便攜式移動定位系統(tǒng)前端設計.pdf

1、隨著移動通信技術的發(fā)展，移動定位技術成為人們研究的熱點。目前，移動定位技術提供的服務范圍集中在位置查詢、周邊信息查詢、地圖導航、人員定位等。但是，當用戶處于大樓、大廈、商場等三維立體場所時，確定用戶的高度信息才能對用戶進行準確定位。特別是，在緊急救援、犯罪分子追蹤等情況下，快速定位的實現(xiàn)非常重要。為此，本文結合實際項目的需求，對便攜式移動定位系統(tǒng)及其關鍵技術進行研究，實現(xiàn)了大樓用戶的準確定位。
　　本文主要設計了用于便攜式移動定位

2、系統(tǒng)的兩單元和四單元單脈沖天線陣列，實現(xiàn)了寬頻帶工作；研究了和差波束天線的寬頻帶饋電網絡技術，基于橢圓縫隙耦合技術設計出寬頻帶的3dB電橋和寬頻帶的移相器。為了實現(xiàn)精確定位，研究了天線單元的寬波束和波束對稱性，以及天線陣列相位中心等關鍵技術。
　　本文主要完成的工作如下：
　　1.寬頻帶領結狀漸變平面單極子定向輻射天線單元的設計，采用 U型地板對天線的方向圖進行修正。天線的回波損耗在650MHz-2175MHz頻段均大于10

3、dB，很容易擴展到GSM/ DCS/ PCS/ UMTS/ CDMA/ WiMAX/ LTE等頻段。對影響天線帶寬、輻射方向圖的對稱性以及波瓣寬度等的因素進行了研究；
　　2.寬頻帶和差波束饋電網絡的設計，包括寬頻帶的正交定向耦合器和寬頻帶移相器設計。耦合器和移相器均采用寬邊耦合來實現(xiàn)較高的耦合度，采用橢圓縫隙耦合來實現(xiàn)寬頻帶性能并對影響定向耦合器和移相器帶寬的因素進行了研究。由于定向耦合器及移相器均采用開放性的耦合結構，因此金屬

4、環(huán)境對饋電網絡的性能有較大影響。本文對金屬環(huán)境中的饋電網絡的 S參數(shù)及相位和幅度平衡度進行了仿真分析。為了實現(xiàn)工程可應用的寬帶饋電網絡，必須消除金屬環(huán)境的影響及耦合器與移相器之間的耦合。通過對在良好接地的金屬盒子中的耦合器和移相器的仿真分析，本文提出了在不同模塊之間采用良好接地的金屬盒子進行屏蔽，來消除天線對饋電網絡的影響及耦合器與移相器之間的耦合，并進行了仿真分析。
　　3.本文對和差波束陣列天線的相位中心與陣列排布的關系進行了

5、探究。為了精確定位，需要保證和波束最大輻射方向和差波束的最小輻射方向重合在參考方向上，也就是說天線陣列的相位中心與幾何中心重合。本文研究了不同的陣元排布方式對相位中心的位置及穩(wěn)定度的影響，并給出了優(yōu)化的陣列排布方式。
　　4.本文對雙天線和差波束陣列天線及其饋電網絡進行了仿真，并給出了仿真結果；同時，本文對四天線和差波束陣列天線及其寬頻帶饋電網絡進行了聯(lián)合仿真，并進行了工程實現(xiàn)，通過對采用去耦技術的饋電網絡的測試，驗證了上述的原理