UWB Ultra Wideband Antena 3-10G 2.5 Ganho COD

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                    Característica:

                    Freqüência de trabalho: 3-10G
                    Potência de transmissão: 5W
                    Onda estacionária de tensão: inferior a 2,5
                    Ganho: 2.5

                    Características técnicas da UWB:
                    (1) Alta taxa de transmissão e grande capacidade espacial
                    Para a fórmula de capacidade do canal Shannon, o limite superior da taxa de transmissão sem erros do sistema em um canal aditivo de ruído gaussiano branco (AWGN) é:
                    C = B × log2 (1 + SNR)
                    Onde B (unidade: Hz) é a largura de banda do canal e SNR é a relação sinal / ruído. No sistema UWB, a largura de banda do sinal B é de 500 MHz a 7,5 GHz. Portanto, mesmo se a relação sinal / ruído SNR for baixa, o sistema UWB pode atingir uma taxa de transmissão de várias centenas de megahertz a 1 Gb / s em uma curta distância. Por exemplo, se você usar uma largura de banda de 7 GHz, mesmo com uma relação sinal-ruído tão baixa quanto -10 dB, a capacidade teórica do canal poderá atingir 1 Gb / s. Portanto, a tecnologia UWB é muito adequada para aplicações de transmissão de alta velocidade a curta distância (como WPAN de alta velocidade), o que pode melhorar significativamente a capacidade do espaço. Estudos teóricos mostraram que a capacidade espacial de WPANs baseadas em UWB é de uma a duas ordens de magnitude maior que o atual padrão WLAN IEEE 802.11.a.
                    (2) Adequado para comunicação de curta distância
                    De acordo com os regulamentos da FCC, a potência irradiada do sistema UWB é muito limitada, e a potência irradiada total na faixa de 3,1GHz a 10,6GHz é de apenas 0,55mW, muito mais baixa que o sistema tradicional de banda estreita. À medida que a distância de transmissão aumenta, a potência do sinal continua a diminuir. Portanto, a relação sinal / ruído recebida pode ser expressa em função da distância de transmissão SNRr (d). Para a fórmula de Shannon, a capacidade do canal pode ser expressa em função da distância.
                    C (d) = B × log2 [1 + SNRr (d)] (2)
                    Além disso, os sinais de banda ultra larga têm um componente de frequência extremamente rico. É sabido que os canais sem fio exibem diferentes características de desbotamento em diferentes bandas de frequência. Como o desbotamento do sinal de alta frequência é extremamente rápido à medida que a distância de transmissão aumenta, isso causa distorção do sinal UWB, afetando seriamente o desempenho do sistema. Pesquisas mostram que quando a distância entre os transceptores é inferior a 10m, a capacidade do canal do sistema UWB é maior que a do sistema WLAN com banda de 5GHz. Quando a distância entre os transceptores exceder 12m, a vantagem do sistema UWB na capacidade do canal deixará de existir. Portanto, o sistema UWB é particularmente adequado para comunicação de curto alcance.
                    (3) Boa coexistência e confidencialidade
                    Devido à densidade espectral de radiação extremamente baixa do sistema UWB (inferior a -41.3dBm / MHz), para sistemas tradicionais de banda estreita, a densidade espectral do sinal UWB é ainda abaixo do nível de ruído de fundo. A interferência do sinal UWB no sistema de banda estreita pode ser considerada branca de banda larga. ruído. Portanto, os sistemas UWB têm boa coexistência com os sistemas tradicionais de banda estreita, o que é muito benéfico para melhorar a utilização de recursos de espectro sem fio cada vez mais restritos. Ao mesmo tempo, a densidade espectral de radiação extremamente baixa torna o sinal UWB muito oculto e difícil de interceptar, o que é muito benéfico para melhorar a confidencialidade da comunicação.
                    (4) Alta resolução de caminhos múltiplos e alta precisão de posicionamento
                    Como o sinal UWB usa um pulso estreito com uma duração muito curta, seu tempo e resolução espacial são muito fortes. Portanto, a resolução de caminhos múltiplos do sinal UWB é extremamente alta. A resolução extremamente alta de caminhos múltiplos oferece ao sinal UWB recursos de alta precisão de alcance e posicionamento. Para sistemas de comunicação, a resolução de caminhos múltiplos dos sinais UWB deve ser analisada dialeticamente. A seletividade de tempo e a frequência do canal sem fio são fatores-chave que limitam o desempenho do sistema de comunicação sem fio. Em sistemas de banda estreita, caminhos múltiplos indistinguíveis causam desbotamento, enquanto os sinais UWB podem separá-los e combiná-los usando técnicas de recepção de diversidade. Portanto, o sistema UWB possui uma forte capacidade anti-desbotamento. No entanto, a resolução extremamente alta de caminhos múltiplos do sinal UWB também resulta em severa dispersão do tempo (desbotamento seletivo da frequência) da energia do sinal, e o receptor deve capturar energia de sinal suficiente sacrificando a complexidade (aumentando o número de diversidade). Isso representará um sério desafio ao design do receptor. No projeto real do sistema UWB, a largura de banda do sinal e a complexidade do receptor devem ser comprometidas para obter o desempenho de custo ideal.
                    (5) tamanho pequeno e baixo consumo de energia
                    A tecnologia UWB tradicional não requer uma portadora sinusoidal e os dados são modulados para transmitir em um pulso estreito de banda de base de nanossegundos ou sub-nanossegundos. O receptor usa o correlacionador para executar diretamente a detecção do sinal. O transceptor não requer circuitos e filtros de modulação / desmodulação de frequência portadora complexos. Portanto, a complexidade do sistema pode ser bastante reduzida e o volume do transceptor e o consumo de energia podem ser reduzidos. A nova definição de UWB pela FCC aumenta a dificuldade de modelagem de pulso sem transportadora até certo ponto. No entanto, com o desenvolvimento da tecnologia de semicondutores e o surgimento da nova tecnologia de geração de pulsos, o sistema UWB ainda herda o tamanho pequeno e o baixo consumo de energia dos recursos tradicionais de UWB.
                    Tecnologia de formação de pulso UWB:
                    Qualquer sistema de comunicação digital deve utilizar um sinal que seja bem compatível com o canal para transportar informações. Para sistemas de modulação linear, os sinais modulados podem ser representados uniformemente como:
                    s (t) = Âng (t-T) (3)
                    Em que In é uma sequência de símbolos de dados discretos que transportam informações; T é uma duração de símbolos de dados;
                    g (t) é uma forma de onda que dá forma ao domínio do tempo. A banda de frequência operacional, largura de banda do sinal, densidade espectral da radiação, radiação fora da banda, desempenho da transmissão, complexidade de implementação e outros fatores do sistema de comunicação dependem do design de g (t).
                    Para sistemas de comunicação UWB, a largura de banda do sinal modelado g (t) deve ser maior que 500 MHz e a energia do sinal deve ser concentrada na faixa de 3,1 GHz a 10,6 GHz. Os primeiros sistemas UWB usavam pulsos gaussianos de ciclo único portadores de nanossegundo / sub-nanossegundo, com um espectro de sinal concentrado abaixo de 2 GHz. A redefinição de UWB da FCC e a alocação de recursos do espectro impõem novos requisitos à configuração do sinal, e o esquema de configuração do sinal deve ser ajustado. Nos últimos anos, surgiram muitos métodos eficazes, como técnicas de formação baseadas em modulação de portadores, modelagem de pulso ortogonal de Hermit e modelagem de pulso ortogonal de onda elipsoidal (PSWF).
                    Pulso gaussiano de ciclo único:
                    Os pulsos gaussianos de ciclo único, ou seja, os derivados dos pulsos gaussianos, são os pulsos sem transporte mais representativos. Cada forma de onda de pulso de ordem pode ser obtida por derivação sucessiva da primeira derivada gaussiana.
                    À medida que a ordem do sinal de pulso aumenta, o número de pontos de cruzamento zero aumenta gradualmente, e a frequência central do sinal se move em direção à alta frequência, mas a largura de banda do sinal não muda significativamente e a largura de banda relativa diminui gradualmente. Os primeiros sistemas UWB usavam pulsos de primeira e segunda ordem e os componentes de frequência de sinal continuavam de DC a 2 GHz. De acordo com a nova definição de UWB da FCC, pulsos de subnanosegundos de ordem 4 ou superior devem ser usados para atender aos requisitos de espectro de radiação. A Figura 3 mostra um pulso gaussiano típico de 2 ns de ciclo único.
                    Tecnologia de formação de modulação de portadora:
                    Em princípio, os requisitos de UWB podem ser atendidos desde que a largura de banda do sinal de -10dB seja superior a 500MHz. Portanto, os esquemas convencionais de modelagem de sinal para sistemas de comunicação equipados com operadora podem ser portados para sistemas UWB. Neste momento, o design do sinal UWB é convertido em um design de pulso passa-baixo, e o espectro do sinal pode ser movido de forma flexível no eixo da frequência por modulação da portadora.
                    Um pulso modelado com uma transportadora pode ser expresso como:
                    w (t) = p (t) cos (2πfct) (0≤t ≤Tp) (4)
                    Onde p (t) é o pulso da banda base de duração Tp; fc é a frequência portadora, ou seja, a frequência central do sinal. Se o espectro do pulso da banda de base p (t) for P (f), o espectro do pulso em forma final é:
                    Pode-se observar que o espectro do pulso modelado depende do pulso da banda base p (t), e o requisito do projeto UWB pode ser atendido desde que a largura de banda de -10 dB de p (t) seja maior que 250 MHz. Ajustando a frequência portadora fc, o espectro de sinal pode ser movido de maneira flexível na faixa de 3,1 GHz a 10,6 GHz. Se combinado com a tecnologia salto de frequência (FH), um sistema de acesso múltiplo de salto de frequência (FHMA) pode ser convenientemente construído. Essa técnica de modelagem de pulso é usada em muitas propostas padrão IEEE 802.15.3a. A Figura 4 mostra um pulso típico de cosseno corrigido pela portadora com uma frequência central de 3,35 GHz e uma largura de banda de -10 dB de 525 MHz.
                    Hermite pulso ortogonal:
                    Os pulsos Hermite são uma classe de métodos de modelagem de pulsos ortogonais que foram propostos pela primeira vez para sistemas de comunicação UWB de alta velocidade. Combinado com a modulação de pulso multi-ário pode efetivamente aumentar a taxa de transmissão do sistema. Esse tipo de forma de onda de pulso é derivado do polinômio Hermite. O método de modelagem de pulso é caracterizado pelo fato de que a energia é concentrada na baixa frequência, e as formas de onda das formas de onda das respectivas ordens são muito diferentes, e os requisitos da FCC podem ser satisfeitos usando a transportadora para alterar o espectro.
                    Pulso em quadratura PSWF:
                    O pulso PSWF é um tipo similar de sinal de "limite de banda de tempo limite", que tem um efeito muito bom na análise de sinal de banda limitada.
                    Comparado aos pulsos Hermite, os pulsos PSWF podem ser projetados diretamente para os requisitos da banda de frequência alvo e da largura de banda sem a necessidade de modulação de portadora complexa para deslocamento espectral. Portanto, o pulso PSWF pertence à técnica de formação sem transportadora, o que é vantajoso para simplificar a complexidade do transceptor.
                    Modulação UWB e tecnologia de acesso múltiplo:
                    O método de modulação se refere à maneira pela qual o sinal transporta informações. Ele não apenas determina a validade e a confiabilidade do sistema de comunicação, mas também afeta a estrutura do espectro e a complexidade do receptor. Para o problema de a tecnologia de acesso múltiplo resolver o problema de vários usuários que compartilham canais, um esquema razoável de acesso múltiplo pode melhorar bastante a capacidade de vários usuários e reduzir a interferência entre os usuários. Os esquemas de modulação usados nos sistemas UWB podem ser divididos em duas grandes categorias: modulação baseada em pulsos de banda ultra-larga e modulação ortogonal de múltiplas portadoras baseada em OFDM. As tecnologias de acesso múltiplo incluem: acesso múltiplo com salto no tempo, acesso múltiplo com salto de frequência, acesso múltiplo por divisão de código de propagação direta e acesso múltiplo por divisão de comprimento de onda. No design do sistema, o modo de modulação e o modo de acesso múltiplo podem ser razoavelmente combinados.
                    Tecnologia de modulação UWB:
                    (1) modulação da posição do pulso
                    A Modulação de posição de pulso (PPM) é um esquema de modulação que usa posições de pulso para transportar informações de dados. De acordo com o número de estados de símbolos de dados discretos usados, ele pode ser dividido em PPM binário (2PPM) e PPM multi-ário (MPPM). Nesse modo de modulação, existem duas posições ou M em que pulsos podem ocorrer em um período de repetição de pulso, e as posições de pulso estão em correspondência individual com os estados dos símbolos. De acordo com a relação entre a distância entre as posições adjacentes do pulso e a largura do pulso, ele pode ser dividido em PPM parcialmente sobreposto e PPM ortogonal (OPPM). No PPM parcialmente sobreposto, a fim de garantir a confiabilidade da transmissão do sistema, os pontos de pulso negativos da função de autocorrelação de pulso são geralmente selecionados para serem adjacentes um ao outro, maximizando assim a distância euclidiana dos símbolos adjacentes. No OPPM, a posição do pulso é geralmente determinada em intervalos de largura de pulso. O receptor usa o correlacionador para executar uma detecção coerente no local correspondente. Tendo em vista a complexidade e a limitação de energia do sistema UWB, em aplicações práticas, o método de modulação comumente usado é 2PPM ou 2OPPM.
                    A vantagem do PPM é que ele só precisa controlar a posição do pulso de acordo com o símbolo de dados e não precisa controlar a amplitude e a polaridade do pulso, para que a modulação e a desmodulação possam ser realizadas com menor complexidade. Portanto, o PPM é um método de modulação amplamente utilizado nos primeiros sistemas UWB. No entanto, como o sinal PPM é unipolar, muitas vezes existem linhas espectrais discretas com amplitudes mais altas no espectro de radiação. Se essas linhas não forem suprimidas, será difícil atender aos requisitos da FCC para o espectro de radiação.
                    (2) modulação de amplitude de pulso
                    A modulação por amplitude de pulso (PAM) é um dos métodos de modulação mais comumente usados para sistemas de comunicação digital. Em sistemas UWB, o PAM multi-ário (MPAM) não deve ser usado para complexidade de implementação e eficiência de energia. Há duas maneiras de usar o PAM comumente usado em sistemas UWB: On-Off Keying (OOK) e Binary Phase Shift Keying (BPSK). O primeiro pode reduzir a complexidade do receptor usando a detecção não coerente, enquanto o último pode garantir melhor a confiabilidade da transmissão usando a detecção coerente.
                    Comparado com 2PPM, o BPSK pode obter maior confiabilidade de transmissão sob a mesma potência de radiação e não há espectro discreto no espectro de radiação.
                    (3) Modulação de forma de onda
                    A modulação da forma de onda (PWSK) é um esquema de modulação proposto em combinação com formas de onda multi-ortogonais, como pulsos Hermite. Nesse modo de modulação, M formas de onda de pulso de energia igual ortogonal M são usadas para transportar informações de dados e cada forma de onda de pulso corresponde a um símbolo de dados M-ário. Na extremidade receptora, M correlacionadores paralelos são usados para recepção de sinal e a detecção de probabilidade máxima é usada para concluir a recuperação dos dados. Como as várias energias de pulso são iguais, a eficiência da transmissão pode ser melhorada sem aumentar a potência da radiação. No caso da mesma largura de pulso, é possível obter uma taxa de transmissão de símbolo mais alta que o MPPM. Na mesma taxa de símbolo, sua eficiência e confiabilidade de energia são maiores que o MPAM. Como esse método de modulação requer mais filtros e correlacionadores de modelagem, a complexidade da implementação é maior. Portanto, raramente é usado em sistemas práticos e atualmente está limitado à pesquisa teórica.

                    Incluído no Pacote:

                    1 x UWB Ultra Wideband Antena
                    • SKU991012
















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