FIR-Filter basierte Steuerung von ultrabreitbandigen Gruppenantennen
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| Neinhues_Diss.pdf | 15.04.2008 14:06:55 | 4,07 MB |
Die drahtlose Übertragung von Daten nimmt in unserem Alltag einen immer größer werdenden Stellenwert ein, und es ist zu erwarten, dass der Trend zu drahtlosen Systemen auch in der Zukunft anhält und weitere Anwendungen hinzukommen. Dabei dürfen sich die unterschiedlichen Systeme und Dienste nicht gegenseitig stören, was sehr restriktive Vorgaben zur Nutzung der einzelnen Frequenzbänder erfordert und zu einer zunehmenden Frequenzknappheit führt. Dazu kommt, dass ein regelrechter Andrang auf lizenzfreie Frequenzbänder stattfindet, was den Effekt noch weiter verstärkt. Aus diesem Grund ist in jüngster Zeit die sogenannte Ultra Wideband-Technik (UWB) sehr populär geworden, die gegenüber herkömmlichen drahtlosen Systemen einige Vorteile aufweist.
Die Nutzung des UWB-Frequenzbandes ist in den USA im Jahre 2002 sehr restriktiv durch die Federal Communications Commission (FCC) reglementiert worden. Kern der Bestimmungen ist eine Frequenzmaske mit sehr geringer spektraler Leistungsdichte. Dies stellt hohe Anforderungen an UWB-Systeme und eine konsequente Optimierung hinsichtlich der Systemempfindlichkeit, Effizienz und Reichweitenerhöhung. Eine Erhöhung des Gewinns (am Empfänger) wäre wünschenswert, führt bei Verwendung von aktiven Elementen jedoch auch zu einer Erhöhung der Rauschleistung. Eine andere Möglichkeit ist die Verwendung von mehreren Empfangsantennen, auch Gruppenantenne genannt, da der Gewinn unter idealen Voraussetzungen mit der Anzahl der Elemente steigt, während die Rauschleistung gleich bleibt.
In dieser Arbeit wird ein Konzept zur elektronischen Strahlformung ultrabreitbandiger Signale vorgestellt. Ein FIR-Filter basiertes Strahlformungsnetzwerk wird dabei so erweitert, dass reale Einflüsse durch die Antennenelemente berücksichtigt werden können. Berechnungsgrundlagen werden für lineare und zirkulare Anordnungen der Antennenelemente vorgestellt. Ferner wird ein einfaches Konzept für ein analoges, elektronisch steuerbares FIR-Filter für den Mikrowellen-Frequenzbereich entwickelt und anhand eines vierstufigen Aufbaus in hybrider MIC-Technologie experimentell überprüft. Auf dieser Basis wird ein Echtzeit-Demonstrator, bestehend aus einer zirkularen Gruppenantenne mit vier Elementen und fest eingestellten FIR-Filtern als Strahlformungsnetzwerk aufgebaut und für den Frequenzbereich von 1,5 GHz bis 2 GHz messtechnisch charakterisiert. Ein derartiges Experiment wurde im Rahmen dieser Arbeit erstmalig umgesetzt.
Lesezeichen:
Dokumententyp:
Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Fakultät / Institut:
Fakultät für Ingenieurwissenschaften » Ingenieurwissenschaften - Campus Duisburg » Abteilung Elektrotechnik und Informationstechnik » Hochfrequenztechnik
Dewey Dezimal-Klassifikation:
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 620 Ingenieurwissenschaften » 620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Stichwörter:
UWB, Impuls-UWB, elektronische Strahlformung, Zeitbereichs-Strahlformung, analoge FIR-Filter, UWB-Antenne, Elementverkopplung, Pulsentzerrung, Gruppenantenne
Beitragende:
Prof. Dr.-Ing Solbach, Klaus [Betreuer(in), Doktorvater]
Prof. Dr.-Ing. Dr.h.c. Dr.-Ing. E.h. Wiesbeck, Werner [Gutachter(in), Rezensent(in)]
Prof. Dr.-Ing. Dr.h.c. Dr.-Ing. E.h. Wiesbeck, Werner [Gutachter(in), Rezensent(in)]
Sprache:
Deutsch
Kollektion / Status:
Dissertationen / Dokument veröffentlicht
Datum der Promotion:
03.04.2008
Dokument erstellt am:
17.04.2008
Promotionsantrag am:
21.01.2008
Dateien geändert am:
15.04.2008
Medientyp:
Text
