrence Yeung;Lijun Jiang;Ross D. Murch
  • 通讯作者：
    Ross D. Murch
Wideband Monostatic Co-Horizontally Polarized Simultaneous Transmit and Receive Antenna Subsystem With Integrated Beamforming Network
具有集成波束形成网络的宽带单站同水平极化同步发射和接收天线子系统
  • DOI：
    10.1109/tap.2021.3111205
  • 发表时间：
    2022-02
  • 期刊：
    IEEE Transactions on Antennas and Propagation
  • 影响因子：
    5.7
  • 作者：
    Di Wu;Ruina Lian;Bing Xiao;Bo Wang;Min Li;Yujiang Wu;Kwan Lawrence Yeung
  • 通讯作者：
    Kwan Lawrence Yeung
Novel CMA Scheme to Design Self-decoupled MIMO Dipole Pair for Base-station Applications
用于设计用于基站应用的自解耦 MIMO 偶极子对的新型 CMA 方案
  • DOI：
    10.1109/tap.2021.3118812
  • 发表时间：
    2021-10
  • 期刊：
    IEEE Transactions on Antennas and Propagation
  • 影响因子：
    5.7
  • 作者：
    Min Li;Bing Xiao;Changfei Zhou;Di Wu;Kwan Lawrence Yeung;Li Jun Jiang;Ross D. Murch
  • 通讯作者：
    Ross D. Murch
Millimeter-Wave Dual-Polarized Dielectric Resonator Reflectarray Fabricated by 3D Printing With High Relative Permittivity Material
高相对介电常数材料3D打印毫米波双偏振介质谐振器反射阵列
  • DOI：
    10.1109/access.2021.3098982
  • 发表时间：
    2021-01-01
  • 期刊：
    IEEE ACCESS
  • 影响因子：
    3.9
  • 作者：
    Sun, Yu-Xiang;Wu, Di;Ren, Jian
  • 通讯作者：
    Ren, Jian

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其他文献

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  • 期刊：
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  • 作者：
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  • 通讯作者：
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  • 作者：
    吴迪;戴隆华;臧晓秋;熊焱;吴成亮
  • 通讯作者：
    吴成亮

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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