超宽带射频系统工程

　　对于从事超宽带技术领域工作的许多科学家和工程师来说，利用宽瞬时带宽信号的想法来自FCC 3.1～10.6GHz这个频带宽度的授权。但是，如果回顾历史，会发现首次人造电磁波就是由电火花产生，尤其是电磁研究里非常著名的，那个于19世纪80年代验证了电磁波的传播速度、极化和与物质的相互作用的赫兹，以及在德国卡尔斯鲁厄理工学院用麦克斯韦方程来对这些波的准确描述。在此之前，电磁波仅能以前面提到的电火花方式产生，因而是超宽带的。在20世纪20年代，超宽带因其占用了太多的频谱而被限制，主要是军事应用方面。直到1992年，Leopold Felsen、Lawrence Carin和Henry Bertoni在布鲁克林组织了一次关于超宽带短脉冲电磁学的会议，德国高频技术与电子学研究所参与并被此次会议的主题吸引，于是加入这一领域的研究。在这次会议之后，许多同事纷纷进入这个超宽带领域，一个真正的超宽带团队建立了起来。从那时起，在我们研究所，许多毕业生和硕士生，以及博士生候选人，一直在超宽带及其在雷达、通信、定位和医疗等不同应用领域工作。在此期间，形成了超宽带电磁学、组件和系统工程的详细知识。当然，部分经过挑选的论文发表在世界主要会议和知名期刊上，但大多数详细结果都记录在各种内部报告中，并保存在我们的实验室里。2010年，慕尼黑工业大学的Peter Russer教授鼓励我们将这些丰富的资料编写成一本书，使其可以与整个社会共享。于是，我们从超宽带工程方面的新研究成果里精选了一些内容，希望在这个具有广阔前景的领域中能够帮助读者理解和开发各自的超宽带系统，并激发新的想法以做进一步的研究。

　　许雄，电子科技大学博士，电子信息系统复杂电磁环境效应国家重点实验室助理研究员，主要从事复杂电磁环境特性与模拟等方面的科研工作。先后主持完成5项国家重点课题，发表学术论文100余篇，授权发明专利10余项，出版著作2部，获部委级科技进步二等奖1项。曾勇虎，国防科技大学博士，电子信息系统复杂电磁环境效应国家重点实验室副主任／研究员，主要从事复杂电磁环境效应等方面的科研工作。

第1章 引言
1．1 UWB信号的定义
1．2 国际上的法规
第2章 UWB无线传播基础
2．1 UWB无线信道的描述
2．1．1 时域和频域
2．1．2 频域UWB信道
2．1．3 时域UWB信道
2．2 UWB传播信道建模
2．2．1 双路径模型
2．2．2 UWB信道模型的射线追踪
2．2．3 衰减
2．3 UWB射频系统及器件特性参数
2．3．1 无线信道的延迟扩展
2．3．2 包络的峰值
2．3．3 包络宽度
2．3．4 响铃
2．3．5 瞬态增益
2．3．6 频域增益
2．3．7 群延迟
2．3．8 保真度
2．4 脉冲无线电与正交频分复用
2．5 UWB脉冲波形和脉冲波形生成
2．5．1 经典脉冲形状
2．5．2 最佳脉冲形状
2．6 调制和编码
2．6．1 开关键控
2．6．2 脉冲位置调制
2．6．3 正交脉冲调制
2．7 跳时
2．7．1 生成跳时码
2．8 基本发射机架构
2．9 基本接收机架构
2．9．1 用于开关键控和脉冲位置调制的相干接收器
2．9．2 用于脉冲位置调制的非相干接收机
2．9．3 正交调制接收机
第3章 UWB天线
3．1 UWB天线测量方法
3．1．1 校准法和替代法
3．1．2 双天线法
3．1．3 三天线法
3．1．4 采用一个标准参考天线的直接测量
3．1．5 时域验证
3．2 UWB发射天线设计
3．2．1 UWB天线原理
3．2．2 行波天线
3．2．3 频率无关的天线
3．2．4 自补偿天线
3．2．5 多谐振天线
3．2．6 电小尺寸天线
3．3 UWB天线系统
3．4 极化分集天线
3．4．1 UWB极化分集天线的要求
3．4．2 设计案例1：双极化行波天线
3．4．3 设计案例2：具有正交极化自消除的双极化天线
3．4．4 频率无关的180°功率分配器
3．5 UWB天线在医学上的应用
3．5．1 人体组织节点性能的分析
3．5．2 UWB人体天线
3．5．3 UWB人体天线的特性研究
……
第4章 UWB天线阵列
第5章 单片集成电路UWB收发机
第6章 UWB应用
主要缩略语
参考文献
编著者
感谢