高FP值小型化IR-UWB单元天线设计与应用研究

发布时间：2017-04-25 09:00

  本文关键词：高FP值小型化IR-UWB单元天线设计与应用研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：高峰值保真度(FP值)小型化IR-UWB天线单元设计技术是高性能超宽带(UWB)无线电系统(包括UWB引信、UWB通信、UWB生物成像等)的一项基础性关键技术,该技术对UWB的系统的探测分辨率(或系统误码率、或成像清晰度)等影响甚大。然而,至今为止,小型化IR-UWB天线单元的超低时域色散技术问题尚未解决好,这已严重影响了新一代IR-UWB系统性能的实现,故需尽快解决。针对上述技术问题和需求,本论文专门设计了一种具有新型结构和差分激励的小型化多端口IR-UWB天线。仿真和实测结果表明,该天线能够在0.5-1GHz(相对带宽66.67%)频段内实现6.8dBi的辐射增益;同时,该天线能够在适当的正弦调制高斯脉冲激励下,其时域FP值不小于0.7,且性能稳定。为了进一步考察本文IR-UWB天线在高性能UWB系统中的应用特性,作者在第五章专门研究了基于该天线的UWB测角系统特征及其性能仿真方法。仿真结果表明,该天线具有很好的二维测角及三维寻的功能。本文天线的设计方法、研究思路,以及为新一代超宽带天线的设计研究以及性能评估提供了技术基础。
【关键词】：IR-UWB天线 UWB测角系统 时频域分析
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN822.8
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 绪论8-10
• 1.1 研究背景和意义8
• 1.2 问题提出8-9
• 1.3 本文的主要工作和创新点9-10
• 第二章 UWB天线基础10-20
• 2.1 UWB天线基本原理10-14
• 2.1.1 辐射原理10-11
• 2.1.2 主要电性能参数11-12
• 2.1.3 FP值12-14
• 2.2 超宽带天线定义14
• 2.3 IR-UWB天线种类14-19
• 2.3.1 加载天线14-15
• 2.3.2 领结型天线15-16
• 2.3.3 TEM喇叭天线16-17
• 2.3.4 反射面脉冲辐射天线17-19
• 2.4 小结19-20
• 第三章 IR-UWB天线设计20-36
• 3.1 IR-UWB天线要求20-24
• 3.2 关键参数优化24-30
• 3.2.1 反射墙高度h24-25
• 3.2.2 反射腔半径R25-27
• 3.2.3 水平振子高度h127-28
• 3.2.4 过孔半径R328-30
• 3.3 天线结果30-35
• 3.3.1 仿真结果30-31
• 3.3.2 实测结果31-35
• 3.4 小结35-36
• 第四章 IR-UWB天线时频特性分析36-49
• 4.1 概述36
• 4.2 频域响应特性36-41
• 4.3 时域响应特性41-46
• 4.3.1 时域激励及响应分析41-45
• 4.3.2 时域测距分析45-46
• 4.4 FP值分布特性46-48
• 4.5 小结48-49
• 第五章 多端口IR-UWB天线在测角系统中的应用研究49-64
• 5.1 概述49-51
• 5.2 系统模型分析51-56
• 5.2.1 整体模型51
• 5.2.2 静态目标模块51-52
• 5.2.3 天线方向图模块52
• 5.2.4 和差器模块52-56
• 5.2.5 下变频模块56
• 5.3 仿真验证结果56-63
• 5.3.1 二维测角56-59
• 5.3.2 三维寻的59-63
• 5.4 小结63-64
• 第六章 总结与展望64-65
• 6.1 研究总结64
• 6.2 研究展望64-65
• 参考文献65-69
• 致谢69-70
• 攻读学位期间取得的科研成果70-72

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