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自从20世纪90年代初期,一种新的超宽带(UWB)通信方式被提出来,并引起人们的极大关注。此通信方式是用极窄脉冲来传输数据比特,同时产生宽达数GHz的带宽,其传输速率高达至500M甚至更高。但因发射功率受到限制,使其传播的有效距离一般在10米范围之内,其主要用途为室内短距离高速率数据传输。由于室内环境存在多径干扰,使得发射信号产生衰落,室内信号的衰落主要在路径损耗和多径损耗上,为此研究UWB的室内信道成为必要。 本文的主要研究内容是超宽带室内信道模型的研究和仿真。无线电波传播预测的方法分为两类:一是用冲激响应法,即根据实验、统计所得数据建立经验性传播顶测模型;另一种是用射线跟踪方法,即依据理论分析来建立确定性的传播预测模型。本文首先介绍了UWB通信系统中常用的几种电波传播路径损耗经验性预测模型,并指出了这些经验性传播模型对于UWB信号电波传播特性研究的局限性。接着本文阐述了利用射线跟踪技术这种确定性的分析方法预测无线电波传播特性的基本原理、方法,以及它在UWB的电波传播特性研究中的优势。结合UWB信号,建立了室内环境的射线跟踪模型,该模型基于几何光学理论和镜像理论,通过大量反射和透射射线轨迹得出源点至场点的多条路径,然后由矢量计算求出各场点处的路径损耗,最终得到接收波形。本文最后结合仿真结果,分析了天线去极化效应对接收信号的影响以及不同材料下的接收信号波形,并给出了本文建立的室内环境模型中射线到达天线的方位角和俯仰角。