基于聲表面波技術(shù)的無(wú)線通信系統(tǒng)的研究.pdf

1、本論文是在國(guó)家高技術(shù)研究計(jì)劃(863計(jì)劃)、國(guó)家自然科學(xué)基金、天津市科技發(fā)展計(jì)劃科技攻關(guān)項(xiàng)目、天津市科技支撐重點(diǎn)項(xiàng)目等的支持下完成的。
　　 結(jié)合課題研究的目標(biāo),對(duì)基于聲表面波的無(wú)線通信系統(tǒng)進(jìn)行了深入的理論和仿真實(shí)驗(yàn)研究:分別對(duì)聲表面波信號(hào)處理原理、基于聲表面波的超寬帶無(wú)線通信系統(tǒng)、基于聲表面波的超寬帶射頻識(shí)別傳感系統(tǒng)以及基于聲表面波的氣體傳感系統(tǒng)進(jìn)行了研究與創(chuàng)新。本文將超寬帶技術(shù)引入了聲表面波射頻識(shí)別無(wú)線通信傳感系統(tǒng)中,使得聲

2、表面波標(biāo)簽達(dá)到低損耗的指標(biāo)要求；并利用CDMA擴(kuò)頻編碼和線性調(diào)頻編碼等方案解決聲表面波射頻識(shí)別系統(tǒng)的多標(biāo)簽(多傳感器)復(fù)用的難題。本論文的主要內(nèi)容和成果概括如下:
　　 1、概述了超寬帶無(wú)線通信、射頻識(shí)別技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)；總結(jié)了聲表面波技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r,以及它在超寬帶擴(kuò)頻通信、射頻識(shí)別領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展前景。闡述了聲表面波技術(shù)的興起與發(fā)展為我們后面的研究工作無(wú)論從理論上或?qū)嵺`上均提供了有力的技術(shù)保障。
　　 2、

3、概述了聲表面波器件的基本結(jié)構(gòu)和工作原理；對(duì)不同類(lèi)型的叉指換能器和濾波器的重要參數(shù)等進(jìn)行了歸納和數(shù)值計(jì)算；對(duì)若干種聲表面波信號(hào)處理器的性能進(jìn)行了建模與仿真:分別對(duì)線性調(diào)頻聲表面波發(fā)生器和非線性發(fā)生器進(jìn)行了仿真性能研究；總結(jié)了以聲表面波傅立葉變換為基礎(chǔ)的擴(kuò)時(shí)系統(tǒng),并進(jìn)行了算法仿真。聲表面波信號(hào)處理技術(shù)和工藝實(shí)現(xiàn)為超寬帶啁啾系統(tǒng)、超寬帶多用戶(hù)擴(kuò)時(shí)算法、超寬帶射頻識(shí)別系統(tǒng)和氣體檢測(cè)系統(tǒng)提供理論和實(shí)施基礎(chǔ)。
　　 3、深入研究了基于聲表面

4、波的擴(kuò)頻線性調(diào)頻通信系統(tǒng)。從互相關(guān)性、濾波器碼元重復(fù)情況、碼間干擾等方面對(duì)影響擴(kuò)頻線性調(diào)頻通信系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算與仿真,并以這些參量為變量推導(dǎo)了系統(tǒng)誤碼性能理論性能,同時(shí)進(jìn)行了蒙特卡羅系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)。仿真結(jié)果表明實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論推導(dǎo)完全符合。該系統(tǒng)模型是啁啾擴(kuò)時(shí)、擴(kuò)頻、多掃頻啁啾率多用戶(hù)超寬帶系統(tǒng)的基礎(chǔ)框架。
　　 4、在超寬帶線性調(diào)頻擴(kuò)頻通信的基礎(chǔ)上,總結(jié)了聲表面波技術(shù)在超寬帶無(wú)線通信的應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì)。提出基于多掃頻率的超寬

5、帶多址接入方法。該方法改變了傳統(tǒng)線性調(diào)頻超寬帶系統(tǒng)采用的對(duì)不同用戶(hù)隨機(jī)分配具有不同掃頻率的聲表面波成型器以克服多址干擾的方法,克服了在大量活動(dòng)用戶(hù)同時(shí)通信的環(huán)境中難以為聲表面波器件隨機(jī)分配掃頻率的弊端。從理論上分析了基于聲表面波的啁啾超寬帶系統(tǒng)的誤碼性能與啁啾信號(hào)重疊的關(guān)系。為聲表面波超寬帶無(wú)線通信取代沖激無(wú)線電發(fā)射方式提供了有力的理論依據(jù)。針對(duì)超寬帶系統(tǒng)中的窄帶干擾,應(yīng)用第二章的聲表面波擴(kuò)時(shí)算法抑制窄帶干擾；并提出基于多掃頻率的擴(kuò)時(shí)編

6、碼,利用多掃頻率波形良好的互相關(guān)性抑制超寬帶多址干擾。進(jìn)行了完整的系統(tǒng)建模仿真。較目前普遍使用的多用戶(hù)檢測(cè)無(wú)線通信系統(tǒng),該系統(tǒng)具有成本低、復(fù)雜度低、容易實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)。
　　 5、首次提出符合超寬帶指標(biāo)的聲表面波射頻識(shí)別系統(tǒng),并分別研究了以擴(kuò)頻通信和擴(kuò)頻多掃頻率調(diào)頻為原理的聲表面波標(biāo)簽,該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了低損耗、多址接入與信號(hào)分離的寬帶射頻識(shí)別技術(shù)；對(duì)系統(tǒng)的信號(hào)處理技術(shù)進(jìn)行了詳盡的模型建立與仿真實(shí)驗(yàn)。
　　 6、進(jìn)行了基于聲表面波