一种新型的INS与UWB融合的室内行人跟踪方法

针对单一室内定位系统定位精度低、鲁棒性差的问题,提出了一种新型的基于动态鲁棒容积卡尔曼滤波的超宽带(Ultra-wideband,UWB)与惯性导航系统(Inertial Navigation System,INS)融合的定位方法.首先建立了一种易于实现的UWB-INS融合定位框架,然后提出了一种动态鲁棒容积卡尔曼滤波算法以处理多源数据的融合.提出的滤波算法可将M估计理论、强跟踪算法、动态增强策略与传统的容积卡尔曼滤波算法结合,以此缓解外界噪声和系统模型误差对状态估计的不利影响.在UWB-INS组合定位框架内采用动态鲁棒容积卡尔曼滤波,可实现对室内行人运动轨迹的精确稳定跟踪.实际数据测试和Matlab仿真验证了所提方法在复杂环境下其定位精度和鲁棒性均优于单一依赖UWB或INS技术的定位系统.     

基于跳频技术的FMCW雷达超宽带调频抗干扰方法

调频连续波雷达调频信号的非线性极易导致差频信号的频谱混叠,传统的研究都集中在调频信号非线性的克服或补偿上,但也只能提高较窄带宽范围内的线性,并不能提高雷达的抗干扰性能.基于跳频技术对调频信号进行频率调制,使雷达以跳频方式工作在超大带宽,克服了差频信号频谱混叠造成的影响.理论分析和仿真结果表明,该方法不仅保障了雷达测距测速的有效性,而且极大地提高了雷达的抗干扰性能.     

印刷指数渐变Vivaldi天线研究

在Vivaldi天线的基础上,分析了天线渐变槽线结构对天线工作带宽的影响,提出了在侧翼加载和尾部加抗流栅栏的方法.测试结果表明:天线在320 MHz~1 GHz和1.16 GHz~1.3 GHz的频带内驻波小于2,在超短波的应用频带内驻波小于1.2,是一种高增益小型化宽频带天线.     

基于自适应MMSE接收的直扩超宽带室内传输误码性能

在超宽带（Ultra—Wideband或Ultra—Wide bandwidth,简称UWB）室内密集多径的传输环境下,传统的Rake接收机在分集接收时需要进行信道参数估计。此外,为了收集多径能量,其相关接收器组的抽头数也要求较高,因而增加了接收机结构的复杂度,不利于在实际中应用。基于自适应信号检测算法在DSCDMA系统中具有算法简单以及较强的抗干扰性能等优点,提出了以自适应MMSE（Minimum Mean Square Error）接收机为核心的直扩超宽带（DS—UWB）室内高速无线链路的实现方案,并从理论上推导出了该方案在IEEE802．15．3a信道模型中的误码性能。仿真结果表明,在基本不损失误码性能的前提下,方案与采用传统Rake接收机的方案相比,不需要信道估计,从而具有结构简单、易于实现等优点。     

基于半正定规划的超宽带正交脉冲波形设计

为了通过超宽带脉冲波形设计来降低系统多用户干扰及提高功率利用率,通过在半正定规划(SDP)算法的求解过程中引入Yalmip工具箱来实现对于FCC功率谱密度规范的更好逼近,得到了具有比较高功率利用率的正交波形.同时还分析了不同的高斯单脉冲中心频率对于最终所得功率利用率的影响,结果表明通过合理地选择参数可以进一步提高所得脉冲的功率利用率.     

紧凑型多陷波超宽带天线设计与研究

提出了一款紧凑型多陷波特性超宽带天线,该天线由圆形贴片和改进的接地板组成。采用在辐射贴片上开两个圆弧状U形槽和接地板上开一个U形窄缝隙的结构使其具有多陷波特性。天线的体积仅为32 mm′25 mm′1.6 mm,结构紧凑。仿真与测试结果表明:该天线工作带宽为2.8 ~ 16 GHz,实现了3.2~3.8 GHz、4.5~5.5 GHz 和7.2~8.6 GHz 3个频段的陷波特性,有效阻隔了WiMAX(3.3~ 3.6 GHz)、大容量微波通信频段(4.5~5 GHz)、部分WLAN(5.1~5.35 GHz)、X波段(7.25~7.75 GHz)和国际电信联盟(ITU)波段(8.01~8.5 GHz)窄带信号的干扰。除陷波频段外该天线具有良好性能和辐射方向性,更适合应用于超宽带系统。     

一种基于紧耦合结构的超宽带天线阵列设计

设计了一种超宽带紧耦合天线阵列,该超宽带天线由两层印刷有偶极子单元的周期结构构成,上层互不相连的偶极子单元为寄生层,下层在E 面增加了强耦合结构的偶极子单元为辐射单元层。馈电网络由Marchaned 巴伦和宽带Wilkinson 功分器组成。仿真结果表明:天线法向辐射时在0.9 GHz ~4.8 GHz 内具有良好的阻抗匹配带宽(VSWR<2),在1 GHz ~4 GHz频段内可以实现E 面60度、H 面45度的扫描范围。该天线具有超带宽、大扫描角、轻薄化等特点,在超宽带小型化相控阵天线中有良好应用前景。     

基于光注入半导体激光器的超宽带信号产生

提出一种基于光脉冲注入条件下半导体激光器腔 内交叉增益调制(XGM)效应的超宽带(UWB)信号产生方案,通过一个增益开关激光器(ML)、 一个半导体激光器(SL)和一个光带通滤波器(OBPF),在平衡探 测器(BPD)端口直接检测输出重复频率为2.5GHz的UWB一阶微分(Mo nocycle)和二阶微分(Doublet)信号, 而且通过引入马赫-曾德尔调制器(MZM),还可对产生的UWB信号实现开关键控(OOK)。 对所提系统 进行了全面的系统仿真分析,并进行了实验验证,实现了上述各种条件的UWB信号产生,并 实现了UWB信 号的40km光纤传输实验。实验结果表明:该方案获得的UWB信号的频 谱与美国联邦通信委员会(FCC)定制的EIRP标准吻合,同时经过调制的 UWB信号的波形经40km光纤传输之后基本保持不变。为了证明本文方 法产生的UWB信号的重复变化特点,还产生了频率为3.75GHz的UWB信 号。     

基于DDS和直接频率合成技术的超宽带捷变频源设计与实现

在对DDS输出频谱杂散的理论分析基础上提出了一种DDS技术与直接频率合成技术相结合的超宽带捷变频源实现方案。该方案通过选取DDS输出频谱较好的频段避开杂散频谱,再对其进行倍频合成,从而实现超宽带高质量频谱输出。该方案有效解决了跳变带宽与跳变时间之间的矛盾,同时具有良好的杂散性能。实测结果表明,系统在300MHz～1.1GHz输出带宽范围内的频率跳变时间小于400ns,并保持了优于-115dBc/Hz@10kHz相噪性能和-60dBc的杂散性能。     

用于超宽带高分辨率成像的二维稀疏MIMO面阵拓扑结构研究

分析并总结了超宽带二维多输入多输出(Multiple Input Multiple Output, MIMO)面阵拓扑结构设计的两条原则——等效孔径的均匀性与无明显遮蔽性, 并根据这两条原则提出了一种用于超宽带近距离高分辨率成像的新型面阵拓扑结构.与尺寸、阵元数相同的MIMO面阵相比, 该新型面阵结构在仿真获取的方向图中具有更好的聚焦效果和旁瓣抑制能力.并且, 不同距离下的聚焦结果显示, 该面阵的峰值旁瓣水平均要低于另两个阵列2 dB以上.对复杂目标成像的实验结果进一步证明了该阵列良好的成像性能.结合其等效阵元数量较少的特点, 文中提出的这种新型MIMO面阵拓扑结构为高效、实时的超宽带近距离高分辨率成像应用提供了可能.