【摘 要】
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随着超宽带(UWB)无线通信的兴起,UWB天线成为了最近几年天线领域的一个研究热点。然而UWB天线的理论还不够成熟,对UWB天线的设计一般采用常规天线理论和仿真软件相结合的方法;UW
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随着超宽带(UWB)无线通信的兴起,UWB天线成为了最近几年天线领域的一个研究热点。然而UWB天线的理论还不够成熟,对UWB天线的设计一般采用常规天线理论和仿真软件相结合的方法;UWB信号在室内空间传播特性亦有待研究。本文工作主要包括三部分内容:
1.用基于FEM的商业软件HFSS分析了一个新型的具陷波特性的圆盘偶极子印刷UWB(3.1-10.6GHz)天线,得到的仿真和测试结果表明:该天线在5.1GHz-5.9GHz回波损耗都大于-10dB,且最大值-2.1dB,而在UWB的其他工作频段内都小于-10dB,并且天线在工作频段内具有较一致的全向辐射特性和增益。
2.分析了当前各种优化算法的优缺点,将遗传算法(GA)结合时域有限差分法(FDTD)用于新型UWB天线的优化设计,减少了商业软件设计的盲目性。用FDTD计算得到GA中个体的具体信息,设置优化目标,通过优化,直接得到具有优良性能的天线几何尺寸。用这种方法设计了一个U型阶梯UWB天线。通过改变适应度函数和优化目标,方便地设计了一个具陷波(5.15GHz-5.825GHz)特性的U型阶梯UWB天线,完全满足应用要求。
3.用基于有限积分法的CST软件、基于FDTD的XFDTD软件和基于射线跟踪法的Wireless InSite软件分析了UWB信号在室内的传播特性,并建立了实验装置,对各种传播模型进行测试。研究表明,室内UWB信号传播特性除了与距离、室内环境等因素相关以外,还和UWB天线的特性也有着密切的关系。
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