UHF 雷达天线馈源的研究

VHFUHF接收机的研究与设计的开题报告

VHFUHF接收机的研究与设计的开题报告
1. 研究背景
随着通信技术的发展，VHF/UHF频段正在成为无线通信的一个重要频段。

VHF/UHF频段的无线接收机可以在无线通信、航空和航天、卫星通信等领域中广泛应用。

因此，对VHF/UHF接收机的研究与设计具有重要意义。

2. 研究目的
本文的研究目的是设计一款高性能的VHF/UHF接收机。

该接收机需要具有以下特点：
（1）频率范围广泛，能够接收VHF/UHF频段的信号；
（2）高灵敏度，能够接收较微弱的信号；
（3）高选择性，能够有效地过滤掉干扰信号；
（4）低噪声，能够提高接收机的信噪比；
（5）简单易用，能够适应不同应用场合的需求。

3. 研究内容
（1）VHF/UHF频段的调研：了解VHF/UHF频段的特点、应用场景等信息。

（2）VHF/UHF接收机的设计：设计一款VHF/UHF接收机，包括射频部分、中频部分和数字信号处理部分。

（3）性能测试：对设计出的VHF/UHF接收机进行性能测试，包括频率响应、灵敏度、选择性、噪声等测试。

4. 创新点
（1）综合应用了调频解调、数字信号处理等多种技术，提高了接收机的性能；
（2）设计了一种低噪声放大器，提高了接收机的信噪比；
（3）成功应用了数字信号处理技术，提高了接收机的抗干扰能力。

5. 研究意义
本文的研究对于VHF/UHF接收机的设计与研究具有重要意义，可以为未来的无线通信、航空和航天、卫星通信等领域中的应用提供高性能
的接收机。

同时，本研究的成果还可为后续研究提供一定的参考和借鉴。

UHF超高频电感电容耦合与近场标签天线设计技术概要

UHF超高频电感电容耦合与近场标签天线设计技术无线射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)技术,是一种利用射频通信实现的非接触式自动识别技术。

该技术是一种综合利用芯片技术、天线技术、无线收发技术、数据变换与编码技术以及电磁场理论的应用技术。

该系统具有不局限于视线,识别距离比光学系统远,射频识别卡具有可读写能力、可携带大量数据,同时具有难以伪造和智能性较高等优点而得到社会各领域的广泛使用。

射频识别技术中,标签天线的设计是关键技术之一。

特别是UHF 标签由于其高数据传输速率和识别速度以及较远的读写距离,在现代射频识别系统中发挥越来越重要的作用,但相应的标签天线的设计由于其具体的应用环境、不同的标签IC电路的阻抗匹配、尽可能宽的工作带宽等要求,给这一课题提出比较大的挑战和很多困难,本课题即时来自针对这一课题的科技部863重大项目“RFID标签天线设计技术的研究”。

本文详细介绍了标签的性能要求、不同的标签和标签天线(主要是应用最广的无源偶极子标签天线的性能指标与结构变化)。

提出了利用电感与电容共同耦合进行阻抗匹配的物理机制,进行标签天线的设计,特别是针对天线的阻抗匹配技术与带宽展宽技术,进行了大量计算仿真,并在860-960 MHz频率范围内设计了基于PET材料的标签天线,测试结果达到150 MHz的工作带宽与8米远的读写距离,很好的满足了标签天线提出的性能要求。

本文还对近场标签天线进行了深入研究,所设计的远场与近场工作的标签天线在UHF频带具有130 MHz的工作带宽,并可以在远场与近场分别独立工作。

在此基础上,对于标签IC的阻抗变化问题,设计了3款不同的天线结构以适应不同的芯片阻抗并保证良好工作性能。

同主题文章[1].北京邮电大学庆祝CAD中心成立21周年' [J]. 数字通信世界. 2007.(01)[2].曹锋光,张德玲,王新兵,何云贵. 射频电源中的阻抗匹配研究' [J]. 应用激光. 2005.(02)[3].实现平滑阻抗匹配的集成RC无源元件' [J]. 电子设计技术. 2002.(06)[4].潘亚平,赵燕平,秦成明. 关于液调配器的阻抗匹配算法的研究' [J]. 计算机应用与软件. 2005.(04)[5].雷洋,田中,张勇. 一例阻抗匹配故障的检修与思考' [J]. 中国有线电视. 2005.(22)[6].阻抗匹配对高速数据传输的影响' [J]. 通讯世界. 2000.(06)[7].北京邮电大学建成CT2校园网' [J]. 电子科技导报. 1994.(01)[8].北京邮电大学ATM技术研究中心' [J]. 北京邮电大学学报. 1997.(03)[9].陈声鸿,毛玉周,张刚,赵燕平. 射频激励CO_2激光器的阻抗匹配及调制的实验研究' [J]. 中国激光. 1997.(09)[10].史萌. 闪亮的日子——我与北邮的故事' [J]. 通信世界. 2005.(33)【关键词相关文档搜索】：电磁场与微波技术; 超高频; 标签天线; 阻抗匹配; 电容与电感耦合; 近场天线【作者相关信息搜索】：北京邮电大学;电磁场与微波技术;李秀萍;杜挺;。

UHF频段射频识别系统天线研究的开题报告

UHF频段射频识别系统天线研究的开题报告一、课题背景和意义射频识别技术（RFID）是一种非接触式自动识别技术，它采用无线电波进行信息的传输和识别。

射频识别技术被广泛应用于物流、供应链、零售、医疗、环保等领域，是现代信息化建设的重要组成部分。

射频识别系统需要天线进行信号的收发，天线的性能直接关系到射频识别系统的性能和应用效果。

随着射频识别技术的发展和应用需求的增加，对于天线的研究也变得越来越重要。

二、研究内容和主要任务本研究的主要内容是对于UHF频段射频识别系统天线的研究，包括：1. 对UHF频段射频识别技术进行介绍和分析，分析其在各个领域的应用需求。

2. 对天线的基本原理进行介绍和分析，研究UHF频段天线的设计、制作和测试方法。

3. 设计和制作一种优化的UHF频段天线，并进行性能测试和比较分析。

4. 对于UHF频段射频识别系统天线的应用效果进行评估和分析，总结和提出改进建议。

三、研究方法和技术路线本研究采用以下方法和技术路线：1. 文献调查和理论研究，了解当前UHF频段射频识别技术和相关天线研究的发展现状。

2. 软件仿真，采用Ansys HFSS软件进行射频天线的设计、优化和性能测试。

3. 硬件制作，制作优化的UHF频段射频识别系统天线，并进行性能测试和比较分析。

4. 应用实验，对于UHF频段射频识别系统天线的应用效果进行评估和分析。

四、预期结果本研究预期结果如下：1. 分析了UHF频段射频识别技术的应用需求和发展趋势。

2. 研究了天线的基本原理和UHF频段天线的设计、制作和测试方法。

3. 设计和制作了一种优化的UHF频段天线，并进行性能测试和比较分析。

4. 评估和分析了UHF频段射频识别系统天线的应用效果，并提出改进建议。

五、研究进度安排本研究的进度安排如下：1. 文献调查和理论研究，采集相关资料和文献，完成论文初稿，用时2周。

2. 软件仿真，使用Ansys HFSS软件进行天线的设计和性能测试，用时4周。

uhf标签天线理解

uhf标签天线理解UHF标签天线是一种被广泛应用于无线频率识别（RFID）系统中的设备。

它能够接收和发送高频无线信号，实现无线通信和数据传输。

UHF标签天线起到接收和发射电磁波的作用，使得RFID系统能够实现自动识别、定位和跟踪等功能。

首先，UHF标签天线的基本原理是利用电磁感应和阻抗匹配技术。

当RFID标签接收到来自读写器的高频电磁波时，标签内部的天线会感应到电磁波的能量并转化为电流。

该电流经过调节后，将被用于驱动标签内部的电子芯片，实现数据的传输和存储。

其次，UHF标签天线的设计和性能对整个RFID系统的工作效果都有重要影响。

天线的设计要考虑多个因素，例如天线的形状、大小、位置、材料以及天线和RFID标签之间的阻抗匹配等。

这些因素直接影响到天线的辐射效果、接收灵敏度和通信距离。

UHF标签天线的形状可以有多种选择，例如片状天线、线形天线、圆形天线等。

不同形状的天线有着不同的辐射方向性和增益特性。

对于不同的应用场景，需要选择适合的天线形状来实现最佳的通信效果。

天线的大小也会影响天线的性能。

通常来说，天线的尺寸越大，通信距离越远，但天线的尺寸也不能太大，以免使RFID标签变得笨重和难以集成。

天线的位置也是一个关键因素。

将天线放置在标签的边缘位置可以增加接收到的电磁波能量，从而提高通信灵敏度。

此外，天线的位置还应考虑到障碍物和干扰源的影响。

天线材料的选择也很重要。

常见的材料有金属、塑料和陶瓷等。

金属天线具有优异的导电性能，但也容易与周围环境产生电磁感应。

塑料和陶瓷材料相对来说更适合用于UHF标签天线的制作，因为它们具有较低的电磁感应和阻尼效果。

最后，天线和RFID标签之间的阻抗匹配对通信质量至关重要。

阻抗匹配是指天线和标签之间电阻、电感和电容的匹配关系。

良好的阻抗匹配可以确保最大电磁波能量传输和最佳通信效果。

实现阻抗匹配需要通过调整天线和标签之间的电路连接方式和引入匹配网络等方法。

综上所述，UHF标签天线在RFID系统中扮演着至关重要的角色。

UHF频段金属型标签天线的研究与设计

（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮｏｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９４，Ｃｈｉｎａ）
ｏｂｊｅｃｔｓｈａｖｅｂｅｃｏｍｅｈｏｔａｎｄｄｉｆｉｃｕｌｔｐｒｏｂｌｅｍｓ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｄｅｓｉｇｎｆｅａｔｕｒｅｓａｎｄｄｅｓｉｇｎｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓｏｆｔｈｅｔａｇ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆａｎｔｅｎｎａｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｔｈｅｓｔｕｄｉｅｓｏｆＵＨＦＲＦＩＤｔａｇａｎｔｅｎｎａｃａｌｌｉｃ
（南京理工大学机械工程学院，江苏南京２１００９４）
摘要：随着天线技术的发展，对ＵＨＦＲＦＩＤ可用于金属物体的标签天线的研究成为了热点和难点。根据当前标签
天线的设计特点和设计原则，设计出一种适用于８４５～９６０ＭＨｚ的宽频带可用于金属物体的新型标签天线，并通过仿真分析与计算确定了天线的一些重要参量，实现了标签天线输入阻抗能在较大范围内与更多阻抗不同的标签

低波段大功率超宽带双极化雷达馈源分析

带天线可选择的馈源。但其辐射方向图变化大是明显缺点。馈源的辐射方向图变化大，双线极化四使脊喇叭很难保证在超宽带范围内提供相对稳定的天线照射，天线系统的效率、瓣等性能比较差。图使副１设计的一个四脊喇叭馈源模型，源频段范围为馈
ＺＨＯＵＨｏｎ — ｅｇｆｎｇ
（Ｔｈｅ７ｎｓｉｕｔ２３ＩｔｔｅｏｆＣＳＩ，ａｇｚｏ２５０１，ｉａＣＹｎｈｕ２０Ｃｈｎ）
ＡｂｔａｔＴｈｅｄｅｉｆｈｉｗｅｕｐｒｗｉｅｂｎｄｆｅｓｔｅｋｅｅｈｎｉｅｏｆｓｐｅ — ｄｅｂａｓｒｃ：ｓｇｎｏｇｈｐｏｒｓｅ－ｄａｅｄｉｈｙｔｃｑｕｕｒｗｉｎｄｒｄａｎｅｎａｗｉｈｔｅｗａｎｄｆｏＵＨＦｔＴｈｅｆｅｅｎｓｒｈｔｔｘｃｔｎｇｔｈｅａｒａｔｎｔｈｖｅｂａｒｍｏＬ．ｅｄｎｅｄｅｕｅｔａｈｅｅｉｉｏｔｅｒ — ｆｅｔｎｕｒａｅｏｆａｅａｉｇｗｅｎｄｅｆｃｔｎｔｕｐｒｗｉｅｂｎｄ，ｌｃｉｇｓｆｃｎｔｎｎｓｈｉｈｐｏｒａｆｅｔｗｉｈｉｈｅｓｅ — ｄａｗｈｉｈｉｅｙｄｉｆ— ｃｓｖｒｆｉ
ｅａｉｈｐｏｅｕｒｗｉｉｌｒｔｅｄ．ｒｌｈｇｗｒｓｐｅ — ｄｅｂｐｏａｉｙｆｅｓＫｅｒｓ：ｕｐｒｗｉｅｂｎｎｅｎａｆｅｌｇ— ｅｉｉｎｅａ；ａｒｐｌ— ｉｅｈｏｎｙｗｏｄｓｅ－ｄａｄａｔｎｅｄ；ｏｐｒｏｄｃａｔｎｎｑｕｄｕｅｒｄｇｒ

雷达天线原理

雷达天线原理雷达天线是雷达系统中至关重要的组成部分，它承担着接收和发送雷达信号的重要任务。

雷达天线的性能直接影响着雷达系统的探测能力、跟踪精度和目标识别能力。

因此，了解雷达天线的原理对于理解雷达系统的工作原理和性能至关重要。

雷达天线的基本原理是利用电磁波的辐射和接收来实现对目标的探测和测距。

雷达天线一般由辐射子系统和接收子系统组成。

辐射子系统负责向外发射电磁波，而接收子系统则负责接收目标反射回来的信号。

雷达天线的性能主要取决于其辐射和接收的特性。

在雷达天线的辐射子系统中，天线的辐射特性是一个重要的指标。

天线的辐射特性可以通过天线增益、波束宽度等参数来描述。

天线增益是指天线在某一方向上的辐射能力与参考天线（一般为理想点源天线）在同一方向上的辐射能力的比值。

天线增益高意味着天线在该方向上有更强的辐射能力，从而可以提高雷达系统的探测距离和目标分辨能力。

波束宽度则描述了天线主瓣的宽度，波束越窄表示天线的定向性越好，可以集中能量对目标进行更精确的探测。

另外，雷达天线的接收子系统也是至关重要的。

接收子系统的性能直接影响着雷达系统的信噪比和灵敏度。

天线的有效面积和噪声系数是衡量接收子系统性能的重要参数。

天线的有效面积决定了天线接收到的信号功率，有效面积越大，接收到的信号功率就越高，从而提高了雷达系统的灵敏度。

而天线的噪声系数则描述了天线接收到的信号与系统内部噪声之比，噪声系数越小，系统的信噪比就越高，从而提高了雷达系统的目标探测能力。

除了辐射和接收特性，雷达天线的工作频段也是一个重要考虑因素。

不同的雷达系统需要在不同的频段工作，因此雷达天线需要能够在特定频段内实现辐射和接收。

天线的工作频段取决于天线的设计和材料，因此在设计雷达系统时需要根据实际需要选择合适的天线类型和结构。

综上所述，雷达天线的原理涉及到辐射特性、接收特性和工作频段等多个方面。

了解雷达天线的原理对于设计和应用雷达系统具有重要意义，只有充分理解雷达天线的工作原理和特性，才能更好地发挥雷达系统的性能，实现对目标的精确探测和跟踪。

UHF波段雷达面临基站干扰信号的极化特性测量与分析

UHF波段雷达面临基站干扰信号的极化特性测量与分析任博;施龙飞;王国玉【摘要】移动通信基站的下行信号会影响UHF波段雷达的目标探测和跟踪，开展基站干扰环境的极化特性测量与分析，是利用极化处理手段对抗此类干扰的基础和依据。

该文首先建立了UHF波段双极化雷达对基站信号接收模型，推导了极化比和极化度估计量的概率密度函数用以表征干扰环境极化统计特性；而后分别开展了对单个基站和多个基站的雷达外场接收测量试验，实验结果说明了确定性描述方法仅适用于表征极化度较高的单个基站信号，对多基站或极化度较低的情形则不再适用。

通过实测数据与理论模型的拟合验证了该文给出的统计模型在描述两种场景下干扰信号统计特性上的正确性和适用性。

%Radar detection and tracking performance in the UHF-band can be influenced by the downlink signals of communication base stations. The polarimetric properties of interference from base stations are measured and analyzed as a basis for suppressing this type of interference by a polarization processing method. In this study, we establish signal models from the base station for dual-polarization UHF-band radar. We express the Probability Density Functions (PDF) of the estimated polarization ratio and degree of polarization in a closed form and use them to describe the statistical properties of the interference environment. We developed polarimetric radar reception experiments for the signals from both Single-Base Stations (SBS) and Multi-Base Stations (MBS). Experimental results proved that deterministic polarized descriptions are appropriate only for signals from SBS but not from MBS or from stations with a low DoP (Degree of Polarization). However, theproposed statistical method can be used to describe both SBS and MBS cases, which we demonstrated by comparing the theoretical models with real measurement data.【期刊名称】《雷达学报》【年(卷),期】2016(005)002【总页数】10页(P164-173)【关键词】极化雷达;极化度;通信基站;电磁环境测量【作者】任博;施龙飞;王国玉【作者单位】国防科技大学电子信息系统复杂电磁环境效应国家重点实验室长沙410073; 国防科技大学电子科学与工程学院长沙 410073;国防科技大学电子信息系统复杂电磁环境效应国家重点实验室长沙 410073; 国防科技大学电子科学与工程学院长沙 410073;国防科技大学电子信息系统复杂电磁环境效应国家重点实验室长沙 410073【正文语种】中文【中图分类】TN958引用格式：任博, 施龙飞, 王国玉.UHF波段雷达面临基站干扰信号的极化特性测量与分析[J].雷达学报, 2016, 5(2): 164–173.DOI: 10.12000/JR15134.Reference format: Ren Bo, Shi Longfei, and Wang Guoyu.Polarimetric analysis of the interference from base stations to UHF-bandradar[J].Journal of Radars, 2016, 5(2): 164–173.DOI: 10.12000/JR15134. UHF波段雷达作为国家防御体系中的重要环节，肩负预警和目标探测等重要任务。

UHF频段卫星通信天线设计研究

UHF频段卫星通信天线设计研究摘要:本文设计了一种新型工作于UHF频段圆极化机载卫星通信天线,介绍了几种实现圆极化的方法,最终选用相位相差90°馈电的一对正交对称振子的方式实现圆极化,通过移相器来实现90°的相位差,通过增大振子宽度和在辐射体边缘引入寄生单元等方法,来实现天线的宽频带、宽波束、高增益。

通过仿真,最终得到了一款具有高增益、宽波束、低轴比等特点的天线。

关键词:圆极化；高增益；宽波束引言1天线设计1、1圆极化天线原理设计一个圆极化波可以分解为两个在空间上和时间上均正交的等辐线极化波。

由此,实现圆极化天线的基本原理就是:产生两个空间上正交的线极化电场分量,并使二者振幅相等,相位相差90°。

实现的方法圆极化天线大致分为三种:微带天线、螺旋天线、正交对称振子。

微带天线加工简单,但调试带宽较窄且复杂;螺旋天线的增益高但波束窄;正交振子简单实用,增益和轴比好控制。

因此,本天线采用相位相差90°馈电的一对正交对称振子实现天线的圆极化,是最常用的实现圆极化的方法。

1、2基本结构设计新型UHF频段卫星通信天线圆极化部分由两对正交馈电的对振子天线组成。

工作频率为344MHz～351、3和381MHz～396。

3MHz,因此可以认为它的中心工作频率为370MHz,此时对应的半波长为:由于细半波振子天线的带宽较窄,可以通过增加振子直径的方法增大天线带宽。

对于印刷型的振子即为增大振子的宽度。

对称振子天线采用非平衡的同轴线馈电时还需要加入平衡器才能保证天线的方向图不会发生畸变。

考虑到天线的带宽约为15%,因此只需设计一种窄带的平衡器即可。

新型UHF机载卫星通信天线采用带阻抗补偿的Ⅲ型巴伦作为振子天线的平衡器,其圆极化部分的结构如图1所示。

实现圆极化天线的基本原理是产生两个空间上正交的线极化电场分量,并使二者振幅相等,相位相差90°;移相器能够对波的相位进行调整的一种装置;该天线是通过移相器来实现90°的相位差。

UHF频段RFID读写器天线和标签天线的研究与设计的开题报告

UHF频段RFID读写器天线和标签天线的研究与设计的开题报告一、选题背景和意义随着物联网技术的快速发展和应用，无线射频识别（RFID）技术也得到了广泛应用。

尤其是在工业物流、零售管理、智能医疗、安防监控等领域，RFID技术的应用越来越广泛，其中UHF频段RFID系统应用较多，具有长距离传输、高防冲突、大规模标签管理等优势。

在UHF频段的RFID系统中，天线起着重要的作用，其优良性能直接影响到整个RFID系统的性能。

因此，对UHF频段RFID天线的研究和设计，具有重要意义。

本文旨在对UHF频段RFID读写器天线和标签天线的研究和设计进行探讨，为RFID技术的进一步推广提供技术支持。

二、选题内容和目标本文主要研究和设计UHF频段RFID读写器天线和标签天线，主要包括以下内容：1. UHF RFID系统概述：介绍UHF RFID系统的概念、组成和工作原理等内容。

2. RFID天线基础知识：介绍天线的种类、结构和参数等基础知识，为后续的设计提供理论支持。

3. RFID天线设计方法：介绍RFID天线设计的主要方法，如基于理论计算、基于仿真模拟和基于实际测试等方法。

4. RFID读写器天线设计：对UHF频段RFID读写器天线的设计进行分析和研究，着重考虑其天线增益、辐射方向和阻抗匹配等问题。

5. RFID标签天线设计：对UHF频段RFID标签天线的设计进行分析和研究，着重考虑其尺寸、形状、阻抗匹配和工作频率等问题。

本文的目标是通过对UHF频段RFID读写器天线和标签天线的研究和设计，提高RFID系统的性能和可靠性，并为RFID技术的应用提供技术支持。

三、研究方法和思路本文的研究方法主要包括理论计算、仿真模拟和实际测试三种方法。

1. 理论计算：通过对RFID天线理论知识的研究和应用，采用电磁场理论、电路分析方法等进行计算和分析。

2. 仿真模拟：利用各种电磁仿真软件对RFID天线进行模拟，分析其辐射特性、阻抗匹配等性能。

UHF频段射频识别系统读写器天线设计的开题报告

UHF频段射频识别系统读写器天线设计的开题报告一、研究背景射频识别系统（RFID）是一种非接触式的自动识别技术，已广泛应用于物联网、供应链管理、车辆管理、医疗保健等领域。

在RFID系统中，读写器天线是识别标签的关键部件之一，它负责向标签发送电磁波信号，并从标签接收信号以实现标签读取和写入数据。

目前，RFID频段通常分为低频（LF，125 kHz）、高频（HF，13.56 MHz）和超高频（UHF，860-960 MHz）三个频段。

UHF频段由于具有长读取距离、高读取速率和大的标签容量等优势，已成为RFID应用中最具有发展前景的一种频段。

二、研究内容本论文的研究内容主要涉及到UHF频段射频识别系统读写器天线设计。

首先，通过系统性分析UHF RFID系统结构及各部分对天线性能影响的程度，明确天线设计的目标及技术难点。

其次，通过对UHF频段天线技术研究现状及国内外相关研究成果的综述，分析UHF天线的特点、优缺点及各种设计方法的适用范围，为后续天线设计提供理论支持。

然后，结合UHF RFID系统的实际应用需求，选取适合读写器天线设计的天线类型，并通过模拟分析和实验验证，对天线的参数进行调整和优化，实现天线的性能优化和读取范围扩大等目标。

最终，对设计的天线进行性能测试和分析，评估其在实际应用中的可行性和可靠性。

三、研究意义本论文的研究成果将有助于完善UHF RFID系统的读写器天线设计方法和技术，提高整个UHF RFID系统的性能表现。

同时，还将为RFID 应用提供技术支持，促进RFID技术在物流、制造业、医疗保健等领域的应用推广。

四、研究方法本论文主要采用文献综述、仿真分析和实验验证的方法。

1. 文献综述：通过查阅相关文献，从理论层面上分析UHF RFID系统读写器天线设计的技术难点和发展趋势。

2. 仿真分析：利用电磁场仿真软件对读写器天线进行建模和分析，通过分析模拟结果，确定天线的优化方案。

3. 实验验证：利用实验室测量设备对设计的天线进行性能测试，评估其设计效果和可行性。

UHF射频识别系统关键技术研究与实现的开题报告

UHF射频识别系统关键技术研究与实现的开题报告一、选题背景现代物流、零售、供应链等产业都离不开物品追溯管理和信息控制，而传统的条形码、二维码等识别方式，有着读取速度慢、容易受污染等缺点，UHF射频识别技术则可以弥补这些不足，具有读取速度快、距离远、自动识别等优点，因此在物流和零售等领域得到广泛应用。

二、研究目的本次研究旨在探究UHF射频识别技术的关键技术，包括UHF天线设计、波束成型、多路径信号滤波、算法优化等方面，以及如何应用到物流和零售等场景中，实现高效的物品追溯和管理。

三、研究内容（一）UHF天线设计UHF天线是UHF射频识别系统中的核心部件，其设计直接影响着读取距离、信噪比等性能。

本次研究将从天线阵列结构设计、反射板尺寸选择、天线馈电方式等方面进行探究，并对不同天线结构的性能进行比较。

（二）波束成型射频信号从UHF天线发出后，需要对其进行波束成型，以提高信号的聚焦度和抗干扰能力。

本次研究将主要探究波束成型的算法和实现方式，包括波束形状优化、信号加权、时域滤波等。

（三）多路径信号滤波UHF射频识别系统中会存在多径信号，即信号经过多个路径到达接收器，产生混叠现象，需要进行滤波。

本次研究将探究多径信号滤波的基本原理，包括均衡、解调、脉冲压缩等，并对不同滤波算法进行性能比较。

（四）算法优化UHF射频识别系统中的算法包括标签识别算法和反向链路通信算法，其性能直接影响识别速度和准确性。

本次研究将探究算法优化的方法，包括智能算法优化、并行计算、硬件加速等，以提高系统性能。

（五）应用场景研究针对物流和零售领域的应用场景，本次研究将探究UHF射频识别技术的应用实践，包括标签设计、读取设备选择、数据管理等方面，在此基础上实现高效的物品追溯和管理。

四、研究意义本次研究将对UHF射频识别技术的关键技术进行深入探究，相关成果不仅可以应用于物流和零售等行业，还可以推进射频通信技术领域的进步，具有较高的学术研究和实用价值。

UHF 雷达天线馈源的研究

收稿日期:2003207209基金项目:国家自然科学基金资助项目(69931030)作者简介:李　萍(19592),女,西安电子科技大学博士研究生.UHF 雷达天线馈源的研究李　萍1,2,梁昌洪1,张殿富2(11西安电子科技大学电子工程学院,陕西西安　710071;21武警工程学院,陕西西安　710086)摘要:针对机载合成孔径雷达天线小型化、高增益和宽频带的问题,提出一种棱柱面雷达天线的新馈源.该馈源基于共面波导工艺,将薄金属偶极板印制在介质衬底两侧,完成了二元“H ”形天线阵的设计.通过结构仿真和优化设计,使该天线阵在超高频频段的带宽达到212倍频程;带内驻波小于1185;中心频率处的增益大于9160dBi.仿真结果表明,该天线阵能构成宽带UHF 频段雷达天线的新馈源.关键词:“H ”型印刷;UHF 宽带;天线阵中图分类号:T Q1741175;T N62118 文献标识码:A 文章编号:100122400(2004)022*******Study of the feed of the UHF radar antennaLI Ping 1,2,LIANG Chang 2hong 1,ZH ANG Dian 2f u 2(1.School of E lectronic Engineering ,X idian Univ.,X i ′an 710071,China ;2.E NGG C ollege of the Chinese People πs Armed P olice F orces ,X i ′an 710086,China )Abstract :　Aiming at spreading bandwidth ,miniaturization and high 2gain of the air 2borne S AR antenna ,this paperputs forward a new type of prism radar antenna ,whose feed based on the technics of CPW is a tw o 2component H 2shaped antenna array printed by dubble plane overlap.The frequency bandwidth is the 212times the frequency ,theVSWR within the bandwidth is less than 1185and the gain at the centural frequency is m ore than 9dBi ,which arefound by means of the High 2Frequency S tructure S imulator and the larruping designed.The VSWR and the radiatedirection plot by simulation and test are given.The results show that it can be the new feed for UHF radar antennas.K ey Words :　“H ”like printed antenna ;UHF wideband ;antenna array合成孔径雷达(S AR )是以合成孔径原理和脉冲压缩技术为理论基础,以高速数字处理和精确运动补偿为前提的高分辨率成像雷达,雷达系统的天线已成为研究的热点.随着复合材料在天线上的应用,对S AR 天线的重量、结构强度、可靠性等提出了更高的要求.S AR 天线通常使用的是馈源为线极化且带有反射面的天线.在微波波段一般馈源使用的均为振子,其主要缺点是工作频带窄.对于超高频(UHF )机载S AR 天线,因其波长为1m 左右,在飞机上使用这种半波振子做馈源无法满足空气动力学的要求.同时为了满足其高增益、宽频带、结构小和重量轻等要求,设计一种新型S AR 天线馈源是很有必要的.1　天线的优化设计思想根据UHF 机载S AR 天线的设计要求,天线由反射面和馈源组成.如果馈源使用半波振子组成的天线阵,将使雷达天线结构大到无法机载的程度.如果单纯为了机载而缩小天线尺寸,使用普通的偶极子天线,不仅输入电阻和效率很低,而且由于电抗很高使频带很窄.窄频带限制了它在很多方面的应用.展宽偶极子天线的工作频带宽度,在工程设计上有很多理论可借助:首先,按照套筒天线的理论和天线中反馈的设计思想能2004年4月第31卷　第2期　西安电子科技大学学报(自然科学版)JOURNA L OF XI DI AN UNI VERSITY Apr.2004V ol.31　N o.2够展宽频带一倍频程[1];其次,按照微带展宽频带的理论,用增加介质片厚度的方法可使工作频带宽度增大[2];第3,把天线设计成一个谐振电路,应用调谐方法也可展宽频带宽度[3];第4,调整印刷板的宽度以及改变天线馈线外导体的寄生单元,相当于在天线输入端与馈线之间加一个电抗匹配网络[4],可以得到20%～30%的频带宽度;最后,用改变直立印刷板天线到地空气隙的方法也可对一个频率进行阻抗匹配,相当于得到大于20%的频带宽度.为了达到设计要求,天线的一次馈源采用印刷偶极板状天线,优点是体积小、重量轻、平面结构、制造成本低.天线采用双面准重叠印制电路,放置方式与半波振子一样.印刷工艺和使用材料与微带天线相同,但结构完全不同.为了适合馈源的需要,达到高增益等相位面的设计要求,天线反射面设计成棱柱面.2　天线的基本结构根据S AR 天线的设计要求,馈源方向图应只有一个主瓣;具有确定的相位中心;匹配良好和具有足够的功率容量等.馈源由二元印刷“H ”形天线阵组成,反射面为棱柱面.211　一元双面印刷H 形天线的结构双面印刷H 形天线是基于高速集成电路的金属绝缘半导体共面波导工艺,将无限薄金属偶极板分别印刷在介质衬底两面,两天线大小相等、形状同为“H ”形.以“H ”形中底部等幅同相馈电.这种天线因天线宽度和介质介电常数的影响,当天线宽度近似等于λ/10时,天线谐振高度近似等于λ/5.由于天线的宽度调整和馈电处同轴线阻抗变换,使天线的工作带宽为212倍频程.这里需要指出的是,这种天线在设计时同其他图1　HFSS 天线平面图UHF 天线一样,将天线置于人工模拟的金属平面上,在此条件下才能满足其增益带宽和驻波比的要求.单元天线在中心频率的增益为3dB [5],与单面翼片天线在E 面的方向图相似为一椭圆形,在H 面近似为一圆.与半波振子相比存在一个顶辐射,其椭圆长轴与天线面的法线平行即馈源面的法线方向^n 指向最大辐射方向.212　二元“H ”天线阵的结构图1是两个“H ”形天线上下放置构成的一个二元直线阵.两振子间距小于λ/3,大于λ/4等幅同相馈电.馈电网络是由直角弯头和同轴T 形接头组成的一种分路器,其输入端接50Ω同轴馈线.在天线的输入端由同轴内导体连接金属片分别馈给天线的两个面.同轴线的外导体在与金属导电地面连接后,在“H ”天线中部接入二阶梯外导体变换器.每个“H ”单元与地之间的距离调整为小于01010λ.这里需要指出的是,把天线单元与地面之间的距离再增加或减小都可以改变天线阵的谐振频点,但当距离大于01013λ工作频带会变窄.根据方向图乘积定理,从单面翼片天线工程实验的经验公式得到二元“H ”阵的方向图的近似表达式为[6]:F (a )≈cos πd λcos α・12.55080.0941+0.7501cos 13πλcos a +0.9995cos 16πλcos a +0.7071cos 19πλcos a ,(1)其中a 是矢径r 在xoz 面的投影与xo 轴的夹角.213　天线反射面为了达到强方向性的目的,更好地消除后向辐射,达到高增益等相位面的设计要求,天线反射面设计为一棱柱面,且将二元天线阵置于距棱柱面λ/2处,如图2所示.为了在较宽频带获得等相位口面场,适当地切割反射面边缘可调整相位中心.为了减小重量,反射板用介电常数接近于1的聚苯乙烯泡沫材料支撑金属箔结构,并与同样材料构成的“H ”天线阵有限导电地面连接.“H ”天线阵一面向反射板方向照射,一面向主辐射方向照射.补偿了由馈源自身遮挡造成的天线增益下降,其最大增益可达到12106dBi.由于设计时受飞机舱头内的特殊形状及机头罩因素的限制,天线反射面总高略大于1个波长,宽略小于1个波长.二元“H ”天线阵532第2期李　萍等:UHF 雷达天线馈源的研究图2　HFSS 天线结构图和经反射后的电磁波均为平面波E S 0Z =0.“H ”天线的E S 0Z νE S0Y =60I M F (a )/r ,根据惠更斯2菲涅尔原理可得出观察点M 处的场强近似为[7]E M =j2λλS 060I M r F (a )1+cos (a )exp (-j kr )r ds .(2)3　仿真和实验测试与分析根据实际需要,天线增益应大于9dBi (中心频率),线极化方式,天线驻波(VSWR )比应小于118,频带宽度为212倍频程,E 面波束小于50°,重量小于3kg ,天线底部为载体的外壳(接地板).在实际使用时外壳可能是非平面的(安装在飞机上),这种有限地面和非平面对方向图影响很大,与无限大导电地面相比,方向图出现较大的不对称性.根据G alerkin 法由P ocklington 积分方程[8]E s =-1j w ε0κs I (r ′)52G (r ,r ′)52r +K 2G (r ,r′)d s ′　,(3)可得到关于地板尺寸对天线辐射方向图影响的计算模型受有限地面的影响,实际测得的E 面方向图畸变,主瓣的幅度和相位不对称.在设计时可以通过调整反射柱面到馈源的距离和边缘形状来满足设计要求.图3　天线辐射方向图311　方向图的仿真和测试结果根据天线结构使用计算机仿真,分别给出天线在600MH z 和400MH z 一个边频及中心频率处的天线幅度图4　VSWR 与频率的关系曲线方向图,如图3所示.由图可见方向图的不对称性得到了很好的抑制,达到了设计要求.在微波暗室中分别对频率为600MH z 和400MH z 两个频率的E 面和H 面的方向图进行测试,为了比较方便将实际测试与仿真结果绘制在一起,见图3所示的点画线部分.比较测试结果和仿真计算可见,带有反射面的双面H 形印刷天线二元阵在E 面和H 面内的方向图吻合很好.312　驻波的计算和测试通过天线结构仿真计算所得的散射参量及网络分析仪测量值如图4所示.实际测得的天线的谐振点分别为300MH z 和530MH z ,在200～600MH z 整个频带内的驻波不大632 西安电子科技大学学报(自然科学版) 第31卷于118.频率在200MH z 时的驻波为211.在频率为250MH z 时的驻波最小为11157.在650MH z 时驻波最大为21218.在225～550MH z 带宽内驻波小于118.在中心频率为400MH z 的200MH z 带宽内驻波小于115.为了比较方便,将实际测量的天线在250～550MH z 的电压驻波(VSWR )同时绘在仿真图上.由图4可见,虽然谐振点有50MH z 的偏移,但二者的一致性较好.频率的偏移和VSWR 值的差异是由于实际加工与理论结构存在误差所致.由于实际馈电地板不够大,受同轴线外导体电流的影响,电缆的位置不同,驻波的频率特性就有一定的平移,但分布规律仍符合切比雪夫多项式.313　增益的测试在远区场对天线的增益进行实际测试结果见表1.测试结果表明,在中心频率处增益高于9dBi ,整个带内主瓣±30°相位起伏小于±5°.由于天线使用了聚苯乙烯泡沫支撑敷铜板使天线的重量仅为218kg.表1　天线增益测试结果频率/MH z270350400450550600增益/dBi 81191291601014121068104　结论基于仿真和实际测试,对所设计的UHF 机载合成孔径雷达天线提出一种新型馈源.测试表明,双面准重叠印制的二元“H ”形天线阵构成的雷达天线的新馈源,在带宽和增益等电参数方面均满足雷达的设计要求,试飞结果令人满意.该设计为雷达提供了一种新天线,特别是随着新工艺、新材料的不断问世,这种印刷天线在展宽频带、缩小尺寸、提高增益等方面有着巨大的潜力和广阔的应用前景.致谢:对504所刘波等为该天线研制给予的重要帮助,在此表示感谢.参考文献:[1]Cruz E M ,Daniel J P.Experimental Analysis of C orner 2fed Printed Square Patch Antenna [J ].E lectron Lett ,1991,27(16):141021412.[2]Parker G,Antar Y M M.A Dual P olarized Microstrip Ring Antenna with G ood Is olation[A ].IEEE AP 2S Int Symp [C].New Y ork :IEEE ,1997.9282937.[3]Purchine M P.A Tunable L 2band Circular Microstrip Patch Antenna[J ].Microwave Journal ,1993,36(10):80288.[4]周朝栋1天线与电波[M]1西安:西安电子科技大学出版社,1999.182.[5]李　萍1超短波印刷天线的研究[J ]1电波科学学报,1996,11(2):67269.[6]王定华1电视发射天线系统[M]1北京:国防工业出版社,1991.24.[7]G ardiol F E ,Z ürcher J F.Broadband Patch Antennas —a SSFIP Update[A].Antennas and Propagation S ociety International Symposium :V ol 1[C].New Y ork :Antennas and Propagation S ociety ,1996.225.[8]李玉莹1基于矩量法对导体板上单极天线特性研究[J 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低波段大功率超宽带双极化雷达馈源分析

低波段大功率超宽带双极化雷达馈源分析周红峰【摘要】大功率超宽带馈源设计是UHF到L波段超宽带雷达天线的关键技术.在超宽带频带内,馈源需保证对天线反射面的大功率高效激励,这有很大的难度.通过对几种大功率超宽带双极化馈源实现方案的对比分析,得到了比较好的解决方案.【期刊名称】《舰船电子对抗》【年(卷),期】2010(033)004【总页数】3页(P66-68)【关键词】超宽带天线馈源;对数周期天线;四脊喇叭【作者】周红峰【作者单位】船舶重工集团公司723所,扬州,225001【正文语种】中文【中图分类】TN957.20 引言采用抛物面反射体形式的UHF到L波段大功率超宽带双极化雷达天线,其前馈激励馈源的设计非常关键。

通常超宽带馈源必然要带来波束宽度的剧烈变化以及相位中心变化,会导致天线系统的效率降低,并难以控制副瓣电平和产生严重的色散。

一般情况下,实现大功率超宽带双极化馈源的方法主要有双极化宽带脊喇叭、双极化对数周期天线等。

这几种馈源各自有其特点,下面对这几种馈源进行分析。

1 宽带加脊喇叭馈源脊喇叭可以看作将双脊结构从波导推广到棱锥喇叭,这样可以增加喇叭许多倍的频带宽度。

双线极化四脊喇叭具有双极化、频带宽、相位中心相对稳定等特点,加工可以保证较高的极化隔离度,是宽频带天线可选择的馈源。

但其辐射方向图变化大是明显缺点。

馈源的辐射方向图变化大,使双线极化四脊喇叭很难保证在超宽带范围内提供相对稳定的天线照射,使天线系统的效率、副瓣等性能比较差。

图1为设计的一个四脊喇叭馈源模型,馈源频段范围覆盖UHF到L波段。

图1 双极化四脊喇叭的馈源模型从实际仿真可得到,在UHF到L波段范围内馈源的辐射角度变化大致范围为40°～110°。

实体反射体天线不可能在如此宽的馈源激励波束范围内兼顾到高低波段,所以在全频段内都获得满意的照射效果非常困难,严重影响天线在全频段内的使用。

图2为双极化四脊喇叭的馈源辐射方向图仿真结果。

UHF天线

1 引言射频识别(Radio FrequencyIdentification，RFID)技术是近年来兴起的一种自动识别技术。

射频识别系统主要由读码系统和标签系统组成，通过无线射频信号传递信息，天线性能的好坏直接影响到整个系统的读写距离和识别率。

RFID标签芯片阻抗一般具有电阻较小而容抗较大的特点，且每个芯片都有其特定阻抗，因此必须针对特定芯片设计与之匹配的标签天线。

目前，RFID没有全球统一的频率划分规范，在UHF频段，主要有欧洲的866～869 MHz 及美国的902～928MHz。

中国刚刚公布的频率标准为840～845 MHz和920～925MHz两个频段。

2005年9月，Cho，C等提出一种双支弯折偶极子加双T形馈电网络的标签天线结构，带宽达到65 MHz(S11<-10 dB)，实现了在867MHz及915MHz双频谐振，但是此天线结构复杂、阻抗匹配调整不便。

H.Choo等提出另一种实现宽频的较简单的天线结构，即电磁耦合馈电结构，但是天线结构仍然较复杂，参数较多，阻抗调整不易。

LiYang等的文章中提出一种增益很高的双辐射边天线，但是全向性不好，标签使用范围受限制。

本文同样采用电磁耦合馈电结构，针对Philips公司的SL3S3001 FTT芯片设计了一种结构简单，阻抗匹配方便，在867 MHz和915MHz均出现频率谐振点，具有较强的实用价值的标签天线。

设计时采用Zeland公司的IE3D 软件进行仿真实验，介质板采用工业上最常用、价格又低廉的FR4敷铜板，其厚度为1.6 mm，敷铜厚0.03 mm，介电常数4.7。

2 标签天线设计标签芯片的阻抗一般呈现大的容性电抗和小的电阻，这样高Q值的芯片阻抗，使得匹配天线的设计变得很困难，并且限制了天线的阻抗带宽。

但是由于成本和制造的要求，标签天线必须直接与芯片匹配。

以前常用的各种变形偶极子标签天线为了实现同芯片的阻抗匹配，其谐振频率与匹配的频率之间存在差异，致使阻抗带宽呈窄带特性。

UHF波段多载波高功率线性放大器研究的开题报告

UHF波段多载波高功率线性放大器研究的开题报告一、研究背景和意义UHF波段多载波高功率线性放大器是一种广泛应用于无线通信、雷达、卫星通信等领域的重要设备。

随着科技的进步和需求的增加，对于UHF波段频谱利用率的要求越来越高，需要在尽可能小的频谱范围内传输更多的信号，因此需要高功率的放大器来保证信号的传输质量。

同时，多载波技术也可以提高频率利用率，降低通信系统复杂度。

因此，研究UHF波段多载波高功率线性放大器，可以提高通信系统的可靠性和性能，满足现代通信的需求。

二、研究内容和目标本文将围绕UHF波段多载波高功率线性放大器的设计、优化和测试展开研究，具体内容包括：1. 多载波技术的理论和应用研究，在UHF波段应用中的优势和发展趋势。

2. 高功率线性放大器的设计和优化，探讨不同电路结构和器件选型的优缺点，分析在多载波条件下的反馈和失真问题，并提出对应的解决方案。

3. 设计和制作高功率线性放大器的实验原型，测试电路的性能参数，包括增益、跨导、输出功率、效率等，并对其在多载波条件下的性能进行分析和评估。

4. 基于实验数据和仿真分析，对高功率线性放大器进行优化，提高其性能指标和稳定性，为其在UHF波段多载波应用中提供有力支持。

本文的研究目标是开发并优化一种高性能的UHF波段多载波高功率线性放大器，探索适合多载波应用的电路和器件组合，提高传输质量和频率利用率，并为相关领域提供有价值的参考和应用借鉴。

三、研究方法和技术路线本研究采用实验方法和理论分析相结合的方式进行。

首先，通过文献调研和现有产品市场分析，确认研究目标和技术路线。

其次，进行多载波技术理论研究和电路仿真模拟，比较不同方案的优缺点，选择最优的电路结构和器件组合进行实验原型制作。

第三，利用实验原型测试电路的性能参数，主要包括增益、跨导、输出功率、效率等，并进行数据分析和比较。

第四，针对实验数据和仿真结果进行反馈和调整，优化电路结构和器件组合，提高电路的性能指标和稳定性。