基于時(shí)間反演的超寬帶通信與成像技術(shù)研究.pdf

1、超寬帶（UWB）技術(shù)憑借其超高的傳輸速率、極高的多徑分辨率和低功率、低成本的優(yōu)勢(shì)在短距離無(wú)線(xiàn)通信、雷達(dá)跟蹤和精確定位等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。但因其具有很寬的帶寬，為了避免對(duì)現(xiàn)有無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的使用產(chǎn)生干擾，更好地與現(xiàn)有無(wú)線(xiàn)電信號(hào)實(shí)現(xiàn)頻譜共享，其發(fā)射功率被限制在一個(gè)很低的水平，此外超寬帶信道是一個(gè)高頻率選擇性衰落信道，具有非常豐富的多徑分量，這為超寬帶信號(hào)的接收帶來(lái)了很大問(wèn)題。針對(duì)超寬帶技術(shù)存在的問(wèn)題，本文提出利用時(shí)間反演（Time Re

2、versal，TR）技術(shù)的空時(shí)聚焦特性，將其作為一種空時(shí)濾波方法引入超寬帶，提出基于時(shí)間反演的超寬帶通信技術(shù)，達(dá)到提高系統(tǒng)性能，降低接收設(shè)備復(fù)雜性目的。此外針對(duì)時(shí)間反演技術(shù)在目標(biāo)探測(cè)成像領(lǐng)域的應(yīng)用，本文還深入研究了時(shí)間反演算子分解（DORT）成像算法和時(shí)間反演多信號(hào)分類(lèi)（TR-MUSIC）成像算法，該技術(shù)在空間目標(biāo)散射體探測(cè)、定位和成像領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。
　　本文的主要工作概括如下：
　　首先，簡(jiǎn)要介紹了超寬帶通信系統(tǒng)

3、的基本理論，具體包括超寬帶信號(hào)的產(chǎn)生及調(diào)制方式，超寬帶傳播信道模型和超寬帶接收方案。
　　其次，分析研究了基于時(shí)間反演的超寬帶通信技術(shù)的應(yīng)用。闡述了基于時(shí)間反演的超寬帶通信技術(shù)基本原理，并利用FDTD電磁仿真算法，通過(guò)建立模型驗(yàn)證了時(shí)間反演的空時(shí)聚焦特性。針對(duì)諧振腔內(nèi)無(wú)法實(shí)現(xiàn)通信的問(wèn)題，提出將基于時(shí)間反演的超寬帶通信系統(tǒng)應(yīng)用于實(shí)現(xiàn)類(lèi)似諧振腔結(jié)構(gòu)的密閉艙環(huán)境下的通信，并對(duì)系統(tǒng)性能進(jìn)行了仿真。
　　最后，研究了基于時(shí)間反演成像技