宽带监测天线与无线频谱监测系统的设计与实现

【摘要】近年来，随着移动通信网络、无线识别系统、无线智能网等新技术的发展，使频谱资源的稀缺性与日剧增，频谱使用过当造成的设备受干扰的事件时有发生，同时，电磁环境对周围影响也引起了各方的关注，这些因素使得频谱监测的重要性日益凸显。设计各具特色的宽频带监测天线有着十分重要的工程意义，而小型化、宽频带、便携式的监测天线的开发与设计更是频谱监测的关键之一。另外，搭建具有远程监测、记录、处理能力的无线频谱监测系统已经成为各国政府和行业所关注对象。本文分别就宽频带监测天线的设计和自动频谱监测系统的搭建进行了研究和探索。具体工作包括以下方面：首先探索使用纺织工艺制作两款宽带天线。织物材料天线具有重量较轻，便于携带，可以压缩的优点。本文首先利用织物设计了一款VHF频段的加载织物天线，高度为500mm，实测-7dB带宽满足VHF频段基本要求，验证了织物材料天线用于低频段的可能性。然后使用机织工艺制作了一款超宽带天线，该天线的阻抗带宽为2GHz-8.8GHz，可用于高频段的频谱监测。其次设计两款立体宽带天线，第一款双频低轮廓天线，采用印刷PCB工艺和静默振子理论设计，天线频段为842MHz-1049MHz和2.4GHz-2.5GHz，方向图为全向，具有轮廓低、加工一致性高等优点。接着，采用加载技术和行波天线理论相结合，设计了用于VHF频段的立体折合振子宽带天线，天线-10dB阻抗带宽达34MHz-345MHz，天线高度为300mm，200MHz左右增益可达0dB左右，与同类天线相比，在较小的地和较低轮廓下，实现了VHF天线宽带化，小型化。最后基于罗德与施瓦茨FSH3频谱仪，开发了一套频谱监测测量系统，系统使用C/S架构开发PC端软件，实现了数据抓取，显示和分析功能，减轻了监管部门负担。同时，作为系统一部分，本文基于B/S架构，设计了基于地理位置的电磁辐射强度展现平台，该平台为监管者进行宏观分析提供了工具。
【作者】陈永强；
【导师】郭辉萍；
【作者基本信息】苏州大学，通信与信息系统，2014，硕士
【关键词】宽频带；天线；VHF；频谱监测；

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