TR-UWB無線通信系統(tǒng)中的天線及系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、時(shí)間反演(TR)作為一種在復(fù)雜媒質(zhì)中實(shí)現(xiàn)時(shí)間和空間聚焦的技術(shù)，最初應(yīng)用于聲學(xué)，近年來被引入電磁波領(lǐng)域。由于時(shí)間和空間上的超分辨力聚焦特性，TR應(yīng)用于超寬帶(UWB)無線通信時(shí)，將極大地增加信道容量，減少同信道干擾，降低碼間干擾，提高信息傳輸速率，提高信噪比，軍事上可以實(shí)現(xiàn)低成本保密通信，因此吸引了大批無線通信研究者。 本論文充分調(diào)研了基于TR的無線通信的研究進(jìn)展，針對(duì)UWB無線通信開發(fā)了一款超寬帶天線，然后搭建了TR-UWB無線

2、傳輸實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，實(shí)驗(yàn)研究了微波暗室內(nèi)無多徑環(huán)境下、微波暗室內(nèi)稀疏多徑環(huán)境下和小型辦公室內(nèi)的TR-UWB無線傳輸。據(jù)我們了解，這是首次采用全時(shí)域方法全面研究基于TR的FCC規(guī)定的UWB無線傳輸。 第一章介紹了超寬帶無線通信的發(fā)展歷史、存在的問題、目前的解決方法以及TR技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，調(diào)研了基于TR的無線通信的研究進(jìn)展，從理論上說明了TR的時(shí)空聚焦原理，并介紹了超寬帶天線的發(fā)展現(xiàn)狀。 第二章介紹了TR-UWB無線傳輸實(shí)驗(yàn)原理，利用

3、先進(jìn)的儀器搭建了TR-UWB無線傳輸實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，介紹了各硬件的指標(biāo)，并提出了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)對(duì)天線的要求。 第三章針對(duì)UWB無線通信開發(fā)了一款超寬帶蝶型槽天線，完成了相應(yīng)的頻域和時(shí)域測(cè)試。測(cè)試結(jié)果顯示，該天線的阻抗帶寬覆蓋FCC規(guī)定的超寬帶范圍，即3.1～10.6GHz，方向圖在工作頻帶內(nèi)較穩(wěn)定。天線的時(shí)域特性較好，對(duì)脈沖信號(hào)造成的畸變不嚴(yán)重，基本滿足超寬帶無線通信的要求。 第四章采用全時(shí)域方法研究了微波暗室內(nèi)無多徑環(huán)境下、微波暗

4、室內(nèi)稀疏多徑環(huán)境下和小型辦公室內(nèi)的TR-UWB無線傳輸。研究?jī)?nèi)容包括TR對(duì)信號(hào)波形的恢復(fù)、多徑效應(yīng)抑制能力、能量聚焦特性，以及實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的傳輸速率、不同脈沖對(duì)系統(tǒng)性能的影響、不同天線對(duì)系統(tǒng)性能的影響等。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，TR技術(shù)能夠有效地抑制多徑，顯著提高信號(hào)幅度，改善信號(hào)波形。系統(tǒng)的傳輸性能不僅與多徑的豐富程度有關(guān)，也與脈沖的形狀和天線的特性有關(guān)。在1Gpulses/s的脈沖速率下，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)仍能正常傳輸，顯示了TR-UWB無線傳輸在速率上的