UWB天线的分析与设计及信号在限定空间的传播研究.pdf

上海大学
硕士学位论文
UWB天线的分析与设计及信号在限定空间的传播研究
姓名:陆祎敏
申请学位级别:硕士
专业:电磁场与微波技术
指导教师:杨雪霞
20070101
摘要关键词:无线通信,超宽带,印刷天线,信号传播,限定空间,毫米波。由于许多独特的优势,超宽带际醭晌O衷谖尴咄ㄐ胖械囊桓鲅究热点,并将成为未来短距离无线通信的首选技术。而其中煜呤窍低的关键器件之一;由此而产生的信号在限定空间传播问题亦有待研究。本文工首先,在回顾和分析了一系列煜叩幕∩希岢隽艘恢中滦偷脑盘偶极子印刷煜撸云涔ぷ髟碜隽顺醪椒治觥S肍ê突贔的商业软件进行仿真设计,.,并且具有较一致的全向的辐射特性和增益。基于此结构设计了一副具有阻带..特性的煜摺其次,使用基于的砑突谏湎吒俜ǖ腤软件研究了藕旁谑夷诘拇úヌ匦裕⒔辛耸笛椤Q芯勘砻魇夷诙嗑效应明显,接收信号强度和距离,以及天线的增益、方向图等因素有关,金属障碍物对信号接收影响巨大。最后,研究了毫米波在圆形隧道内传播特性。使用同隧道模型中接收信号强度、路径损耗和时延扩展进行了讨论,并且在上海地铁隧道内做了实验测量。研究表明,为了提高毫米波信号的接收强度,在隧道中适用垂直极化;列车本身对毫米波信号的传播影响不大;隧道的弯曲会影响毫米波的传播,应该在视距范围内加装中继装置。作主要包括三部分内容。软件对不上海大学硕宦畚
螩甌...籺.,,琲甋猵上海大学硕上学位论文甌..甌,
琾:,上海大学硕宦畚.
签名:趣导师签名:辫日期:主掣签名:弦堑纽日期:单/‘原创性声明本论文使用授权说明本人声明:所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作。除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已发表或撰写过的研究成果。参与同一工作的其他同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人完全了解上海大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留论文及送交论文复印件,允许论文被查阅和借阅;学校可以公布论文的全部或部分内容。C艿穆畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑上海大学硕宦畚
第一章绪论尴咄ㄐ诺奶氐众所周知,无线电的频谱资源是有限的,而无线通信的需求却在爆炸式地看,超宽带际跏墙饩稣庖晃侍獾暮梅椒ā技术并不是一种崭新的技术——甚至可以追溯到无线通信的初期,波波夫、马可尼发明越洋无线电报的时代,在世纪年代,美国军方开始将际跤τ糜诶状铩⒍位和通信系统中,而近年来际踉诿裼昧煊蛑鸾ハ韵殖銎涔憷ǖ挠τ们低车奶氐低持曰崛〉萌绱舜蟮墓刈⒃谟谄溆判愕男藕糯涮匦浴拦0钔ㄐ盼被开放裆猛镜钠荡ǎ坛掏ㄐ偶安饬肯低澄..。上裣低常叵绿讲饫状铮搅疲踩猛限制使用者翟乩状锵低常捣狼死状锏任其中以..的短距离无线通信系统最具有吸引力,成为研究的最热点。和传统的窄带通信相比,低尘哂芯薮蟮拇怼F浔局适且恢植挥迷波,而采用时间间隔仅为几个纳秒到几个皮秒的短脉冲进行通信的方式。具有以下的特点:定义绝对带宽和相对带宽玎和分别为一巧一巧增长着。因此,需要有一项新技术可以为无线通信打开一片新的天地。目前来景】。以下,或..。泶上海大学硕宦畚.
曰眦妒其中,颓煞直鹞O低车母叨似档愫偷投似档恪系统要求相对带宽叩大于%,或绝对带宽大于渌俾矢最大传输速率可达几百甚至。在嗬敕段诘姆逯邓俾饰使用简单的间歇脉冲收发数据使得功耗大大降低。仅为手机、无线踩郧由于一个很窄的脉冲在频域上可以将信号能量从低频一直扩展到相当高的频率上,发射信号在相当大的频段范围内平均发布,被淹没在环境噪声中而很难被检测到,具有很强的保密性。由于藕糯硪话闶窍钟邢低炒淼氖Щ蚴虮叮虼薝通信可用很低的发送功率达到传统窄带通信无法达到的信道速率,实现大容量通信。苟嗑洞ú低车膎兜穆龀迨苟嗑缎藕拍茉谑奔渖辖蟹掷耄哂薪细叩拇透力,可以穿透墙壁和其他物体,使得际趸箍捎糜诙ㄎ弧⒊盗痉雷病杀镜低惩ü⑺蚢堵龀謇创涫荩皇褂迷夭ǖ缏罚扌韪丛拥调制解调电路和滤波器等,故设备简单;系统几乎可以全数字化,非常适于芯片集成化。发送功率低,故成本比较低。表猆系统和其他短距离通信系统的特性的一些比较【俊4颖碇我们很明显就可以看出低吃诙叹嗬胛尴咄ㄐ帕煊蛑械挠攀啤,⑸湫藕殴β势酌芏鹊的/萘看由香农理论可知,系统性能随带宽的增加是线性的:测距、透视等方面。上海大学硕士学位论文
煜叩纳杓埔G煜呤荱系统的关键器件之一,也是最具挑战性的部分。传统天线仅为窄带系统设计,辐射窄带信号。如果窄脉冲加在这样的天线上,信号会在低持校煜咂涫狄彩且桓鲋匾5穆龀逭吐瞬ㄆ鱮—。信号在频域上的任何由天线造成的失真都会导致在传输过程中信号的失真,从而导致了在接受端要恢复信号而增加检波部分的复杂度】。煜叩男阅鼙匦敕蟄信号的一系列的特点。要求辐射脉冲保持激励信号性状、失真小;在很宽的频带内,