高FP值小型化IR-UWB单元天线设计与应用研究

摘要

高峰值保真度（FP值）小型化IR-UWB天线单元设计技术是高性能超宽带（UWB）无线电系统（包括 UWB引信、UWB通信、UWB生物成像等）的一项基础性关键技术，该技术对UWB的系统的探测分辨率（或系统误码率、或成像清晰度）等影响甚大。然而，至今为止，小型化IR-UWB天线单元的超低时域色散技术问题尚未解决好，这已严重影响了新一代IR-UWB系统性能的实现，故需尽快解决。
　　针对上述技术问题和需求，本论文专门设计了一种具有新型结构和差分激励的小型化多端口IR-UWB天线。仿真和实测结果表明，该天线能够在0.5-1GHz（相对带宽66.67％）频段内实现6.8dBi的辐射增益；同时，该天线能够在适当的正弦调制高斯脉冲激励下，其时域FP值不小于0.7，且性能稳定。
　　为了进一步考察本文 IR-UWB天线在高性能 UWB系统中的应用特性，作者在第五章专门研究了基于该天线的UWB测角系统特征及其性能仿真方法。仿真结果表明，该天线具有很好的二维测角及三维寻的功能。
　　本文天线的设计方法、研究思路，以及为新一代超宽带天线的设计研究以及性能评估提供了技术基础。

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第一章 绪论

1.1 研究背景和意义

1.2 问题提出

1.3 本文的主要工作和创新点

第二章 UWB天线基础

2.1 UWB天线基本原理

2.2 超宽带天线定义

2.3 IR-UWB天线种类

2.4 小结

第三章 IR-UWB天线设计

3.1 IR-UWB天线要求

3.2 关键参数优化

3.3 天线结果

3.4 小结

第四章 IR-UWB天线时频特性分析

4.1 概述

4.2 频域响应特性

4.3 时域响应特性

4.4 FP值分布特性

4.5 小结

第五章 多端口IR-UWB天线在测角系统中的应用研究

5.1 概述

5.2 系统模型分析

5.3 仿真验证结果

5.4 小结

第六章 总结与展望

6.1 研究总结

6.2 研究展望

参考文献

致谢

攻读学位期间取得的科研成果