用于UWB定位系統(tǒng)的天線及射頻前端研究與設(shè)計(jì).pdf

1、隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，寬帶系統(tǒng)逐漸成為學(xué)術(shù)研究和工程應(yīng)用的熱點(diǎn)領(lǐng)域。特別是超寬帶系統(tǒng)的發(fā)展使得無線寬帶系統(tǒng)及相關(guān)器部件設(shè)計(jì)有了一個(gè)新的研究方向。本文基于超寬帶定位系統(tǒng)，研究并設(shè)計(jì)了射頻前端的幾個(gè)關(guān)鍵器件，包括：具有陷波能力的全向及定向天線、寬帶帶通濾波器、寬帶低噪聲放大器。文中重點(diǎn)研究了平面印制天線的小型化和陷波方法，寬帶濾波器的設(shè)計(jì)，并深入研究了低噪聲放大器。
　　本文首先針對(duì)超寬帶天線研究背景及目前通行的陷波方法做了廣泛深入的研

2、究，總結(jié)了超寬帶天線設(shè)計(jì)的兩大難點(diǎn)：1.如何利用小尺寸設(shè)計(jì)超寬帶天線，2.如何在小型化的超寬帶天線上采用簡單結(jié)構(gòu)方法設(shè)計(jì)陷波。基于這兩個(gè)設(shè)計(jì)難點(diǎn)，本文對(duì)天線結(jié)構(gòu)和陷波方法持續(xù)改進(jìn)。在全向天線方面，利用C形槽精準(zhǔn)設(shè)計(jì)單極子天線的陷波。實(shí)現(xiàn)在2GHz–13GHz的帶寬基礎(chǔ)上的雙陷波特性。陷波位置在2.37-2.65GHz和5.136-5.433GHz，對(duì)于WLAN(2.405GHz-2.485GHz)和WiMAX(5.15GHz–5.35G

3、Hz)設(shè)計(jì)了良好的頻響阻帶。定向天線方面，本文首先針對(duì)平面準(zhǔn)八木天線進(jìn)行改造，以縮小尺寸。提出了利用Vivaldi結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)平面八木天線的新思路，該方案縮減了原天線的尺寸，并且對(duì)指標(biāo)沒有產(chǎn)生影響。陷波方面，提出利用雙偶極子設(shè)計(jì)陷波的全新方法。該方法僅通過調(diào)節(jié)偶極子間距和長度，即可以實(shí)現(xiàn)陷波位置的搬移，結(jié)構(gòu)簡單便于設(shè)計(jì)，理論上可以實(shí)現(xiàn)任意頻點(diǎn)的陷波，依照此方案所設(shè)計(jì)天線帶寬為3.08-11.12GHz，全面覆蓋UWB頻段，陷波從5.12GH

4、z到6.08GHz，群時(shí)延仿真和實(shí)測結(jié)果顯示，群時(shí)延小于0.5ns,證明天線具備良好的時(shí)域特性。
　　隨后兩章著重研究寬帶濾波器和低噪聲放大器，對(duì)每一個(gè)器件都做了具體深入的分析，通過設(shè)計(jì)案例對(duì)比總結(jié)出行之有效的設(shè)計(jì)方法。本文在天線研究的基礎(chǔ)上對(duì)射頻電路進(jìn)行了深入的探索，系統(tǒng)的總結(jié)了濾波器和低噪聲放大器的背景、技術(shù)指標(biāo)和設(shè)計(jì)方法，文章內(nèi)容全面系統(tǒng)。濾波器章節(jié)完成了交指型平行線濾波器的設(shè)計(jì)加工和測試對(duì)比。低噪聲放大器章節(jié)首先深入的介紹