超宽带脉冲信号的波形设计研究

UWB无线通信脉冲发射波形的优化设计不仅能够大大提高UWB系统的位误码率（BER）性能,而且还可以优化UWB无线系统的设计、提高功率效率、降低干扰并使得UWB无线通信系统与其它传统的通信系统能够更好地共存。脉冲波形设计在UWB系统中具有重要作用与意义。文章根据超宽带系统的特点与需求,提出了成形脉冲设计的具体要求和相关的评价指标。并介绍了UWB成形脉冲中几种典型超宽带成形脉冲。主要介绍了：高斯脉冲及其各阶导数脉冲、Hermite正交脉冲以及扁长椭球波函数（PSWF）正交脉冲等的实现原理和特点,最后介绍了脉冲波形设计过程中需要注意的一些影响因素。     

基于UWB和RFID的井下矿用单轨吊车碰撞预警系统

针对矿用单轨吊车行驶过程中安全性差的问题,基于超宽带(UWB)无线通信技术和射频识别(RFID)技术,设计了单轨吊车碰撞预警系统。通过在岔道口处RFID的设置,结合UWB,有效解决了UWB的信号遮挡问题,大大提高了井下岔道口处的矿用单轨吊车的行驶安全性,且保证了其运输效率。     

UWB MAC协议作用及其设计约束

超宽带(UWB)无线通信是一种短距离传输技术,在超宽带无线通信中媒体介入控制(Medium access control,MAC)功能扮演着非常重要的角色,它为上层链路层提供快速、可靠的报文传送支持。本文阐述了MAC协议在UWB系统中的作用,并分析了UWB系统对MAC设计的约束和限制。     

基于嵌入式可燃气体报警系统设计

基于射频芯片Si1000和嵌入式芯片AM3352设计的可燃气体无线报警系统,具有结构简单、响应速度快等优点。该系统采用高性能ARM8芯片,通过芯片内部集成了高精度A/D实现数据的采集,通过短距离无线射频模块快速发出报警信号。经实验测试,该系统性能稳定,能准确检测出可燃气体并发出报警信号。     

复杂坏境下基于SINS/UWB的容错组合定位技术研究

针对超宽带无线定位系统在复杂坏境中出现的定位数据丢失以及粗大误差等导致SINS/UWB组合系统定位精度下降的问题,提出了一种基于超宽带定位系统容错判断的组合定位方法。首先根据捷联惯导测量值进行基于中值滤波的运动载体静止状态检测,进而利用最小二乘法实现静止状态下捷联惯导量测偏差矫正;然后在建立SINS/UWB组合定位模型的基础上,引入决策树容错判断机制,对超宽带定位系统在复杂环境中由于信号干扰以及非视距导致的测量数据丢失以及粗大定位误差进行实时评估,进而应用卡尔曼滤波算法,实现容错组合定位系统的构建。在搭建的SINS/UWB组合定位实验平台中进行模型验证,结果表明容错组合定位系统能够有效检测出UWB定位系统出现的定位数据丢失以及粗大定位误差,并且在UWB粗大误差状态持续6 s的情况下,容错组合定位系统仍然能够保持较高的定位精度。     

基于UWB的车库交互系统研究

为实现车库的高交互性能和准确定位,针对现有车库交互性能差、找车难、停车难且取车麻烦的问题,设计了基于UWB(超宽带)和多传感器数据融合的车库交互系统。实验证明,UWB定位系统自动生成的参考倒车路线与人工倒车路线基本吻合时能成功把车倒进空车位里,基于自适应滤波算法的UWB定位系统方案可行且定位准确。     

面向掘进机的超宽带位姿检测系统精度分析

为实现悬臂式掘进机的无人化作业,提出了一种基于超宽带(UWB)测距技术的位姿检测方法;通过分析悬臂式掘进机工况环境及局域定位技术原理,设计了UWB位姿检测系统,该系统利用4个搭载UWB模块的移动基站机器人对机身节点进行测距,经过解算测距信息得到掘进机位姿参数;并开展了狭长封闭巷道中的UWB测距精度验证实验,仿真分析了基于直接解析法和基于Caffery算法的系统位姿精度。研究表明UWB模块在狭长封闭巷道中的测距精度可达2 cm,系统三轴定位精度在10~95 m的狭长封闭空间中从4 mm~3 cm呈线性增加,系统航向角、俯仰角、横滚角精度从0.2°~1.5°呈线性增加,满足悬臂式掘进机位姿检测精度要求,为掘进机自主巡航的实现提供了基础。     

全球首款UWB电视

美国飞思卡尔半导体(Freescale Semiconductor)日前宣布，中国著名家电厂商——海尔集团(以下简称海尔)采用了该公司的UWB(超宽带)无线芯片。海尔计划从2005年下半年开始在中国、2006年在美国上市这种液晶电视。此次是首次在全球上市支持UWB的电视。设想通过与硬盘录像机和DVD影碟机等无线连接的方式来使用。     

超宽带技术在工业通信中的应用研究

超宽带(UWB)技术由于其特有的优点受到越来越多的关注,与现有无线通信技术相比,UWB技术占有更宽的频带,具有更高的传输速率,更强的抗干扰能力.本文指出了UWB技术应用于工业通信时需要解决的问题.针对UWB系统的MAC协议设计这一热点问题,文章通过对现有用于UWB通信系统的MAC协议的综合分析和比较,提出针对工业通信需求的UWB-MAC协议设计的要求.     

基于UWB技术的生产吊装作业安全监控及预警系统

介绍了超宽带UWB技术及其发展历史,从生产场所物联网技术的特点出发,说明了实时定位技术UWB的应用优点,并介绍了UWB技术的组成部分和技术特点。从吊装作业现场需求出发,阐述了需要采集的现场信息及作业安全监控及预警系统的信息获取、处理和传输方式,指出了UWB技术作为关键技术在系统中的具体应用。同时,介绍了系统从监控数据中提取信息、算法处理、现场和隐患故障报警的功能模型,进一步说明了故障预测算法。     

Measurement and functional validation of detect and avoid ultra wideband devices

Ultra Wideband (UWB) radio regulations have been discussed in recent years because of the potential interference of UWB radios to other radio systems with which they share the spectrum. A mitigation technique for UWB devices named Detect and Avoid (DAA) has been proposed as a potential solution to reduce the risk of interference. DAA testing presents specific challenges related to the low emission power of UWB devices, the validation of spectrum sensing algorithms and timing considerations. This paper presents the design of a test bed to validate the correct implementation of DAA mitigation techniques by UWB devices. It describes the testing challenges and the related test bed design solutions for both radiated and conducted test methods. A number of measurement campaigns on UWB devices with detect-only capabilities were separately conducted at three different test beds facilities. The measurements results are analyzed and compared.     

DC-OFDM超宽带通信系统研究

在室内短距离无线通信技术中,超宽带(Ultra WideBand,UWB)技术凭借低成本、低功耗、保密性强、抗干扰能力强、传输速率高等优点,近年来得到了广泛的研究与发展,成为宽带无线通信系统的核心技术之一,已经受到学术界和工业界的广泛重视,具有广阔的应用与市场前景。本文以双载波-正交频分复用(dual-carrier orthogonal frequency division multiplexing,DC-OFDM)超宽带系统方案为研究对象,介绍了系统工作原理、发射端和接收端关键模块、频带划分方案等;阐述了超宽带短距离无线通信系统研究中使用的超宽带信道模型,用仿真数据说明了该信道模型的冲击响应特性;并分析了基于该模型的DC-OFDM超宽带系统的误码性能。     

基于同步触发的射频开关自动测试方法与实现

某雷达系统中射频开关在快速切换通道时偶尔会出现信号功率损耗过大的情况,导致信号衰减甚至中断。该文提出了一种基于同步触发的自动化测试方法,以实现射频开关使用前的插入损耗指标测试。通过编译的测控软件,实现了整个测试过程的自动化控制和数据采集,并将测试数据以及测试过程信息输出到报表中。实验证明,该方法可以准确地测试射频开关的插入损耗指标,进而实现对射频开关的质量检测,保证了雷达系统中的信号稳定性。     

Mine-Detection Test Facilities at TNO-FEL Site “Waalsdorp”: Some Examples of Results Obtained with an Array Based GPR System

At the TNO Physics and Electronics Laboratory (TNO-FEL), one of the recent research programs explores the use of ultra-wide-band (UWB) electro-magnetic fields in a bi-static ground-penetrating radar (GPR) system for the detection, location and identification of buried items of unexploded ordnance (e.g., land mines). An experimental UWB ground-penetrating radar system was designed to operate in the frequency band from 200 MHz to 3 GHz and uses impulse radiating antennas (IRAs) as transponders to radiate and receive very short electro-magnetic pulses from a short distance above the soil. Part of the development of this UWB GPR system involved the erection of an outdoor tent covered UWB GPR testing facility. In another program an outdoor multi-sensor humanitarian de-mining test facility was constructed. This facility enables semi-automated measurements, with several different sensor on lanes with different soil types. This article highlights the development of the above mentioned system and facilities and presents some results obtained with one of the commercial systems that is present at the site.     

射频单板自动化测试中基于VISA库的仪器类封装

射频单板自动测试系统中的仪器控制是一项非常重要的工作，但由于某些射频指标测试过程中，仪器操作的复杂性给软件设计人员带来许多不便。本文介绍了一种在Virtual C＋＋环境下控制仪器的解决方法．具体论述了如何使用VISA库制作射频仪器的类封装，以及在射频单板自动化测试程序中如何应用仪器类封装。     

基于脉冲响应消岐重构的 UWB 测距优化方法

UWB 测距技术因功耗低、安全性高等优势在工业领域应用日益广泛。 工业非视距场景下 UWB 脉冲信号由于穿透衰 减和多通道反射等因素,存在首径信号衰减和多径延迟的问题,将会降低系统的定位精度。 针对该问题,通过对 UWB 信号传 递及响应建模,提出一种基于 UWB 信道脉冲响应的消岐重构算法,将信道脉冲簇信号进行泊松过程解析,对代表直线传播距 离的首径信号进行特征增强,实现了复杂多径干扰下的首径信号提取与分离,提高了信号到达时间辨识精度,减少了 UWB 测 距误差。 进一步地,依据 IEEE802015. 4a 标准对 UWB 信道响应进行仿真,并实现了不同遮挡环境下的实验研究,仿真和实验结 果表明,本文提出的消岐重构算法能够显著提高多干扰环境下的定位精度,在存在多反射源和多遮挡物的工业非视距场景下, 可使定位误差相较于传统阈值法降低约 79. 1% 。     

基于ANSYS Icepak的热管模块设计与仿真分析

NVIDIA JETSON TX2高功率系统芯片的散热功率一般在25 W左右,一般的风扇与肋片式散热器组合的散热方式存在体积大、高度高、不方便整合在小型系统中等问题,而热管、风扇、铜鳍片散热器组合的散热方式具有高度低、体积小、传热效率高等优点。文中首先对热管模块进行结构设计;然后对热管模块设计的合理性进行计算验证,并利用ANSYS Icepak对热管模块进行热稳态仿真,发现主要芯片的温度都在要求范围内,表明设计合理;最后将热管模块装入系统进行温度测试。结果表明,主要芯片的计算、仿真与实验的温度基本一致。     

示教机器人无线通讯控制系统设计

为解决示教机器人无线通讯模块高成本的问题,选用nRF2401芯片,利用SoC（system-onchip）方法设计,采用少量外围元件组成射频收发电路;根据无线通信系统的一般结构和nRF2401芯片的特点,从计算机接口电路、射频收发部分、单片机控制部分3方面设计无线通讯系统电路。经过验证,节约了成本、达到了设计的要求,为示教机器人控制系统的设计提供了可借鉴的模式。