超宽带无线传感器网络性能分析

超宽带（UWB）无线电技术是近年来发展迅猛的新型通信方式,它无需中频和射频电路,对于减小体积和降低能耗具有特别的意义,尤其适合无线传感器网络（WSNs）。利用UWB信号的物理特性,将信道按照时间方式划分成一个个时隙作为子信道供不同的节点使用,分析了WSNs中不同子信道个数下,节点的发送概率和分组冲突概率的关系,得出了多信道方式下有利于减小分组的冲突概率的结论。     

TH-UWB系统抗干扰性能研究

从频域角度探讨TH-UWB系统对窄带干扰的抑制能力,采用信号功率谱分析方法,研究UWB系统的调制技术和脉冲成形技术,提出线性组合高斯单周脉冲设计陷波频谱.理论分析及计算机仿真结果表明,合理选择超宽带信号调制方式和脉冲,可在一定程度上提高超宽带系统抗干扰能力.应用提出的线性组合高期单周脉冲作为UWB发射信号,可以有效减小UWB信号对外界的干扰.     

一种超宽带天线的分析设计

研究一种超宽带无加载的TEM喇叭天线.理论推导V形振子天线的远区场,由此得到TEM喇叭天线的特性阻抗变化与反射系数的关系,提出一种超宽带TEM喇叭天线的设计思路.利用电磁仿真软件Ansoft HFSS模拟分析,并设计一种视轴长度10cm的TEM喇叭天线.当输入脉冲宽度2.0ns,测量得到天线带宽为100MHz至600MHz.结果表明此天线不加载,也能具有良好超宽带特性,为TEM喇叭天线的设计和性能评估提供了参考.     

TH-UWB系统中基于自适应算法的接收机研究

提出了一种适用于跳时超宽带(TH-UWB)系统中的RAKE接收机方案。该方法利用基于梯度的可变遗忘因子的改进递推最小二乘(RLS)算法进行信道估计,并与基于经典RLS算法和基于最大似然概率(ML)算法的接收机方案进行对比。结果表明,这种新型RAKE接收机方案能够更有效地跟踪时变衰落信道的变化;在相同条件下,该方案能够提高系统性能,获得更小的误码率(BER)。     

一种超宽带多波形参数的脉冲成形方法

介绍了一种多波形参数的超宽带脉冲信号成形方法,实现了信号周期、相位、脉宽以及幅度等的在线可调.该方法的特点在于可产生长周期下的超窄脉冲,实现高分辨率的相位同步、脉宽调整,并具有皮秒级的边沿和抖动,可用于不同目的的通信应用场合.     

支持QoS服务的自适应超宽带MAC协议

本文为超宽带(UWB)Ad Hoc网络提出了一种分布式自适应MAC协议,能同时支持多种通信业务,特别是能较好地支持QoS通信业务.该协议充分利用了UWB技术本身的特点来分配UWB网络中的无线资源,不仅考虑当前的网络状况,还能根据将来的网络情况预留一定的带宽,从而在长时期能达到较好的网络性能.最后在吞吐量、接入比例和延时方面对协议进行了仿真.     

超宽带室内环境下的TDOA/AOA定位系统

为了实现室内环境下的高精度定位,根据IEEE802.15.3a标准工作组提出的UWB室内信道模型,设计了一种基于卡尔曼滤波器的TDOA/AOA定位系统.在这个定位系统中,使用NLOS鉴别模块实时地检测信道的NLOS参数,再根据鉴别结果自适应地选用无偏/有偏卡尔曼滤波器,以消除TOA中的NLOS误差,同时对NLOS情况下的AOA数据加以抛弃,最后使用扩展卡尔曼滤波器实现TDOA/AOA混合定位.仿真结果显示,本系统能够实现超宽带室内环境下的高精度定位.     

基于二氧化钒的动态可调谐的红外线超宽带吸收器

设计了一种基于二氧化钒的动态可调谐的红外线超宽带吸收器。数值模拟表明：对于横磁(TM)波,当入射角由0°增加到60°时,在17～55μm波长范围内,吸收器的吸收率可以保持在90%左右;对于横电(TE)波,当入射角由0°增加到55°时,在10～55μm波长范围内,依然可以实现90%左右的高效吸收;当TM波或TE波垂直入射时,在16～60μm波段,吸收率大于90%,吸收带宽可以达到54μm。当二氧化钒的电导率从20 S/m逐渐变化到2×10⁵ S/m时,超宽带吸收器可转换为多峰吸收器。与之前报道过的基于二氧化钒的吸收器相比,所设计的吸收器的带宽和可调性得到了显著改善。该吸收器有望在偏振探测器、热辐射器、红外传感器等领域中得到应用。     

基于冲击脉冲辐射天线的高功率超宽带电磁脉冲辐射系统

为给超宽带电磁脉冲效应机理与防护技术的研究提供实验平台,研制了一种基于冲击脉冲辐射天线(impulse radiation antenna, IRA)的高功率超宽带电磁脉冲辐射系统,辐射系统由差分脉冲高压源、锋化开关、IRA和介质透镜等部分构成。设计中,差分脉冲高压源由基于氢闸流管的脉冲源驱动副边中心抽头的脉冲变压器实现;设计的紧凑型锋化开关高度仅为1 cm,开关间隙为1 mm,可嵌入IRA天线馈电点,开关最高工作气压可达3 MPa;基于菲涅尔定理设计了介质透镜,以校正锋化开关和绝缘变压器油对IRA天线辐射中心的影响,改善了天线的辐射特性;辐射系统可通过改变锋化开关的气压和充电电压调节系统辐射功率。测试实验表明辐射系统的主要技术参数如下：在时域,在天线主轴距离口径面5.5 m处辐射电场脉冲上升沿约为330 ps,幅值约为±8 kV/m,远场有效电势最高可达44 kV,辐射功率可调;在频域,中心频率为400 MHz,基于能量范数比定义的信号频带为80 MHz～1GHz,信号带比约为12.5,百分比带宽为170.4%。辐射系统能够为开展超宽带电磁脉冲效应阈值规律及防护技术的研究提供一个辐射...     

新型电阻膜吸波体在封装辐射抑制中的应用

为抑制封装系统中无意的电磁辐射,设计了一种单元尺寸为0.079λ_L×0.079λ_L、厚度为0.057λ_L的新型电阻膜超材料吸波体结构.该电阻膜超材料吸波体通过在玻璃基板的两侧溅射氧化铟锡薄膜,并在顶层设计图案化的强耦合结构实现了超带宽吸收.通过仿真和实物测试证实了该吸波体结构在17～41 GHz频率范围内具有90%以上的吸收率.为了进一步研究其电磁辐射抑制能力,将该吸波体应用于封装系统模型中,仿真结果显示在18～47 GHz频率范围内3 m辐射电场明显降低,最佳抑制效果达到18 dB.所有结果表明所提出的电阻膜吸波体具有小型化、超宽带、极化不敏感和角度稳定的特性,其良好的辐射抑制能力为封装系统的辐射超标问题提供了新的解决思路.