TR-UWB無線通信系統中的天線及系統實驗研究.pdf

1、時間反演(TR)作為一種在復雜媒質中實現時間和空間聚焦的技術，最初應用于聲學，近年來被引入電磁波領域。由于時間和空間上的超分辨力聚焦特性，TR應用于超寬帶(UWB)無線通信時，將極大地增加信道容量，減少同信道干擾，降低碼間干擾，提高信息傳輸速率，提高信噪比，軍事上可以實現低成本保密通信，因此吸引了大批無線通信研究者。 本論文充分調研了基于TR的無線通信的研究進展，針對UWB無線通信開發(fā)了一款超寬帶天線，然后搭建了TR-UWB無線

2、傳輸實驗平臺，實驗研究了微波暗室內無多徑環(huán)境下、微波暗室內稀疏多徑環(huán)境下和小型辦公室內的TR-UWB無線傳輸。據我們了解，這是首次采用全時域方法全面研究基于TR的FCC規(guī)定的UWB無線傳輸。 第一章介紹了超寬帶無線通信的發(fā)展歷史、存在的問題、目前的解決方法以及TR技術的優(yōu)勢，調研了基于TR的無線通信的研究進展，從理論上說明了TR的時空聚焦原理，并介紹了超寬帶天線的發(fā)展現狀。 第二章介紹了TR-UWB無線傳輸實驗原理，利用

3、先進的儀器搭建了TR-UWB無線傳輸實驗平臺，介紹了各硬件的指標，并提出了實驗系統對天線的要求。 第三章針對UWB無線通信開發(fā)了一款超寬帶蝶型槽天線，完成了相應的頻域和時域測試。測試結果顯示，該天線的阻抗帶寬覆蓋FCC規(guī)定的超寬帶范圍，即3.1～10.6GHz，方向圖在工作頻帶內較穩(wěn)定。天線的時域特性較好，對脈沖信號造成的畸變不嚴重，基本滿足超寬帶無線通信的要求。 第四章采用全時域方法研究了微波暗室內無多徑環(huán)境下、微波暗

4、室內稀疏多徑環(huán)境下和小型辦公室內的TR-UWB無線傳輸。研究內容包括TR對信號波形的恢復、多徑效應抑制能力、能量聚焦特性，以及實驗系統的傳輸速率、不同脈沖對系統性能的影響、不同天線對系統性能的影響等。實驗結果顯示，TR技術能夠有效地抑制多徑，顯著提高信號幅度，改善信號波形。系統的傳輸性能不僅與多徑的豐富程度有關，也與脈沖的形狀和天線的特性有關。在1Gpulses/s的脈沖速率下，實驗系統仍能正常傳輸，顯示了TR-UWB無線傳輸在速率上的