Y形缝隙加载小型化超宽带Vivaldi端射天线

针对常规Vivaldi天线尺寸大、低频段前向辐射增益低的问题,设计了一款覆盖2.7~18.3GHz的小型化高增益超宽带端射天线。该天线通过在辐射贴片两侧加载Y形缝隙的方法,将天线表面电流汇聚于槽线附近,使天线的辐射特性明显提高。改善天线的阻抗匹配特性,展宽天线带宽,提高天线的增益,增强天线端射效果,天线的尺寸仅为25mm×25mm×1mm,实现了小型化。低频部分(2.7~8GHz)增益比原始天线提高最大值为3.5dB。通过天线实物的加工和测试,进一步验证了设计的可靠性。     

新颖的平均传输参考型超宽带相关接收机的研究

基于超宽带（UWB）通信在多个比特数据传输中信道基本不变的特点，提出一种平均传输参考型UWB相关接收机．发送端的每一帧数据由头部几个参考信号和多个调制数据信号组成，接收机采用这几个参考信号接收波形的累加平均作为相关模板来解调随后的数据信号，由于提高了相关模板的信噪比，从而改善了接收机的误码率性能，同时结构较为简单，便于实现．理论分析和IEEE多径信道模型的仿真表明：该接收机的比特误码率明显优于传统自相关接收机，在10^-2误码率时约有2dB的信噪比增益．     

口径天线瞬态辐射特性的研究

为了在时域研究超宽带口径天线的瞬态辐射特性，利用时域有限差分方法在平面波正投射、斜投射及柱面波投射于不同尺寸和形状的口径面的情况下，对口径面上的场进行了计算，进而得出该口径天线的辐射场。将通常天线的方向图扩展为可用于超宽带天线的空时方向图，并在不同激励的情况下用空时方向图描述了激励脉冲在自由空间展布的宽度与天线口径几何尺寸、形状和主辐射面的辐射波形之间的关系，得出改变口径面的形状和大小可以改变口径面的辐射特性的结论，为理解超宽带口径天线辐射特性并为进一步设计该类天线提供了理论依据。     

超宽带正交解调接收机信号采集系统设计

根据超宽带信号处理及实现目标识别的需要,设计并实现了一套超宽带脉冲体制正交解调接收机信号采集系统。介绍了系统的硬件和软件设计,提出了I/Q正交解调及脉冲体制超宽带信号幅相误差校正方案,并构建了适于超宽带信号频谱分析的双谱分析模块。实际应用表明,该系统达到了实时高速稳定数据采集的要求。     

基于双极性多脉冲的UWB调制方案及性能分析

针对普遍单脉冲位置调制的不足,在已有的UWB(Ultra-Wideband)脉冲位置调制研究基础上,提出了一种改进的双极性多脉冲位置调制(AMPPM:Ambipolar Multi-Pulse Position Modulation)的UWB跳时调制方案,并对其加性高斯白噪声(AWGN:Additive white Gaussian Noise)下的信道容量,最大可靠通信距离等性能指标进行了理论分析。理论分析及实验数值结果表明,在相同的条件下,与普通的单脉冲位置调制(PPM:Pulse Position Modulation)相比,AMPPM能获得较高的容量,即在给定可实现脉冲宽度下可获得更高的通信速率。仿真结果表明,当脉冲宽度为0.5 ns时,L进制AMPPM可达到333 Mbit/s的速率,而同等条件下的L进制PPM仅能达到167 Mbit/s的速率。同时AMPPM在最大可靠通信距离指标方面也较相应的PPM及脉冲幅度调制(PAM:Pulse Amplitude Modulation)有改善,在100 Mbit/s及10-4的误码率下可达到8 m的通信距离。     

并行组合扩频超宽带系统的跳时多址接入性能

针对前期提出的并行组合扩频超宽带通信系统,采用跳时多址接入方式,通过分析文中系统的误码性能和多用户接入数量,对其多址性能进行研究.仿真结果表明:跳时多址接入方式的采用改善了并行组合扩频超宽带通信系统的多址性能,大幅提高了系统容量;在大信噪比环境中,该采用跳时多址接入的系统工作在5个干扰用户条件下的误码性能仍比在单用户条件下工作的传统超宽带通信系统有较大的提高.进一步分析了该多址系统可容纳的用户数量,认为较多用户干扰时可以考虑采用新的跳时码减少脉冲间发生碰撞的概率,以降低多用户干扰.     

超宽带TH-PPM 调制技术抗干扰性能研究

针对超宽带TH-PPM调制技术在多个频带干扰条件下的抗干扰性能进行了分析研究。基于超宽带TH-PPM调制所使用脉冲波形的不同,推导得出了在多个频带干扰条件下,超宽带TH-PPM调制技术的抗干扰能力指标的通用数学表达式。该结果对单频带干扰也同样适用。此外,在多个频带干扰条件下,对超宽带TH-PPM调制技术、直接序列扩频调制技术和跳频调制技术的抗干扰性能进行了比较分析研究,并分别对其进行了数值仿真。仿真结果表明,在多数情况下,超宽带TH-PPM调制技术抑制多个频带干扰的能力,明显优于直接序列扩频调制技术和跳频调制技术。     

超宽带电磁散射的时间步进法

采用时间步进法对飞机的基本构成部件(球、圆柱、薄板)的超宽带电磁散射问题进行了研究。导出了磁场积分方程数值计算公式,所得时域散射远场与实测或其它方法计算结果相比,吻合较好。本方法与时域有限差分法(FDTD)相比,无须设置吸收边界条件,适于成像数据的提取,运算简便。与频域方法相比,它可解决超宽带电磁散射预测问题。     

大电机线棒超宽频带局部放电信号的时频特性研究

利用开发的超宽频带局部放电测试系统,研究了退出运行的300MW汽轮发电机定子线棒和780kW电动机线棒的超宽频带局部放电特性。运用联合时频分析技术,分析了这些放电信号的时频域特征,发现线棒的局部放电时域信号包含着丰富的高频分量,其直线部分和“R”部分的主放电特征峰出现的位置比较相似。同时,还发现随着老化程度的加深,放电时延缩短,在时频联合域上能量密度向高频方向移动。该发现为今后评估电机线棒的绝缘寿命提供了一种新的方法。     

基于信号到达时间的UWB定位算法

首先分析讨论了两种基于信号到达时间的超宽带定位方法--最小二乘法和DFP算法,最小二乘定位方法计算简单,但在存在测距误差的情况下定位精度较低;DFP算法的定位结果通常与初值有关,还易陷入局部最优点.因此,作者提出了基于遗传算法的UWB(超宽带)定位方法,通过与前两种算法进行仿真分析和比较,表明该方法能有效提高定位精度.