超宽带无线电技术及其进展

介绍了超宽带(UWB)无线电技术的原理、结构、特点,及其在军事领域应用的进展情况,具体介绍了几种UWB通信和UWB雷达的系统构成及其主要技术参数。     

UWB脉冲无线电对GPS的干扰研究

分析了超宽带(UWB)信号的时频域特征,并提出了与GPS共存的限制条件和系统设计方案.     

美国致力研究用于先进战术网络的超宽带技术

目前,美国防御预研计划局(DARPA)先进技术办公室(ATO)正在对极端环境网络设计(NETEX)计划征求研究、开发、设计和测试方面的建议。去年进行的NETEX将要建立的超宽带(UWB)传感器和通信系统的一项初期研究是确定UWB系统对现有窄带频谱用户的电磁干扰影响。该项研究主要包括:·测量UWB系统对现有军用频谱用户的影响和定义共存参数;·建立UWB传输对窄带接收器影响的模型和为分析UWB与相对旧的系统的相互影响提供成套工具;·研制UWB传播和信道模型。NETEX计划本身的目标是帮助UWB系统融入一种无线网络技术中,而这种无线电网络…     

超宽带技术浅谈

首先介绍了超宽带(UWB)技术的发展历史;然后分析了它的特点和相对于窄带通信的优势,包括数据传输率、信道容量、多径传播和安全性等;最后简要概括了UWB的广泛应用范围以及存在的局限.     

脉冲超宽带信号测量性能分析

超宽带技术是一项新兴的无线通信技术,具有极其广阔的发展前景,但目前仅用于室内短距离通信,少见用于航天测控系统。为了将超宽带技术应用于测控系统中,以模糊函数为工具,对脉冲超宽带信号的测量性能进行分析。首先推导矩形脉冲串信号和载波调制矩形脉冲串信号的模糊函数,并对其模糊特性进行仿真分析。在此基础上,主要针对用于测控系统的伪码调制脉冲超宽带信号,利用其模糊函数分析其测距测速性能。结果表明:该超宽带信号具有良好的测距测速性能,其最大无模糊距离为1个伪码周期,最大无模糊多普勒频率为脉冲重复频率的倒数;单脉冲宽度越窄,其测距性能越好而测速性能越差。     

基于PSWF 的TH-PPM超宽带系统优化设计与仿真

在分析PSWF脉冲的最佳时域能量聚集性和频谱灵活可控性的基础上,提出了满足FCC(FederalCommunications Commission)频谱掩膜要求的UWB脉冲波形优化设计方法,并将该方法应用于多进制TH-PPM超宽带系统中,理论计算了基于PSWF脉冲的多进制PPM-UWB系统的符号差错率公式。与高斯脉冲进行比较,采用Systemview可视化仿真平台进行了仿真。仿真结果表明,基于PSWF脉冲的UWB系统符号差错率性能要明显优于Gauss脉冲。在给定SER的前提下,使用PSWF脉冲的UWB系统能够容纳更多的用户。     

基于MEMS/UWB组合的室内定位方法

在深入研究超宽带（UWB）与车载低成本MEMS的定位原理和算法的基础上,提出了采用UWB辅助MEMS定位的算法,以抑制MEMS的发散并提高定位精度。设计了两者的融合定位算法,完成了基于MEMS/UWB的室内定位技术研究。最终试验运动253.4m,MEMS定位误差小于0.61m,MEMS/UWB融合定位误差小于0.07m。试验结果表明,MEMS/UWB算法与单独的MEMS定位算法相比,有效地提高了定位精度与定位稳定性。     

超宽带系统中的天线技术

简要地介绍了超宽带技术对天线的要求,阐述了超宽带天线实现的几种方法,并结合各种方法给出了部分天线实例,最后介绍了UWB天线在国内外的研究现状和发展趋势.     

基于UWB/SINS组合的行人导航研究

在特殊环境下全球定位系统(GPS)信号强度被严重削弱,此时基于GPS技术的导航设备将受到严重影响。针对不依赖GPS的行人导航定位需求,提出了一种基于微机电捷联惯导系统(SINS)与超宽带(UWB)定位系统相结合的行人导航方法。该系统由捷联惯导系统与超宽带定位系统组成,行人导航算法在传统的捷联算法的基础上引入了零速修正技术用于检测零速时刻,并使用阈值法剔除了超宽带错误信息,通过联邦Kalman滤波融合了零速、位置和航向信息,并对系统速度、位置、航向进行了校正。行人导航实验表明,该方法能够提升系统定位精度,并进一步加强系统的稳定性与可靠性。     

UWB信号传播特性分析

通过对UWB信号室内外传播路径损耗现有模型及其在色散媒质中传播的分析研究,总结了UWB(Ultra-wide Bandwidth)超宽带脉冲信号的传播特性.     

密林环境空地协同GNSS/UWB快速高精度定位技术

针对密林中卫星信号遮挡难以实现快速高精度定位的问题,提出了一种密林环境空地协同全球卫星导航系统/超宽带(GNSS/UWB)高精度定位方法。该方法综合考虑无人机平台在空旷环境快速运动与超宽带的强穿透性测量等特征,通过无人机携带GNSS/UWB集成化载荷,以移动单基站模拟多基站,配合密林中UWB标签组网测距,完成密林中UWB标签定位。对基站布设方案展开研究,为密林环境下空地协同GNSS/UWB快速高精度定位技术应用提供基站布设指导和依据,并且利用密林环境下实测测距实验+仿真定位实验对提出的方法进行验证。结果表明,所述方法可有效实现密林环境下的快速高精度定位,精度达到分米级,并且通过优选基站布设网型、范围及高度可有效提高定位精度,为密林环境下快速高精度定位方法提供了理论支撑。     

基于角度分集的机载超宽带MIMO天线设计

为了提高机载通信设备信道容量和进一步减小天线安装空间,提出一种采用角度分集技术的超宽带（UWB）多输入多输出（MIMO）天线。该天线将Vivaldi天线和超宽带槽天线进行了集成设计,无需采用解耦结构便可获得较高的端口隔离度,大大提高了数据传输率。通过在Vivaldi天线辐射臂上开一对方形缝隙和在介质板背面增加长方形辐射贴片,可以有效减小天线的尺寸,设计的UWB-MIMO天线尺寸为36 mm×36 mm×0.8 mm。给出了天线的设计流程,加工了天线实物,并对其进行了测量。仿真和实测结果表明MIMO天线具有超宽的阻抗带宽,可以覆盖整个3.1~10.6 GHz超宽带频段。Vivaldi天线阻抗带宽为2.8~15.9 GHz,UWB槽天线阻抗带宽为1.8~12.7 GHz,天线端口隔离度均在-10 dB以下。测量了天线的辐射性能和增益特性,实测结果与仿真结果吻合较好,证明了该天线的有效性。该天线可以应用于超宽带无线通信系统和机载阵列天线系统中。     

顾及空间分布和NLOS的UWB室内可信定位方法

针对现行室内可信定位存在的三维定位精度低与结果可信度难以定量评估的难点,提出了一种可信超宽带(UWB)室内定位模型。该方法采用无迹卡尔曼滤波和IGG-III抗差理论模型,解决了UWB定位中的非线性化和非视距误差问题;同时,为提高该方法定位结果的可信度,进一步构建了一种兼顾UWB基站空间分布和非视距误差的可信精度评估模型。与现有模型相比,提出的方案可有效实现基于UWB的室内高精度可信定位。仿真和实测数据结果表明：1)与传统最小二乘结果相比,该方法可提高30%～40%的UWB定位精度;2)引入IGG-III抗差模型可提高11%的定位精度;3)非线性化误差对UWB定位精度的影响不尽相同,约为22%～50%;4)提出的可信度评估模型可实时准确评估UWB定位精度。     

脉冲超宽带通信与测距技术初步研究

相对于连续波窄带技术,脉冲超宽带技术在短距离通信及高精度测距方面具有一定优势.为了向未来航天应用提供新的技术支持,对脉冲超宽带通信及测距技术进行了初步研究.描述了系统的收发单元及天线单元,同时给出了各单元的测试结果.脉冲超宽带通信、测距实验表明,系统成功实现了短距离高速通信和高精度测距.在10 m范围内通信码速率为100 Mbit/s,定位精度为厘米量级.     

基于UWB的运动场定位系统设计

针对现代体育运动中对运动员位置跑动及生理数据的监测需求,在简要分析了运动员定位及数据传输需求的基础上,将UWB定位及通信与MEMS传感技术相结合,提出了一种基于超宽带及MEMS传感技术的运动员定位训练系统解决方案,并对系统进行了设计。在户外对人员跑动及生理数据监测进行了测试,测试结果表明,通过所设计的运动员定位训练系统可以实时地追踪运动员的运动轨迹和生理数据,平均定位精度在25cm以内。     

航空电子MB-OFDM-UWB无线互连信道分析与仿真

多频带正交频分复用超宽带（MB-OFDM-UWB）是航空电子内部无线互连（WAIC）的候选通信体制之一,不同于普通的室内无线信道,超宽带信号在金属和复合材料的机舱内部存在复杂的反射和多径干扰。给出一种适用于WAIC应用的MB-OFDM-UWB无线通信系统物理层方案,并参照IEEE802.15.4a标准提出一种适应航空电子机舱内部特征的多簇多径UWB信道模型;通过基于接收球的反射角误差法仿真得到无线信道的冲激响应,确定了机舱环境下信道模型的簇到达率、径到达率和混合因子;进而采用Simulink进行MB-OFDM-UWB信号系统仿真,表明在110 Mb/s码速率条件下,当误码率低于国际电信联盟（ITU）标准规定的10^-6,机舱环境下的信噪比应比普通室内环境高1 dB。另外,在研究过程中,为了确认电磁仿真中接收球半径的有效性,针对基准环境将仿真结果与文献报道的实测结果进行了对比。     

UWB与GNSS结合的室内外一体化定位系统设计

针对电力北斗安全应用、自动驾驶导航等应用场景对室内外一体化无缝定位的迫切需求,设计了一种将UWB与GNSS结合的一体化无缝定位系统.通过将UWB标签与小型化GNSS模块集成到手持智能设备上形成一体化定位终端,服务器软件对卫导结果与超宽带定位结果进行融合,输出连续定位结果.实验结果表明,该系统可以实现人员的室内外一体化无缝定位,室内环境下的静态定位精度小于10cm,该系统已应用于大型发电厂和变电站的人员安全防护管理项目.     

TIS系统信号处理器时分多址中心控制器研究

较详尽叙述了时分多址（ＴＤＭＡ）的工作原理，特别是ＴＤＭＡ中的中心控制器的工作过程；给出了直扩码、跳频图样周期和跳频、直扩码速率及ＲＴＴ校时精度。同时，提出了接收信号格式及发送信号格式的形成方法。     

用单片微型计算机控制高速跳频图样

扩频系统具有抗干扰能力强、保密性能好、信号功率谱密度低、能多址兼容等优点,因而很受人们重视。跳频扩频是扩频系统的一种模式,它是通过信号载波频率在一定范围内的跳跃来实现的。跳跃的规律一般由伪随机码来控制,这个码称为跳频码。在跳频码控制下,载波的周期性变化序列称为跳频图样。而高速跳频系统是指每秒频率跳变在     

一种差分跳频频率转移函数算法

 为提高差分跳频频率转移路径的随机性和均匀性,在深入研究差分跳频技术和频率转移函数的基础上,引入一种优化的混沌序列对数据信息码进行扰乱,利用纠错能力较强的RS(Reed-Solomon)码和m序列实现对跳频间隔及频率子集的选择控制,构建了一种新的差分跳频频率转移函数算法。对算法的随机性和均匀性进行了仿真验证。仿真结果表明,相比于基于混沌序列的G函数算法和基于RS码和m序列的G函数算法,本文算法产生的跳频序列的随机性和均匀性均得到了良好改善。