無線傳感器網(wǎng)絡(luò)匯聚節(jié)點的方向回溯天線陣.pdf

1、隨著無線傳感器網(wǎng)絡(luò)從實驗室研究階段逐步走向?qū)嶋H應(yīng)用,出現(xiàn)了很多相關(guān)的技術(shù)問題需要解決。在大面積的遠(yuǎn)程環(huán)境監(jiān)測中,如新疆煤田火區(qū)監(jiān)測,采用了符合我國國情的GPRS數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù),將觀測數(shù)據(jù)回傳至幾百公里甚至幾千公里之外的監(jiān)控中心。這方面的研究已經(jīng)初步取得了成功,但是在回傳的過程中,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)匯聚節(jié)點上的GPRS模塊天線的增益、功率較小,與移動基站之間的通信距離不對等,限制了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)向遠(yuǎn)離基礎(chǔ)設(shè)施區(qū)域的延伸。
　　 針對上述

2、問題,本文為無線傳感網(wǎng)絡(luò)匯聚節(jié)點GPRS通信模塊設(shè)計GSM900頻段方向回溯天線陣,當(dāng)監(jiān)測中心服務(wù)器通過移動基站向網(wǎng)絡(luò)發(fā)出指令時,匯聚節(jié)點上的天線自動追蹤來波方向,天線波束由全向變?yōu)樽远ㄏ?且由于天線陣功率合成作用使得增益增大,通信距離延長至與移動基站通信半徑幾乎對等,有望在不增加節(jié)點能耗的基礎(chǔ)上,使無線傳感網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍進一步擴大,提高網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性。
　　 本文首先對微帶天線的工作原理及分析方法進行闡述,給出了矩形微帶天線的尺寸

3、計算公式及饋電方式,為方向回溯單元天線的選取做好準(zhǔn)備。然后詳細(xì)論述了相位共軛混頻方案實現(xiàn)方向回溯原理。接下來,結(jié)合微帶天線理論,實驗構(gòu)建了雙端角饋微帶天線單元,仿真結(jié)果發(fā)現(xiàn)該天線雖增益較高,但頻段不在應(yīng)用中要求的GSM900頻段且?guī)捿^窄。為此,綜合分析了各種微帶天線寬頻帶技術(shù),對介質(zhì)板介電常數(shù)及厚度進行調(diào)整,但仍不能滿足設(shè)計要求。得到相關(guān)文獻中在接地板或貼片表面開設(shè)縫隙可以實現(xiàn)雙頻或展寬帶寬的啟示,在矩形貼片表面開設(shè)了一矩形槽孔,仿真