基于物联网技术的智能购物车设计

为了有效解决超市中出现的排队等待结账难、手推购物车不方便、寻找目标商品难等问题,设计了基于超高频率射频识别技术和超宽带室内定位技术,并辅以手机网页和云端大数据库完成的智能购物车系统,在车载自助结账系统、购物车智能跟随系统、云端大数据库自主导航系统3个方面做了突破。首先,顾客进入到超市之后,只需要扫码领取一辆智能购物车,然后便可以在手机上完成对购物车的操控,同时手机的网页也会实时显示顾客的购物信息,最后,顾客不再需要排队等待结账,只需要在手机网页上完成支付即可。设计结果表明,智能购物车可以有效解决超市中存在的问题,实现购物过程的全自助。设计方案可应用于智能超市,取代传统超市的人工结账和导购,可以有效缓解超市人员的工作压力。     

植入式生物医学电子的UWB无线通信可行性建模研究

为考察超宽带（UWB）实现植入式生物医学电子设备无线通信的可行性及信道传播特性,基 于男性活体C T及MRI切片图像,构建了一个频率范围在1～10.8 GHz的高分辨率三维人体电磁模型 ,考虑了85种不同人体组织或器官的电磁特性参数;将模型嵌入基于有限积分法（FIT）的 三维电磁仿真软件进行电磁计算,考察电磁波在人体内的路径损耗及比吸收率特性。实验结 果表明:该模型能较好地描绘真实人体的电磁特性, 信号在人体内的衰减随频率的升高及植 入深度的加深而加重;在植入深度达160 mm时,3.5 GHz信号的路径损耗为75 dB ;参考功率为27 dBm时,人体对3.5 GHz信号的比吸收率在安全值范围内;证实 了采用UWB频段内的3.5 GHz实现植入式生物医学电子无线通信的可行性和安全性。     

一种适用于超宽带脉冲信号检测的改进CUSUM算法

将最快检测技术应用于超宽带脉冲信号检测中,具体采用改进的CUSUM(Cumulative Sum )算法来检测 超宽带脉冲信号。首先分析了经过多径信道衰减后的超宽带脉冲信号概率分布特性,进一步 提出了适用于超宽带脉冲信号检测的改进CUSUM算法。理论分析和仿真证明了所提改进 算法性能优越且实现复杂度低。该算法克服了块检测算法的信噪比门限效应,且具有最优的 检测延迟性能,相同虚警限制下其检测性能明显优于能量检测算法。     

一种新型超宽带双陷波平面单极子贴片天线设计

设计一种新型双陷波超宽带单极子贴片天线,辐射贴片为酒杯型天线结构,采用对底部边缘开槽曲流的办法,实现了良好超宽带天线性能。同时对辐射贴片加载了U形和C形缝隙,分别在3.5 GHz和5.5 GHz处产生陷波。利用HFSS软件对所设计天线进行仿真验证,仿真结果与实测结果表明,该天线在超宽带范围内能有效抑制双陷波能力,并且在通带范围有良好辐射和稳定增益特性。其天线尺寸为33 mm×26 mm×0.74 mm,便于集成在电路系统中。     

基于高速ADC和FPGA的IR-UWB相干接收机设计

为了探索超宽带（UWB）技术的空间应用,设计了一款脉冲无线超宽带（IR-UWB）的全数 字化相干接收机。本系统利用高速采样芯片ADC08D1000对IR-UWB信号进行双通道交织 采样,接下来利用Xilinx FPGA对采样数据进行降速处理。按照二分搜索、相干捕获 、脉冲跟踪的方案进行接收系统设计,并对该接收机进行了实际测试。最终实现了1 ns 脉宽的IR-UWB信号的正确接收和1 Mb/s码速率的OOK编码通信。     

一种超宽带与惯导融合的LSTM室内定位算法

针对复杂环境下的室内高精度定位需求,提出了一种超宽带和惯导融合定位方案。结合位置估计过程可被划分为时间序列预测问题的特点,提出了一种基于长短时记忆(Long Short Term Memory,LSTM) 网络的联合定位算法,并对其总体架构设计、数据预处理方法、网络结构设计、模型训练方法进行了研究。在此基础上,通过仿真和实测实验对联合定位算法进行验证,实验结果表明,该LSTM神经网络联合定位算法的定位精度优于传统TOA(Time of Arrival)、UKF(Unscented Kalman Filter)联合定位算法,适用复杂室内定位。     

基于超宽带技术的仓储无线定位管理系统研究

提出了一种基于超宽带技术的仓储无线定位管理系统的设计与实现方法,搭建了以美国Time Domain公司的超宽带定位设备为核心的无线定位硬件系统,并集成了GPRS短信发送等设备,实现了仓储物品的定位、跟踪功能,并对异常行为进行基于电子邮件、短信、声音等方式的自动警示,最后通过实验证明了所提方法的正确性及有效性。     

基于压缩感知超宽带信号盲稀疏度信道估计

鉴于超宽带（UWB）信道估计要求预先给出信道才能精确重构的不足,研究了 基于压缩感知的盲稀疏度匹配追踪类算法用于信道重建。这种盲稀疏度方法根据迭代终止条 件和字典中最优原子选择方式的不同,设置迭代终止阈值和阶段转换阈值,通过可变步长的 增大逐步逼近稀疏度,实现精确重建。仿真结果表明,相同条件下,基于此思想经过改进算 法可有效用于解决实际UWB信道估计,较改进前算法估计性能相当,是一种具有应用价值的 盲稀疏度重构方法。     

超宽带低截获率扩频系统实现

在现有器件工作速度受限条件下,提出了一种超宽带扩频系统实现方案。通过对扩 频后的信号频域进行多载波二次扩展,提高了扩频系统的可实现带宽,从而在保持高扩频增 益的前提下获得了高传输速率,降低了有效信号的功率谱密度要求,达到了隐藏有效信号 频谱 、降低截获率的目的。最终系统实现结构统一,扩展形式灵活,解决了现有条件下宽带高速 率扩频系统的实现困难。     

一种SIR结构的超宽带带通滤波器

提出了一种基于阶梯阻抗谐振器（Step Impedance Resonator,SIR）结构的具有平行耦合微带线的超宽带（Ultra-wideband,UWB）带通滤波器。滤波器采用孔径补偿技术设计,在地面上蚀刻两个矩形槽,以增强顶层微带线之间的耦合。为了优化S参数并改善带外的抑制,在谐振器中采用了缺陷微带结构（Defective Microstrip Structure,DMS）。仿真结果表明,滤波器的通带范围为2.3~6.1 GHz,中心频率为4.2 GHz,分数带宽（Fractional Bandwidth,FBW）大于90.4%;插入和回波损耗分别优于-1 dB和-10 dB;通带中群延迟的变化范围为0.4~0.6 ns,滤波器的线性度良好。该滤波器可用于5G通信系统。