發(fā)布時間：2022-01-08 09:06

　　近些年隨著物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展對通信電路提出了更高的要求,不僅需要電路結(jié)構(gòu)簡單化,尺寸小型化,同時也要求電路功耗小,這就產(chǎn)生了反向散射無線電的解決方案。反向散射通信技術(shù)不僅簡化了通信電路結(jié)構(gòu),同時電路的功耗極低,反向散射通信技術(shù)的快速發(fā)展對物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展起到很好的促進(jìn)作用,因此,反向散射通信技術(shù)有著非常重要的現(xiàn)實意義。傳統(tǒng)的反向散射通信大多數(shù)使用ASK和PSK,例如RFID,它是通過調(diào)制接收RF載波的幅度或相位來實現(xiàn)。但是它們限制了數(shù)據(jù)的傳輸速率,因為它每個符號周期只傳輸一位碼元。本文主要針對更高階的調(diào)制技術(shù)進(jìn)行研究,從而提高數(shù)據(jù)的傳輸速率,并對電路進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計,提高電路結(jié)構(gòu)簡單化,并實現(xiàn)毫米波頻段高階調(diào)制。本文的主要研究內(nèi)容包括:1.本文首先介紹了反向散射（Backscatter）的研究背景和發(fā)展?fàn)顩r,以及研究反向散射通信技術(shù)的現(xiàn)實意義。然后介紹了傳統(tǒng)數(shù)字調(diào)制的基本原理以及反向散射技術(shù)所涉及的基本理論,并通過兩種調(diào)制方式的對比,說明該方案設(shè)計的優(yōu)勢。2.本文采用功率分配器和開關(guān)組合的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)高階調(diào)制,首先對工作在3GHz頻段的16QAM Backscatter調(diào)制方案進(jìn)行ADS仿真設(shè)計。分... 

【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：96 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

介質(zhì)參數(shù)

第三章Backscatter調(diào)制系統(tǒng)方案設(shè)計與仿真35表3-3與理論設(shè)計對應(yīng)的開關(guān)端接負(fù)載功率分配器輸出端口負(fù)載開關(guān)后端接負(fù)載（Zl）4502.79+j*47.1055.562.80-j*44.89116.6726.10+j*3621.4325.52-j*23.613.3.3將復(fù)阻抗轉(zhuǎn)化為實阻抗由上節(jié)求出的開關(guān)后端的負(fù)載（Zl）可知，該負(fù)載阻抗為復(fù)數(shù)，這并不是所需要的實阻抗，而且復(fù)阻抗對于電路的調(diào)試很不利，如果能將復(fù)阻抗轉(zhuǎn)化為實阻抗，將會為之后PCB電路板的調(diào)試帶來很多便利。如端接的是復(fù)阻抗，負(fù)載需要用到電容，電感，電阻來匹配，而電容，電感會受到頻率的影響而發(fā)生改變，所以很不利于對整個電路的調(diào)試。圖3-19反射系數(shù)圓將復(fù)數(shù)負(fù)載變?yōu)閷嵶杩惯^程中，要保證反射系數(shù)不改變。也就是從功分器的輸出端口向后看時，該處的反射系數(shù)是固定，不能改變，因為這直接決定著Backscatter調(diào)制。實現(xiàn)阻抗的轉(zhuǎn)換最常用的工具是史密斯圓圖（SmithChart），利用史密斯圓圖的特點可知，由于反射系數(shù)的模值不可能大于1，因此，它的極坐標(biāo)表示被限制在半徑為1的單位圓周內(nèi)。如圖3-19繪制出了反射系數(shù)圓，圖中每個同心圓的半徑表示反射系數(shù)的大小，沿傳輸線移動的距離以波長為單位來計量，其起點為實軸左邊的端點（即=處）。在這個圖中，任一點與圓心的連線的長度就是與該點相應(yīng)的傳輸線上某點處的反射系數(shù)的大小，連線與=的那段實軸間的夾角就是

第三章Backscatter調(diào)制系統(tǒng)方案設(shè)計與仿真39將3-22的原理圖進(jìn)行仿真，其仿真結(jié)果如圖3-23所示，將十六種狀態(tài)的反射系數(shù)繪制到史密斯圓圖中。由于功分器是比較理想設(shè)計，以及在功分器的輸出端口直接連接的負(fù)載，所以得到比較理想星座圖。同時這也進(jìn)一步驗證了該方案的可行性。但是，在實際電路設(shè)計中，不可能得到比較理想的功分器，也不可能在功分器的輸出端口直接連接負(fù)載，一定要通過開關(guān)或三極管等其他形式提供功分器的端口負(fù)載，這必將引起端口的匹配問題。所以這個理想的仿真結(jié)構(gòu)一方面驗證方案具有可實施性；另一方面也為是電路設(shè)計仿真優(yōu)化，以及最后PCB電路板的調(diào)試提供了參考。圖3-23原理圖的仿真結(jié)果在理想仿真的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步的進(jìn)行細(xì)化電路的仿真，將上兩節(jié)功分器的版圖導(dǎo)入到原理圖中，并將開關(guān)和負(fù)載一塊進(jìn)行仿真，其仿真原理圖如圖3-24所示。該圖在3GHz處16QAM調(diào)制的原理圖仿真，同時對十六種負(fù)載狀態(tài)仿真。在原理圖為了使仿真結(jié)果更加接近實際電路的測試結(jié)果，所以將功分器的版圖仿真導(dǎo)入原理圖同開關(guān)和負(fù)載一塊仿真。由系統(tǒng)仿真結(jié)果圖3-25可以看出，最終的仿真星座圖存在一定的偏差，引起誤差的原因主要有兩個方面，一方面是圖3-22的仿真結(jié)果是采用比較理想的電路結(jié)構(gòu)，首先是功分器比較理想，其次功分器的輸出端口直接連接負(fù)載并沒有通過開關(guān)控制。另一方面是圖3-24的仿真結(jié)果是比較接近實際電路的仿真，功分器采用的是版圖仿真的功分器，考慮到了實際電路情況，仿真條件更加接近實際情況，同時添加了開關(guān)，以及開關(guān)后端的阻抗變換這些都將存在一定的誤差，、將直接影響最終的仿真結(jié)果。因此，兩個仿真結(jié)果的誤差是可以預(yù)見的，至此工作頻率在3GHz處的16QAM調(diào)制系統(tǒng)的仿真已經(jīng)完成了。之后將會把仿真系統(tǒng)在PCB電路上實


本文編號：3576280