Abstract:

Konzepte der elektronischen Strahlsteuerung werden bzgl. ihrer Tauglichkeit für UWBSignale gegenübergestellt und die Steuerung durch FIR-Filter vorgestellt. Große Vorteile werden aufgezeigt bei der Realisierung von Speisenetzwerken mit Hilfe der FIR-Filter sowie bei der Korrektur von Kanal-Frequenzgängen und Impulsverformungen sowie bei der Kompensation von Antennenelement-Verkopplungen. Es wird gezeigt, wie der relative Elementabstand (relativ zur räumlichen Länge der Sendepulse) die Charakteristik der Strahlungsdiagramme bestimmt. Insbesondere bei großen Abständen (sparse array) tritt Interferenz der Einzelbeiträge der Antennengruppe nur im Bereich der Hauptkeule auf und im Weitabwinkelbereich erscheinen die Sendeimpulse aller Antennenelemente getrennt im Zeitbereich hintereinander, sodass die Strahlungscharakteristik hier konstanten Pegel aufweist, ohne Nebenzipfel und ohne Grating Lobes; allerdings besteht auch keine Möglichkeit der Diagrammbeinflussung im Winkel- und Frequenzbereich durch elektronische Steuerung (beamforming) abgesehen von der Keulenschwenkung mit Hilfe von True Time Delay-Steuerung. Die im zweiten Teil vorgestellten Arbeiten basieren deshalb auf konventionell dimensionierten Gruppenantennen mit engen Elementabständen. Es wird gezeigt, wie mit Hilfe der FIR-Filter eine lineare Antennengruppe so gesteuert werden kann, dass die Strahlungscharakteristik im Frequenzbereich etwa gleich bleibt und Kanal- Impulsverformungen kompensiert werden können. Mit Hilfe eines solchen Antennensystems wird ein UWB-Puls-Kommunikationssystem in einer Büro-Umgebung simuliert und gezeigt wie die Kanal-Impulsantwort (Mehrwege-Ausbreitung) durch geeignete Diagrammformung optimiert werden kann um ohne aufwendige digitale Signalverarbeitung an den Einzelelementen die Übertragungskapazität zu erhöhen.