用于UWB定位系統(tǒng)的天線及射頻前端研究與設計.pdf

1、隨著技術的不斷發(fā)展，寬帶系統(tǒng)逐漸成為學術研究和工程應用的熱點領域。特別是超寬帶系統(tǒng)的發(fā)展使得無線寬帶系統(tǒng)及相關器部件設計有了一個新的研究方向。本文基于超寬帶定位系統(tǒng)，研究并設計了射頻前端的幾個關鍵器件，包括：具有陷波能力的全向及定向天線、寬帶帶通濾波器、寬帶低噪聲放大器。文中重點研究了平面印制天線的小型化和陷波方法，寬帶濾波器的設計，并深入研究了低噪聲放大器。
　　本文首先針對超寬帶天線研究背景及目前通行的陷波方法做了廣泛深入的研

2、究，總結了超寬帶天線設計的兩大難點：1.如何利用小尺寸設計超寬帶天線，2.如何在小型化的超寬帶天線上采用簡單結構方法設計陷波。基于這兩個設計難點，本文對天線結構和陷波方法持續(xù)改進。在全向天線方面，利用C形槽精準設計單極子天線的陷波。實現(xiàn)在2GHz–13GHz的帶寬基礎上的雙陷波特性。陷波位置在2.37-2.65GHz和5.136-5.433GHz，對于WLAN(2.405GHz-2.485GHz)和WiMAX(5.15GHz–5.35G

3、Hz)設計了良好的頻響阻帶。定向天線方面，本文首先針對平面準八木天線進行改造，以縮小尺寸。提出了利用Vivaldi結構設計平面八木天線的新思路，該方案縮減了原天線的尺寸，并且對指標沒有產(chǎn)生影響。陷波方面，提出利用雙偶極子設計陷波的全新方法。該方法僅通過調(diào)節(jié)偶極子間距和長度，即可以實現(xiàn)陷波位置的搬移，結構簡單便于設計，理論上可以實現(xiàn)任意頻點的陷波，依照此方案所設計天線帶寬為3.08-11.12GHz，全面覆蓋UWB頻段，陷波從5.12GH

4、z到6.08GHz，群時延仿真和實測結果顯示，群時延小于0.5ns,證明天線具備良好的時域特性。
　　隨后兩章著重研究寬帶濾波器和低噪聲放大器，對每一個器件都做了具體深入的分析，通過設計案例對比總結出行之有效的設計方法。本文在天線研究的基礎上對射頻電路進行了深入的探索，系統(tǒng)的總結了濾波器和低噪聲放大器的背景、技術指標和設計方法，文章內(nèi)容全面系統(tǒng)。濾波器章節(jié)完成了交指型平行線濾波器的設計加工和測試對比。低噪聲放大器章節(jié)首先深入的介紹