小型化平板单极uwb天线的设计及其开槽负载特性研究

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1、北京交通大学硕士学位论文UWB由于占有带宽达到数吉赫兹，即使传送路径特性良好也会产生失真，但其具有以下的优点，使得UWB仍然倍受重视131。1、抗干扰性能强：UWB采用跳时扩频信号，系统具有较大的处理增益，在发射时将微弱的无线电脉冲信号分散在宽阔的频带中，输出功率甚至低于普通设备产生的噪声。接收时将信号能量还原出来，在解扩过程中产生扩频增益，因此，在同等码速条件下，UWB具有更强的抗干扰性2、传输速率高：UWB的数据速率可以达到几十Mbps至tJ几百Mbps3、带宽极宽：UWB使用的带宽在1GHz以上。超宽带系统容量大，并目可以和目前的窄带通信系统同时工作而互不干扰4、消耗电能小：通常情

2、况下，无线通信系统在通信时需要联系发射载波，因此，要消耗一定电能。而LrWB不使用载波，只是发出瞬时脉冲电波，则只在需要时才发送脉冲电波，所以消耗电能小5、保密性好：UWB保密性能表现在两方面：一方面是采用跳时扩频，接收机只有己知发送端扩频码时才能解出发射数据；另一方面是系统的发射功率谱密度极低，用传统的接收机无法接收6、发送功率非常小：UWB系统发射功率非常小，通信设备可以用小于lmW的发射功率就能实现通信。低发射功率大大延长系统电源的工作时间。况且，发射功率小，其电磁波辐射对人体的影响也会：}lld,。这样，UWB的应用面就广7、定位精度高：信号的定位精度与其带宽直接相关，UWB信号

3、的带宽一般在500MHz以上，远远高出一般的无线通信信号，因此，其所能实现的定位精度也很高。基带窄脉冲形式的信号，因为其带宽通常在数GHz，所以其定位精度更是可以高达厘米量级。而且，它把多路径的时延分解到IIls以下，这样就能充分抑制多路径衰落的影响：利用高的路径分解能力，可用UWB实现室内的高速高质量近距离无线通信：发送功率极低，不对其它宽带传输带来影响8、极强的多径分辨率：由于常规无线通信的射频信号大多为连续或持续时间远大于多径传播时间。大量多径分量的交叠造成严重的多径衰落，限制了通信质量和数据传输速率。超宽带无线通信发射的是持续时间极短、占空比极低的脉冲，在接收端，多径信号在时间上

4、能做到有效分离9、穿透能力强：超宽带无线通信具有很强的穿透树叶和障碍物的能力，有希望填补常规超短波信号在丛林中不能有效传播的空白，此外超宽带技术还能实现隔墙成像10、便于多功能一体化：纳秒级的窄脉冲具有很高的测距精度，采用超宽带2引言无线通信，很容易将测距、定位与通信合一，而常规无线电难以做到这一点。11、空间容量大表格1．1给出了UwB与其它短距离无线通信技术的比较【3】，通过比较可知小ⅣB适用于短距离高速无线通信，并且具有很小的发射功率。表格1．1超宽带与其它常见短距离无线通信技术的比较Table1．1comparebetweenUWBandothershortwirelesscom

5、municationtechnologyUWBIEEE802．11aBluetoothHomeI讧传输速室可高达1G54M小于1M1．10M(bit／s)通信距小于1010．1001050离(m)发射功lmW以下lW以上1．100mW1W以上率终无线电视，DVD笔记本，台式电笔记本，移动电笔记本，无绳端类型高速因特网网关脑。掌上电脑和话，掌上电脑，移电话，无线音因特网网关动设备响，移动设备应近距离多媒体无线局域网计算机等家庭和家庭语音和用范围办公设备互连数据流，主要支Intel，Motorola,Cisco，Lucent，Ericsson，Nokia,Apple，Del，持公司Sony,

6、Sharp3ComMotorolaHP1．1．2超宽带信号UWB的主要信号形式可分为传统的基带窄脉冲形式和调制载波形式。前者多用于探测、透视、成像、以及低速、低功耗、低成本通信等领域：而后者是2002年FCC[4】(美国联邦通信委员会)规定了UWB通信的频谱使用范围和功率限制后产生的，是目前UWB高速通信较多采用的一种。通常脉冲时宽从微微秒到纳秒，典型的脉冲为高斯型及升余弦波形式等；脉冲重复周期为0．Ins。在系统设计过程中UWB信号的波形和脉冲宽度对信号的频谱分布及其它RF系统的影响起决定性作用。因此设计合适的UWB信号也是设计UWB通信系统的关键之一。通常，UWB信号的脉冲宽度在0．

7、2．1．Sns之间。单个脉冲信号的两个突出的特点：一是激励信号的波形为具有陡峭前沿的单个短脉冲，二是激励信号包括很宽的频谱，从直流(DC)到微波波段。目前产生脉冲源主要有两类方法：一是光电方法，二是电子方法，后者是目前应用最广泛的方案。而调制载波形式为：通过调制载波，可将UWB信号搬移到合适的频段进行传输，从而可更加灵活、有效地利用频谱资源。同时，3北京交通大学硕士学位论文调制载波系统地信号处理方法与一般通信系统采用的方法类似，在目