陷波以与小型化超宽带天线设计

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1、第一章绪论奉幸主要介绍了论文的选题背景和研究的价值度意义；简单地回顾了起宽带天线的发展历史，较全面地概括了超宽带天线的发展现状以及平面印刷天线主要的工作频带拓宽方法；详细地总结了主要的超宽带陷巍技术咀及小型化技术．最后，指出了本文的主要工作．§I．1选题背景及意义1898年，英国物理学家OliverLodge提出了“调谐”的概念，即发射机和接收机应当调整在相同频率上．从而得到最大的接收信号。Lodge讨论了一类“面电容”，也就是天线。Lodge关于“面电容”的论述就是最早的超宽带天线理论。而且，Lodge研究的

2、球形偶极子、方形板偶板子、双锥偶极子和Bowlie偶极予在天线的发展史上具有深远的意义。而这以后近百年的时间里，超宽带天线的发展历经了双锥天线、圆锥单极子天线、喇叭天线、螺旋天线、对数周期天线、宽带槽线天线等的相继出现”I。尽管已经能设计出性能非常好的超宽带天线，但是由于技术的发展和民用的需要，人们对超宽带天线又提出了廉价、易于加工等设计要求。庄栽善k(町(b)图Il(劬三角形电容表面构成天线．Bo'Mie天线的前身：∞Lodge的双锥天线2002年4月，美国联邦通信委员会(FCC，FederalCommuni

3、cationsCommisMon)发布了UWB无线设备的初步规定，并重新对UWB作了定义。接此定义，UWB信号的宽带应太于等于500MHz，或者相对带宽大于20％。另外，FCC还规定了室内UWB通信的实际使用频谱范围为3．1～lO6GHz，并在这一范陷被以及小型化超宦带天线*H围内，有效各向同性辐射功率(EIRP,EffectiveIsotropieRadiatedPower)不超过．413dBm／／vlHz。UWB作为一种短距离的无线通讯方式，在10米以内的范围里能以至少]OOIvlbps的速率传输数据。这种

4、通讯方式比较适合在家庭内部使用．市场应用前景非常广阔。在超宽带短距离无线通信成为了全球通信技术研究一个非常热门领域的大背景下，作为通信系统重要部分的天线，尤其是全向超宽带天线．更是引起了研究人员的极大关注。UWB的标准主要有来自Freeseale的DS-UWB和由TI倡导的MBOA。UWB标准内容框架圈如图l2所示。DS-CDMA或MBOA相当于物理层，位于整个架构的最底层，它还分成两个子层，即物理层(PHY)和物理层的控制器层(MAC)。DS—CDMA技术是单频带方式或窄脉冲方式，多个传输任务可共享整个频带的

5、频率，对现有许可频带内的用户造成的干扰比较少，成本较低，上市的时间较短，易于实现低功耗、低速数据流的无线传输，可实现更高速的无线数据传输．应用于媒体流及大量的数据传输；MBOA技术是多频带方式．技术上易于实现、功耗很低，频带的利用率高，多个频率子带并列，可以避开某些频带、灵活配置，速率的扩展性好。但是，值得注意的是所谓的UWB是一个完整的系统．而不仅仅是现在人们热衷讨论的DS-CDMA或MBOA【2】。■■-i-I-耍。。甄Wimles。}淄誊i一’——7垒：正警也：：7。．三J!J巫匦／～Js#nMj￡■撇翱

6、瓣■n盹～㈨㈣。t％usB}Winek5s"¨。￡4l3¨oApplicolionPmfite：＆目E*口}*：nLM曲胛hⅢDI州##}ⅢMg％≠m#口目*Ⅱ∞丑勺镕SfOigitalLi、inE№啪^^lIlBⅡice)PAL。n*《＆目．(P⋯01^椰tionL8yer)UPnPⅡP：目镕目目}《#IP自镕limediac∞ver¨ncePletnn：

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8、#镕Ds{叫￡自Ⅱ$“cD“∞镕#(Directsequence)日m{}*∞("懈目∞镕；(Huhl岫d0FwM11ance)凹l2UWB标准框架不同于超宽带全向天线在通信领域更受青睐，超宽带定向天线一直在雷达侦察、电子对抗等军事领域有着广泛的应用。最近微波成像技术在临床医学上的应用也引起了极大的关注。其主要应用领域是女性乳腺癌癌变组织的临床检测和定位。不同于传统的乳房x光摄影法，微波成像系统因为具有低成本，副作用小的优点——微波成像所需要释放的穿过人体组织的微波能量十分低，是通常手机的千分之一。由于微波通过

9、正常的乳房组织时基本不产生散射，而通过癌变的乳房组织时发射的微波信号会产生散射现象。微波成像系统正是利用这一点，通过天第一章绪论线接收可能产生的散射微波信号，然后传送给计算机进行分析，从而实现对病变组织的检测与定位。微波成像技术需要能产生和接收短脉冲的天线阵或者是位置可变的单个天线，对平面超宽带(UWB)天线的使用提出了要求【3J。闰1．3包含超宽带环形天线阵的微波成像系统结构圉图13