應(yīng)用于UWB-MIMO通信的天線研究.pdf

1、作為一種典型的應(yīng)用于短距離通信的高速無(wú)線傳輸技術(shù)，超寬帶(UWB)技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的發(fā)展，它特別適合于室內(nèi)環(huán)境的無(wú)線通信。然而，一方面，為了避免UWB信號(hào)對(duì)其它通信設(shè)備的干擾，美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)(FCC)等電信管理部門對(duì)UWB信號(hào)的功率譜密度進(jìn)行了嚴(yán)格的限制，從而限制了數(shù)據(jù)傳輸速率的進(jìn)一步提高，與人們對(duì)更高速傳輸?shù)臒o(wú)限追求相悖；另一方面，室內(nèi)環(huán)境中具有豐富的多徑，使得多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)可以利用自身固有的陣列增益和空間復(fù)用增益

2、，大大提高頻譜利用率，從而有效提高信道容量和數(shù)據(jù)傳輸速率。因此，將MIMO技術(shù)與UWB技術(shù)相結(jié)合，不僅可以打破對(duì)UWB信號(hào)的功率限制，而且還可以有效提高系統(tǒng)的信道容量，從而大幅提高系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速率。
　　天線作為無(wú)線通信中發(fā)射和接收電磁波的裝置，它的特性對(duì)無(wú)線通信系統(tǒng)的性能具有重大影響。要設(shè)計(jì)應(yīng)用于UWB-MIMO系統(tǒng)的天線，首先需要設(shè)計(jì)具有寬頻帶、寬波瓣和穩(wěn)定增益的天線單元，其次要充分利用天線的分集技術(shù)，這就需要設(shè)計(jì)具有良好分

3、集性能的天線陣列。
　　本論文共分六章，主要內(nèi)容如下：
　　本論文第一章分別介紹了UWB技術(shù)、MIMO技術(shù)、UWB-MIMO技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀以及UWB-MIMO天線的研究現(xiàn)狀。
　　第二章主要介紹了MIMO天線的分集技術(shù)及其分集性能的表征。分集可以有效抵抗無(wú)線信道中的多徑衰落，從而提高通信質(zhì)量和可靠性。此外，還對(duì)UWB-MIMO天線的設(shè)計(jì)要求與思路進(jìn)行了總結(jié)。UWB-MIMO天線的設(shè)計(jì)難點(diǎn)包括如何對(duì)天線尺寸與單元間隔離

4、度進(jìn)行折衷，從而得到較佳的設(shè)計(jì)方案。
　　第三章主要從收發(fā)天線的朝向及相對(duì)高度這兩方面，研究了具有全向方向圖和定向方向圖的兩種UWB天線對(duì)室內(nèi)信道特性的影響。研究表明，全向的UWB天線由于可以接收到更豐富的多徑信號(hào)，更適合用于室內(nèi)信道測(cè)量。
　　第四章分析了兩單元UWB-MIMO天線、三單元UWB-MIMO天線和四單元UWB-MIMO天線的單元位置和排列方式對(duì)天線性能的影響。分別從天線匹配、天線隔離度及天線方向圖等角度對(duì)不同