超宽带单极子天线的时域特性研究

摘要

近年来，超宽带(UWB)无线通信技术在通信领域引起了广泛的关注，目前，研究较多的超宽带系统包含有两种制式，一种是基于OFDM技术的多带OFDM体制：另一种是采用窄脉冲信号作为信息载体的脉冲UWB体制。其中脉冲体制由于不同于传统的正弦波通信方式，因此，脉冲收发天线的设计便成为UWB系统的一个关键课题。 UWB系统要求天线能够以尽量小的失真完成脉冲信号的收发，因此如何提高天线对激励和接受信号的保真度便成为天线设计研究的一个重要内容。本文采用了理论分析和软件仿真相结合的方式，研究了多种平面单极子天线的时域特性，分析比较了不同脉冲信号激励下单极子天线的时域响应，计算了它们的辐射波形保真度，这为今后设计性能良好的超宽带天线提供了一些参考依据。同时本文还对一种领结状印刷偶极子超宽带天线的时域特性进行了深入的分析研究，这种偶极子天线的频域特性已有许多文献做过充分的研究，但是其时域特性的研究则较少有文献报道。仿真和计算结果表明，该偶极子天线对短脉冲的辐射有严重的拖尾现象，即在频域上有色散产生；而印刷单极子天线在时域上的性能优于领结状印刷偶极子天线，有较小的色散和较高的保真度，更加适合超宽带通信的应用。

目录

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第一章绪论

1.1 UWB概述

1.2超宽带天线

1.2.1超宽带天线的概念

1.2.2超宽带天线的特点

1.2.3超宽带天线的历史发展

1.3本文的主要工作及内容安排

第二章超宽带天线的理论基础和技术要求

2.1天线概念的分析

2.2天线的电磁基础

2.3天线的基本参数

2.3.1天线的输入阻抗

2.3.2天线的极化方式

2.3.3天线的增益

2.3.4天线的波瓣宽度

2.3.5前后比(Front-Back Ratio)

2.4超宽带天线的研究方法

2.5几种超宽带天线

2.6天线的分析方法

2.6.1严格的理论推导

2.6.2数值分析方法

2.6.3软件分析的方法

第三章几种超宽带单极子天线的仿真和计算

3.1激励脉冲的分析

3.1.1高斯信号

3.1.2调制高斯脉冲

3.1.3仿真所用的高斯脉冲信号

3.2超宽带天线的时域参数分析

3.3平面单极子天线

3.3.1椭圆形平面单极子天线

3.3.2不规则形状平面单极子天线

3.3.3变形的平面单极子天线

3.4宽缝天线

3.5 CPW馈电的单极子天线

3.6本章小结

第四章超宽带偶极子天线的时域特性分析

4.1超宽带偶极子天线

4.1.1天线结构

4.1.2天线分析

4.1.3天线性能和结果

4.2印刷偶极子天线的时域特性分析

4.3本章小结

第血章总结

5.1本文总结

5.2未来工作

致谢

参考文献