本文關鍵詞：體域網(wǎng)超寬帶天線設計及應用研究　出處：《電子科技大學》2015年碩士論文　論文類型：學位論文

  更多相關文章： 超寬帶技術 超寬帶天線 共面波導 金屬地協(xié)同輻射結(jié)構 體域網(wǎng)

【摘要】：超寬帶(UWB,Ultra Wideband)通信技術的顯著優(yōu)點是低功耗、高速率和低復雜度,與之相適應的高性能超寬帶天線具有小型化、低剖面、超寬帶、穩(wěn)定的增益和方向圖、時域高保真度等特點;體域網(wǎng)(BAN,Body Area Network)是近些年來在電磁學和生物醫(yī)學領域興起的一種以人體為中心的無線網(wǎng)絡,這種網(wǎng)絡不僅要求較高的通信服務質(zhì)量,同時還須考慮人體的安全健康。因此,以體域網(wǎng)為應用背景,結(jié)合具有低發(fā)射功率和高傳輸速率的超寬帶通信技術設計出適合人體特殊電磁環(huán)境的小型化超寬帶天線,具有很大的應用潛力和研究價值。本論文首先簡單介紹了超寬帶技術、超寬帶天線及體域網(wǎng)的國內(nèi)外研究狀況,緊接著對超寬帶天線的基礎理論和設計方法作了系統(tǒng)性的總結(jié)。然后,本論文以體域網(wǎng)為應用背景,提出了一款基于金屬地協(xié)同輻射結(jié)構的超寬帶全向天線(OA,Omnidirectional Antenna),該天線的尺寸為27×31×1.6mm3,工作帶寬為2.38GHz~11.8GHz。相比較于本文參考的原型天線(HMA,Hexagonal Monopole Antenna)而言,OA的工作帶寬相當,但尺寸卻縮減了32.9%。更為重要的是,OA在超寬帶范圍內(nèi)各頻率點的遠場輻射方向圖獲得了較好的一致性。一致的全向輻射特性使得OA的功率空間分布更為均勻,可以穩(wěn)定和靈活地發(fā)射具有超低功率的UWB信號以用于體域網(wǎng)通信,有效保證了通信質(zhì)量和人體輻射安全。最后,在前述提出的超寬帶全向天線(OA)結(jié)構基礎上設計了一款層疊式超寬帶定向天線(DA,Directional Antenna),并將該天線置于自由空間和人體體表,研究人體與天線之間的相互影響。仿真與測量結(jié)果表明:DA的電性能和輻射性能幾乎不會受到人體電磁環(huán)境的影響,而人體的比吸收率(SAR,Specific Absorption Rate)也因使用該天線而大幅降低,超寬帶定向天線(DA)可應用于體域網(wǎng)體外通信模式(Off-body Communication)。較之超寬帶全向天線(OA)而言,DA的輻射具有區(qū)域和方向性限制,但DA的優(yōu)點在于:該天線不僅可以使用超低發(fā)射功率的UWB信號,也能兼容性地使用常規(guī)的窄帶信號進行體域網(wǎng)通信,其良好的定向輻射特性仍然可以保證通信質(zhì)量和人體輻射安全。論文結(jié)尾部分進行了全文總結(jié)、展望與致謝。
[Abstract]:Ultra - wideband ( UWB ) communication technology has the advantages of low power consumption , high speed and low complexity . The high performance ultra - wideband antenna with low power consumption and high transmission rate has the characteristics of miniaturization , low profile , ultra wide band , stable gain and directional diagram , high fidelity in time domain . The ultra - wideband directional antenna ( DA ) can be applied to the in vitro communication mode ( Off - body Communication ) . Compared with the ultra - wideband omnidirectional antenna ( OA ) , the radiation of DA has regional and directional limitations , but the advantage of DA is that the antenna not only can use ultra - low transmit power UWB signal , but also can use the conventional narrow - band signal to carry out the body - domain network communication , and the good directional radiation characteristic can ensure the communication quality and human radiation safety .

【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN822.8

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本文編號：1380799