时间：2022-12-23 12:54:33
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一、引言
我们知道，天线有很多种，但大体上可分为三大类:“线天线”、“面天线”及“阵列天线”。阵列天线最初用于雷达、声纳以及军事通信中，完成空间滤波和参数估计两大任务。当阵列天线应用到移动通信领域时，通信工程师喜欢用“智能天线”来称谓之。智能天线根据方向图形成(或称为波束形成)的方式又可分为两类:第一类，采用固定形状方向图的智能天线，且不需要参考信号;第二类，采用自适应算法形成方向图的智能天线，需要参考信号。
本文在以下提到的智能天线都是指第二类，即(自适应)智能天线，这也是目前智能天线研究的主流。
二、智能天线的技术现状
在分析研究智能天线技术理论的同时，国内外一些大学、公司和研究所分别建立了试验平台，用实验的方法来验证理论研究的成果，得出相应的结论。
(1)在美国
在智能天线技术方面，美国较其它国家要成熟的多，并已开始投入实用。美国ArrayComm公司将智能天线技术应用于无线本地环路(WLL)系统。ArrayComm方案采用可变阵元配置，有12阵元、8阵元环形自适应阵列可供不同环境选用，现场实验表明在PHS基站采用该技术可以使系统容量提高4倍。
(2)在欧洲
欧洲通信委员会(CEC)在RACE(ResearchintoAdvancedCommunicationinEurope)计划中实施了第一阶段智能天线技术研究，称为TSUNAMI(TheTechnologyinSmartAntennasforUniver-salAdvancedMobileInfrastructure)，由德国、英国、丹麦和西班牙合作完成。该项目是在DECT基站上构造智能天线试验模型，于1995年初开始现场试验，天线阵列由8个阵元组成，射频工作频率为1.89GHz，阵元间距可调，阵元分布有直线型、圆环型和平面型三种形式。试验模型用数字波束成形的方法实现智能天线，采用ERA技术有限公司的专用ASIC芯片BDF1108完成波束形成，使用TMS320C40芯片作为中央控制。
(3)在日本
ATR光电通信研究所研制了基于波束空间处理方式的多波束智能天线。天线阵元布局为间距半波长的16阵元平面方阵，射频工作频率是1.545GHz。阵元组件接收信号在模数变换后，进行快速付氏变换(FFT)处理，形成正交波束后，分别采用恒模(CMA)算法或最大比值合并分集算法，数字信号处理部分由10片FPGA完成，整块电路板大小为23.3cm×34.0cm。ATR研究人员提出了智能天线的软件天线的概念。
我国目前有部分单位也正进行相关的研究。信威公司将智能天线应用于TDD(时分双工)方式的WLL系统中，信威公司智能天线采用8阵元环形自适应阵列，射频工作于1785~1805MHz，采用TDD双工方式，收发间隔10ms，接收机灵敏度最大可提高9dB。
三、智能天线的优势
智能天线是第三代移动通信不可缺少的空域信号处理技术，归纳起来，智能天线具有以下几个突出的优点。
(1)具有测向和自适应调零功能，能把主波束对准入射信号并适应实时跟踪信号，同时还能把零响点对准干扰信号。
(2)提高输入信号的信干噪比。显然，采用多天线阵列将截获更多的空间信号，也即是获得阵列增益。
(3)能识别不同入射方向的直射波和反射波，具有较强的抗多径衰落和同信道干扰的能力。能减小普通均衡技术很难处理的快衰落对系统性能的影响。
(4)增强系统抗频率选择性衰落的能力，因为天线阵列本质上具有空间分集的能力。
(5)可以利用智能天线，实时监测电磁环境和用户情况来提高网络的管理能力。
(6)智能天线自适应调节天线增益，从而较好地解决远近效应问题。为移动台的进一步简化提供了条件。越区切换是根据基站接收的移动台功率的电平来判断的。由于阴影效应和多径衰落的影响常常导致错误的越区转接，从而增加了网络管理的负荷和用户的呼损率。在相邻小区应用的智能天线技术，可以实时地测量和记录移动台的位置和速度，为越区切换提供更可靠的依据。
四、智能天线与若干空域处理技术的比较
为了进一步理解智能天线的概念，我们把智能天线和相关的传统空域处理技术加以比较。
(1)智能天线与自适应天线的比较
智能天线与自适应天线并没有本质上的区别，只是由于应用场合不同而具有显著的差异。自适应天线主要应用于雷达系统的干扰抵消，一般地，雷达接收到的干扰信号具有很强的功率电平，并且干扰源数目比天线阵列单元数少或相当。而在无线通信系统中，由于多径传播效应到达天线阵列的干扰数目远大于天线阵列单元数，入射角呈现随机分布，功率电平也有很大的动态变化范围，此时的天线叫智能天线。对自适应天线而言，只需对入射干扰信号进行抵消以获得信干噪比(SINR，SignaltoInterferenceplusNoiseRatio)的最大化。对智能天线而言，由于到达阵列的多径信号的入射角和功率电平均数是随机变化的，所以获得的是统计意义上的信干噪比(SINR)的最大化。
(2)智能天线与空间分集技术的比较
空间分集是无线通信系统中常用的抗多径衰落方案。M单元智能天线也可等效为由M个空间耦合器按优化合并准则构成的空间分集阵列。因此可以认为智能天线是传统分集接收的进一步发展。
但是智能天线与空间分集技术却是有显著的差别的。首先空间分集利用了阵列天线中不同阵元耦合得到的空间信号的弱相关性，也即是不同路径的多径信号的弱相关性。而智能天线则是对所有阵元接收的信号进行加权合并来形成空间滤波。一个根本性的区别:智能天线阵列结构的间距小于一个波长(一般取λ/2)，而空间分集阵列的间距可以为数个波长。
(3)智能天线与小区扇区化的比较
小区的扇区化可以认为是一种简化的、固定的预分配智能天线系统。智能天线则是动态地、自适应优化的扇区化技术。现在，我们来讨论一个颇有争议的问题。根据IS-95建议，当采用120°扇区时系统容量将增加3倍。由此是否可以得到结论，扇区化波束越窄系统容量提高越大?考虑到实际的电磁环境，我们认为对这一问题的回答是否定的。这是因为窄波束接收到的信号往往是由许多相关性较强的多径信号构成的。一般情况下，各径信号的时延扩展小于一个chip周期。这时信号波形易于产生畸变从而降低信号的质量达不到增加系统容量的目的。同时如果采用过窄的波束接收信号，一旦该径信号受到严重的衰落，则将直接导致通信的中断。另外，过窄的接收波束在工程上是难以实现的，并将成倍地增加设备的复杂度。
五、智能天线的未来展望
(1)目前还没有一个完整的通信理论能够较全面地将智能天线的所有课题有机地联系起来，故需要建立一套较完整的智能天线理论;另一方面，高效、快速的智能算法也将是智能天线走向实用的关键。
(2)采用高速DSP技术，将原先的射频信号转移到基带进行处理。基带处理过程是数字算法的硬件实现过程。
(3)由于圆形布阵和二维任意布阵比等间隔线阵优越，同时阵列天线的数字合成算法能够用于任意形式阵列天线而形成任意图案的方向图，因而可考虑在CDMA基站中采用二维任意布阵的智能天线。
(4)在移动台中(如手机)采用智能天线技术。
(5)采用智能天线技术来改善移动通信信道中上下链路不能使用同一套权值的问题，以改善上下链路的性能。
（1）极化方式。按照天线辐射电磁波的方式不同可以将其分成线极化、椭圆极化和圆极化三种。极化是指天线发射信号过程中其电场矢量端点随着时间变化其运动轨迹的形状、取向和旋转方向。在进行信号发射过程中，天线采用的计划方式不同，其接收的信号功率损失也不同。
（2）输入阻抗。输入阻抗是指天线在信号接收过程中其馈电端输入电压和电流的比值。当天线的输入阻抗等于馈线的特性阻抗时，信号在馈线终端不会产生功率反射现象，天线上的输入阻抗受输入信号频率变化的影响较小。为了提高天线接收到信号的质量，我们要尽可能地采用各种方法消除天线中电抗分量的大小，使其尽可能地接近馈线的特性阻抗。一般情况下，我们选择发射天线的输入阻抗为50Ω。
（3）增益和方向图。增益是指天线对一个特定方向上信号的接收能力，是广播电视中天线选择中的重要参数。相同条件下，天线的增益越高，信号能够传播的距离也就越远。方向图则是描述信号在不同空间方位下变化的图形，一般用场强和功率两种方式进行表达。通常情况下，广播电视天线以E面和H面描述其天线的方向性，其中E面指的是和天线极化方向和传播方向平行的平面，H面则是指和E面垂直的平面。
二、广播电视发射天线技术的特点
广播电视信号可以按照其发射功率的大小分成中波、短波和超短波三种。如果信号传播过程中采用中波频段，那么电磁波在发射过程中具有较强的稳定性，能够保证信号发射功率的平稳性。另外信号在传播过程中，如果能够以沿着地面的形式进行传播，信号在传播过程中具有较强的抗干扰性，用户能够获得比较高的信号质量。目前我国广播电视信号的传播普遍采用短波频段，能够支持120个不同频率的波段，信号在传播过程中会受到大气中电离层的发射，增大广播电视信号传播的距离。另外，我国广播电视信号在传输过程中采用直线形式，沿着地面进行传播，信号在传播过程中受到其他信号的干扰性较小。为了提高接收广播电视信号的质量，大部分天线都被安放在较高的地方，如屋顶或者塔尖，提高了信号接收质量。同时还要加强天线防风雨和避雷的特性，因为广播电视信号采用无线传播方式，信号受天气的影响较大，严重的甚至会失去信号的接收功能。这就要求在进行天线设计过程中，充分考虑信号接收的各个因素和方面。
三、广播电视发射天线的应用
随着科技的不断发展和人们生活水平的不断提高，人们对精神文化的需求越来越高，广播电视在人们生活中的地位也越来越重要。人们每天通过广播和电视了解各种信息，及时收听和收看国内外新闻事件，提高对当今社会的认识，与社会保持密切联系。进入21世纪后，随着网络技术的不断发展，广播电视发射天线技术也面临着巨大的挑战和机遇，通过不断的技术改进，现阶段广播电视发射天线也获得了较大的发展，实现了跟卫星信号的连接。为用户提供了更高质量的信号，收到了清楚和清晰的收听和收看效果，彻底解决了以前广播电视发射天线技术中常见的图像不清和声音嘈杂的问题。但是由于电磁波信号会对人们的身体健康产生一定程度的危害，所以在使用过程中必须给予足够的重视。目前我国已经建立了相关的法律条例，实现了对广播电视发射天线场区的保护。
2先甜5号种植优质高产栽培技术
2.1地块选择
栽培地以选择土壤肥力中上，排灌方便，光照充足、前茬为非玉米种植田块为好。最好能选择水旱轮作田块种植。
2.2育苗移栽
春季育苗用地膜搭小拱棚覆盖，在晴朗天气下解开小拱棚两端的地膜，利于通风透气工作，在晚间温度低于12℃以下时，将地膜完整盖好，可以避免雨水对苗床的冲刷，起到保护苗床的作用。
2.3合理密植
在新丰县马头镇上湾村的种植面积为33.33hm2，种植规格为1.5m包沟双行种植，株距为25cm，每667m2种植3500株左右。春播与3月中旬开始，收获从6月上旬开始。春收之后可直接免耕连作秋玉米，不但能有效降低成本，还可增强秋玉米的抗倒性。
2.4科学肥水管理
科学合理的施肥方法对作物的增产效果不言而喻，特别是对于甜玉米作物来说，对产量的影响巨大。放硼肥可以提高糖度，有效增加商品性，可结合底肥施入，也可以在吐丝时期结合治虫喷施。在拔节至小喇叭口期，结合施壮秆肥进行1次浅中耕；在大喇叭口期结合施穗肥进行培土，以利根系深扎，增强抗病能力。全期施用尿素44kg、磷肥50kg，氯化钾30kg。肥料分配如下：基肥：15%尿素和氯化钾，全部磷肥。第1次追肥：出苗后7～10天追施，15%尿素。第2次追肥：出苗后20～30天追施，20%尿素和20%氯化钾。第3次追肥：大喇叭口期，50%尿素和65%氯化钾。
2.5整蘖整穗及采收
由于甜玉米在生长期间会产生较多的分蘖和小穗，对分蘖及小穗要做好及时清除工作，避免造成玉米养分及水分供应不足。可以将每株玉米只留最上部一穗，剩下的部分全部清除。其次应在果穗籽粒略转色或花丝转黑色时及时采收，成熟一批采收一批，以保证果穗的品质和产量。
3先甜5号种植病虫害综合防治
3.1农业防治
在农业防治方面应做到合理布局和轮作推广，使多种农作物的相生相克作用对病虫的生活规律造成影响，降低病虫对作物侵袭的适应性，减少作物受病虫的危害时间及危害程度。
3.2物理防治
物理防治主要是针对玉米螟及小地老虎的病虫防治。玉米螟又称钻心虫，通过破坏玉米茎叶组织使水分养分传输不到位。这种害虫具有趋光性强的特点，可以采用黑光灯对成虫进行诱杀，诱杀时间以每日21时至次日4时为宜。对小地老虎的除害可以采用米糠+豆饼粉拌炒方式，加入5%敌百虫，分置于田间，上面铺上新鲜嫩草，引诱小地老虎幼虫取食。
3.3生物防治
生物防治就是指利用生物天敌及农用抗生素等低毒残留的生物农药进行虫害防治，在玉米螟产卵初期、中期及后期各释放赤眼蜂1次，每次放蜂1.5万头/667m2，并注意10月上旬的药剂防治关键期。
3.4药剂防治
应秉承不使用国家禁用农药的原则，推行无公害种植保护技术体系，对农药的浓度及用量方面必须进行严格控制，如遇到病虫害情况的发生，应选择高效低毒低残留的生物农药进行虫害防治。
4效益分析
4.1社会效益
玉米作为我国大部分地区的主要粮食作物之一，同时也是养殖业赖以生存和发展的主要饲料作物，玉米产量的高低，在我国粮食生产中占有举足轻重的地位。先甜5号玉米新品种的研发，能有效解决我国部分地区玉米单产偏低、总产量增加缓慢以及畜牧业用粮问题。
引言
微带天线作为一种新型的天线，与普通天线相比，具有不可替代的优势。它具有体积小、重量轻、平面结构等特点，可以很容易地与导弹和卫星等结合。此外，微带天线也有结构紧凑，性能稳定等特性，易于使用的印刷电路技术和大批量制造技术。因此，微带天线以其独特的优势得到在无线通信系统更广泛的应用。近年来，许多研究人员通过努力研究了多种天线技术来克服或减少微带天线一些不足之处[1~3]。然而，以上这些天线定向性不能满足无线通信的要求。因此，有必要研究低成本、高增益的WiMAX阵列天线。
本文提出了一种用于WiMAX的新型微带阵列天线。天线采用独特的布局，包括两层辐射带，该天线提供了一个由5.3至5.9GHz的带宽，能很好应用于WiMAX通信系统中。
一.天线结构
蝶形微带阵列天线结构如图1所示，天线的辐射单元包括两个对称的印刷带。天线的上层辐射带包括八个辐射单元，辐射单元的长度为a=10mm，宽为b=8mm，底部辐射带结构与顶层相反。微带天线的尺寸354mm×50mm。两层辐射层均印制在teflon基体上，其介电常数为2.65，厚度为1mm。上下两层对称的辐射单元与相邻的馈线网络单元连接，结构形状如同蝶形。科技论文，微带天线。科技论文，微带天线。
图1 蝶形微带阵列天线结构
二. 仿真与实测结果分析
制作的微带阵列天线如图2所示，天线的测量结果由R3765CH网络分析仪给出。科技论文，微带天线。图3~5为微带天线仿真与实测辐射模式。科技论文，微带天线。仿真结果（虚线）与实测结果（实线）相对应。从图3~5中可以看出，仿真与实测结果一致。阵列天线在5.3GHz时，E面的最大增益达到22.14dBi。良好的定向性能。所测天线在5.9GHz时H面半波束宽度达到最大，为105.44°，增益为6.53dBi。以上辐射模式结果表明在整个频段内天线具有较好的辐射效率，同时天线具有重量轻，低剖面，易于平面电路集成等特点。
图2 阵列天线的照片
图3远场辐射模式，f=5.3GHz
图4 远场辐射模式，f=5.5GHz
图5 远场辐射模式，f=5.9GHz
三. 总结
本文提出了一种16单元的蝶形振子阵列天线，所测天线在驻波比小于1.45时带宽为5.3~5.9GHz。科技论文，微带天线。天线在5.3GHz时E面的最大增益为22.14dBi，H面在5.9GHz时最大波束宽度为105.44°。科技论文，微带天线。测量结果表明该天线能够满足WiMAX频段通信要求。
参考文献
[1]Z.Du,K.Gong,J.S.Fu.Anovelcompactwide-bandplanarantennaformobilehandsets.IEEEtransactionsonantennasandpropagation,2,2006:613~619.
[2]H.Wang.X.B.Huang,D.G.Fang.AsinglelayerwidebandU-slotmicrostrippatchantennaarray.IEEEantennasandwirelesspropagationletters,7,2008:9~12.
姓 名：
学 号：
报告日期：
论文(设计)题目：
智能天线技术的基本原理及其music算法
指导教师：
论文(设计)起止时间：
一、论文(设计)研究背景与意义
智能天线是3g的一项关键技术，作为当今三大主流标准之一的td-scdma(time division-synchronous code division multiple access)是由中国自主提出使用的tdd方式的(时分双工方式)的第三代移动通信系统标准。td-—scdma的核心技术之一就是智能天线技术。在td-—scdma系统中使用智能天线技术，基站可以利用上行信号信息对下行信号进行波束成形，从而降低对其他移动台的干扰，同时提高接收灵敏度，增加覆盖距离和范围，改善整个通信系统的性能。
智能天线是一种多天线系统，它按照某种算法来对准期望信号，使得期望信号得到最大增益，而干扰信号被压制。 智能天线系统的核心在于数字信号处理部分，它根据一定的准则，使天线阵产生定向波束指向移动用户，并自动调整权系数以实现所需的空间滤波。智能天线需要解决以下两个关键问题：辨识信号到达方向doa(directions of arrinal)和数字波束赋形的实现。在对信号doa估计的算法中，作为超分辨空间谱估计技术的music(multiple signal classification)算法是最经典的算法之一。
本文针对3g的需求背景，研究智能天线技术及doa估计算法。随着移动通信用户数迅速增长和人们对通话质量要求的不断提高，要求移动通信网在大容量下仍具有较高的话音质量。经研究发现，智能天线可将无线电的信号导向具体的方向，产生空间定向波束，使天线主波束对准用户信号到达方向doa(directions of arrinal)，旁瓣或零陷对准干扰信号到达方向，达到充分高效利用移动用户信号并删除或抑制干扰信号的目的。同时，利用各个移动用户间信号空间特征的差异，通过阵列天线技术在同一信道上接收和发射多个移动用户信号而不发生相互干扰，使无线电频谱的利用和信号的传输更为有效。在不增加系统复杂度的情况下，使用智能天线可满足服务质量和网络扩容的需要。
其实就是一种多天线系统，它按照某种算法来对准期望信号，使得期望信号得到最大增益，而干扰信号被压制。因此需要知道期望信号到来的方向，即doa。music算法是经典的用来估计波达方向的算法。
二、论文(设计)的主要内容
智能天线是一种安装在基站现场的双向天线，通过一组带有可编程电子相位关系的固定天线单元获取方向性，并可以同时获取基站和移动台之间各个链路的方向特性。智能天线的原理是将无线电的信号导向具体的方向，产生空间定向波束，使天线主波束对准用户信号到达方向doa(direction of arrinal)，旁瓣或零陷对准干扰信号到达方向，达到充分高效利用移动用户信号并删除或抑制干扰信号的目的。
波达方向(doa,direction of arrival)估计是智能天线研究的一个重要方面,无论是上行多用户信号的分离,还是下行选择性发射,对用户信号doa的测定,都成为智能天线实现指向性发射的必要前提。在对信号doa估计的算法中,作为超分辨空间谱估计技术的music(multiple signal classification)算法是最经典的算法之一。本文主要介绍智能天线技术的基本原理，发展历程，技术分类，及智能天线对系统的改进和主要用途。写出均匀线阵的统计模型，研究music算法的基本原理，用matlab仿真实本课题的主要研究内容如下：
(1)介绍智能天线技术的发展历程、研究现状和技术分类;
(2)在均匀线阵的统计模型下研究智能天线技术的基本原理;
(3)重点研究music算法的基本原理，并用matlab仿真软件实现;
(4)分析music算法的估计精度，得出全文结论。
三、论文(设计)的工作方案及进度安排
第一阶段(XX年9月7日-XX年10月11日)查阅有关智能天线技术，music算法和matlab仿真等方面的资料，关注国内、外当前的先进技术和发展前景，积累知识。
第二阶段(10月12日-11月8日)对智能天线的工作原理进行详尽地分析，给出均匀线阵的统计模型，研究music算法的基本原理，学习用matlab实现仿真
第三阶段(11月9日-11月22日)用matlab编写程序，程序调试
第四阶段(11月23日-12月20日)整理资料，结合设计经历撰写论文，备战论文答辩。
四、参考文献
1) 刁鸣，熊良芳，司锡才，超分辨测向天线阵性能的计算机仿真研究，电子学报，XX no.5
2) 何子述，黄振兴，向敬成，修正music算法对相关信号源的doa估计性能，通信学报，XX no.10
3) 张贤达，保铮，通信信号处理，国防工业出版社，XX
4) 刘德树，罗景青，张剑云，空间谱估计及其应用，中国科学技术大学出版社，1997
5) 李旭健，孙绪宝，修正music算法在智能天线中的应用，山东科技大学，266510
6) 陈存柱，浅析自适应智能天线技术的应用，北京师范大学，100875
7) [美]s.m. 凯依 著，黄建国等 译，现代谱估计原理与应用，科学出版社，1994
8)徐明远， matlab仿真在通信与电子工程中的应用 XX
五、指导教师意见
指导教师签字：
年 月 日
1. 前言为统一无线通信铁塔在建设中土建专业相关技术标准和改造措施，更好地指导现有多运营商之间的基础设施共享的建设工作，特制定无线基站铁塔改造指导原则。科技论文。
本指导原则主要内容包括风荷载计算原则、无线基站天线塔架改造原则。
2.风荷载计算原则为确保天馈支撑系统的安全，科学、准确地计算风荷载，无线通信塔架的风荷载计算应遵循《建筑结构荷载规范》GB50009-2001及《高耸结构设计规范》GB50135-2006中的相关要求。
2.1计算标准：
1) 根据移动通信天线的重要性和《建筑结构荷载规范》的有关规定，基本风压按50年一遇的风压采用。
2) 地面粗糙度类别一般取C类；远郊地区地面粗糙度类别取B类。
3) 考虑到通信天线的重要性和风荷载的不确定性，对于天线塔架和建筑结构相连接部位的连接措施，建议在计算的基础上适当加强。
4) 各类典型天线规格（参考值）
随着月球探测等深空探测工程的启动与成功实施，拉开了我国深空探测的篇章。深空远距离的通信与导航定轨对深空网天线的性能提出新的要求。美国深空网（DSN）也明确指明了研究方向：采用射频频段的多天线组阵系统，天线组阵系统的一个研究重点就是天线之间的相对时间延迟估计。在较低信噪比下，它的准确与否直接关系到输出信号的合成效率。
将多个天线划分为多个天线对，接着利用传统时延估计方法对各天线对间的时延进行估计，之后利用天线间的几何关系对各天线对估计的时延进行融合处理得到融合后的时延估计。此类多天线时延估计方法中最为典型的方法：互功率相位谱系数相加方法。
1 系统模型与基本互相关算法
在被动时间延迟估计问题中，通常假定信号在信道中是以无色散球面波传播的。为了便于分析和处理，常常将信导源和接收器考虑在同一平面内，将三维空间简化为二维空间。在二维空间中，球面波退化为平面波。接收天线阵与目标深空航天器百万千米的距离相比，则可认为目标航天器发出的遥测信号是以平面波方式传播到接收天线阵的。
考虑如图1所示的多天线系统，其中多天线系统由L+1个天线组成，所有天线的几何位置关系已知，各天线的接收信号可以表示为xl[n]，l=0，1，…，L；不失一般性，以第0个天线作为时延估计的基准。
信号模型可以表示为（1）
其中，s[n]表示未知的源信号，αl表示各个天线的衰减因子，τ表示第l个天线相对于第0个天线的时延，fl（τ）表示第l个天线相对于第0个天线的时延，xl[n]表示第l个天线的接收信号，wl[n]表示第l个天线的噪声，l=0，1，…，L。
结合信号数据级融合思路，将基于双天线的时延估计方法推广到多天线信号的联合时延估计。构造除基准天线外所有天线的融合信号x[n]，则
（2）
鉴于基本互相关函数思想，为了理论分析方便，假设各天线衰减系数αl=1。基准信号x0[n] 与各天线融合后信号x[n]的互相关函数。
（3）
由互相关函数特性可化简为
（4）
则由自相关函数性质可知，自相关函数 在m=τ，f2（τ），…，fl（τ）处会出现峰值点，而这些峰值点对应的就是个天线相对于基准天线的时延值。
为了提高估计精度，可以在信号互相关运算前进行加权处理，使得基本互相关法变为广义相关法，来求得多天线的相对整数时延。互功率谱法就是互相关法在频域的表现形式，两者是等价的，故亦可以用在多天线信号联合时延估计。
2 多天线互功率谱法的算法分析
因为互功率相位谱稳健，计算简洁，在时延估计中得到了广泛的应用。互功率相位谱系数可以表示为
（5）
其中，si（n）和sj（n）表示第i根天线和第 j根天线接收到的信号，n和k都为时间索引。第i根天线和第j根天线之间的相对时延估计可以表示为
（6）
互功率相位谱系数相加方法就是将所有天线对计算所得的互功率相位谱系数直接相加，得到融合后的互功率相位谱系数，可以表示为
（7）
得到融合后的互功率相位谱系数后，即可以利用它估计时延，可以表示为
（8）
3 仿真分析
仿真条件说明：N个线阵等距布置，观测信号为射电星信号（高斯白噪声），只考虑整数时延。
图2为多天线信号在基本互相关法与广义互相关法时延估计结果。仿真实验中选取了6路天线信号在信噪比为-2dB进行实验。仿真结果显示通过搜索各个谱峰，就可以得到5路天线相对于参考天线的相对时延。其中广义相关法采用最大似然函数加权，通过加权的算法可以看出主谱峰突出，旁瓣相对幅度减小，算法性能明显提升。
图3示出了互功率相位谱系数相加方法在积分符号为1000情况下正确估计时延的概率（1000次蒙特卡洛仿真实验统计得到）；其中，红线表示各天线对互功率相位谱系数相加后正确估计时延的概率（35个天线对互功率相位谱系数相加），蓝线表示各个天线对正确估计时延的概率。
从图2中可以看出，融合后正确估计时延的概率明显高于单个天线对；当信噪比为-15dB时，采用35个天线对互功率相位谱系数相加方法正确估计时延的概率大于0.8，而此时单个天线对正确估计时延的概率非常小。
图3示出了互功率相位谱系数相加方法在积分符号为1000情况下时延估计的均方根误差（1000次蒙特卡洛仿真实验统计得到）；其中，红线表示各天线对互功率相位谱系数相加后时延估计的均方根误差（35个天线对互功率相位谱系数相加），蓝线表示各个天线对时延估计的均方根误差。
从图2中可以看出，融合后时延估计均方根误差明显低于单个天线对。
在信噪比为-20dB情况下，各天线对互功率相位谱系数相加后时延估计的误差分布情况如图5所示（1000次蒙特卡洛仿真实验统计得到）。
从图5中可以看出，在该仿真环境下，互功率相位谱系数相加方法得到的时延估计误差（错误估计情况下）近似呈均匀分布。
4 结束语
多天线时延估计方法首先将多个天线划分为多个天线对，接着利用传统时延估计方法对各天线对间的时延进行估计，之后利用天线间的几何关系对各天线对估计的时延进行融合处理得到融合后的时延估计（可以理解为数据级融合处理）。相比于单个天线对，性能改善也较明显；另外，多天线时延估计方法能够方便地与现有天线组阵系统相融合以改善时延估计精度。
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作者简介
1概述
GPS导航系统能为陆、海、空、天的各类军民载体全天候、24小时连续提供高精度的三维位置、速度和精密时间信息，在军事领域广泛应用于精确打击武器制导、目标侦察、C4ISR系统等。随之在军事作战应用中的推广，它易于受到干扰的问题日益显现出来，在强干扰环境，其扩频增益不足以对干扰进行抑制，需要采用各种抗干扰措施。GPS导航系统对干扰抑制能力的强弱已经成为其能否发挥作用的关键。
2 GPS导航系统干扰抑制技术
针对GPS的干扰有的是有意的，有的是无意的，主要包括其他无线电波（有源）、有影响的地理环境（多径）、选择可用性（SA）。
2.1有源干扰抑制技术
造成GPS容易受到有源干扰的原因是GPS接收端信号太弱，对有源干扰的抑制主要技术有：
① GPS卫星优化
主要包括提高卫星信号的强度，改善码结构和在卫星上使用一些新的抗干扰技术，如采用后向天线、增加新的军用码（M码）、使用点波束发射方式等。
② 伪卫星技术
利用装载在无人机或地面上的虚拟机构成虚拟的GPS星座转发高功率加密GPS信号。如针对地面需求采用发射塔作为伪卫星。
③ 频域滤波技术
滤波技术使得GPS接收机不易受相对于GPS的两个L波段频带外的强功率干扰。频域滤波用于频谱滤波，包括带通滤波和带阻滤波。可通过在GPS接收机和GPS天线间增加一个外围滤波器来实现，滤波过程还可采用自适应数字滤波、VLSI技术等。
④ 时域滤波技术
时域滤波是在时域内对信号进行处理，通过运用数字信号处理方法实现频谱/逆谱区分，可通过在GPS接收机前端处理中增加一个嵌入块实现或作为一个单独的部分置入接收机之前。时域、频域滤波技术能够提供15—50dB抗干扰能力，但对宽带干扰通常不佳。
⑤ 调零天线技术
调零技术通常使用微带圆形天线阵或隙缝部件对干扰源方向上的自适应调零，以达到有效的定向压制。自适应调零天线是一个多元天线阵，阵中各天线与微波网络、处理器相连，处理器通过对微波网络的信号处理来调整微波网络，使各阵元的增益合成相位发生变化，从而在天线阵元方向图中产生对着干扰源方向的零点，以降低干扰效果。
⑥ 极化调零抗干扰技术
极化调零抗干扰技术是一种单孔径技术，利用电场矢量对消来消除干扰信号。其实现是使用一个探测和跟踪/控制通道来识别和跟踪干扰信号的相位和幅度，再用一个混合连接对消电路实现对复合接收信号中干扰信号的抵消。极化调零技术根据类似的干扰源产生一个极化非匹配和调整，能明显提高右旋极化GPS信号与干扰之间的抗干扰比。免费论文。
⑦ GPS干扰源检测和定位技术[3]
采用A—D频段精确目标捕获系统对阻断或干扰GPS的信号进行截获、定位，并搜集有关干扰源的详细信息，以采用相应的保护措施。
【Abstract】This article presents the Nanjing University of Posts and Telecommunications spherical near-field antenna measurement system management and sharing mechanism. By the collaboration between different disciplines， the utilization of the advanced experimental platform is improved and the effective management system and efficient operation mode are formed. The research supports the construction of other large scientific research platform and provides beneficial management experience for the construction of specialized laboratory. Through exploring the equipment management mechanism， the efficiency of the management level and equipment usage not only is improved， but also the normal operation can be maintained effectively. The students and teachers' scientific research work can get strong support.
【Key words】Personal responsibility and sharing usage； Spherical Near-field Antenna Measurements system； Instrument sharing
0 前言
先进的大型科研仪器设备是高校的重要资源，在高层次人才培养、高水平品科研工作的开展过程中发挥着重要作用[1-6]。如何管理并使用好大型科研仪器，使得其不仅在科研方面同时在日常教学中发挥更大的作用，是衡量高校实验室建设与管理水平的重要标志[7-8]。天线球面近场测量实验室是我校第一个全自动的专业天线测量平台，为通信与信息系统、电磁场与微波技术等多个专业的师生提供了优良的工作条件，它能天线和天线阵列进行精确测量，快速获取方向图、增益、效率、极化等关键辐射性能指标参数，而且界面友好、操作简单，彻底改变了过去相关专业师生采用人工或半自动方法测量天线辐射特性参数、效率很低、测量精度有限且工作量巨大的艰苦局面，数十倍地提高了工作效率，使相关专业师生从持续时间长、强度高、体力消耗大的重复测试工作中完全解放出来，集中精力提高教学和科研水平。
1 天线球面近场专管共用机制作用
1.1 研究型教学模式的建立、实践和优化
依托天线球面近场测试系统，管理人员编撰了相应的操作手册，为通信与信息系统、电磁场与微波技术专业跨学院的硕士研究生开设了“无线通信中的天线测量技术”实验课程，进一步优化了天线专业课程的结构，让学生既能验证经典天线的辐射特性，又能自行研制新型天线并进行快速测量和优化设计，还能支持他们参加射频电路设计竞赛。上述举措，对内促进不同学科研究水平的提高、充分发挥设备共享效果， 对外展示相关专业的研究生教学水平，充分激发学生的学习兴趣，提高学生的动手能力，进而促进高水平研究论文、教材和专著的发表。在实施过程中，管理人员和主要参加者还以新一代宽带移动通信、无线传感器网络、射频识别、穿戴式系统为应用背景，结合自身承担的国家自然科学基金、国家科技重大专项等国家级科研项目，指导通信学科和电磁场学科的博士、硕士研究生在0.8-6GHz频段上研制各种新型天线单元和阵列，研制了1.7-2.7GHz/5-5.9GHz频段的双频双极化宽带定向天线、小型双频段WLAN宽带定向天线、TD-LTE频段全向双极化天线、5.8GHz频段平面端射特性圆极化天线、多模宽带手持机天线、双辐射模开槽天线等多种新型天线单元，提出了多种新型天线设计方法，获得了丰富的原创科研成果。在该机制的实施和实践过程中，项目负责人始终立足于课程教学、人才培养和团队磨合的目标，依托国家科研项目和先进实验平台的支持，实现了理论教学过程、实验操作环节与科学研究、工程实践之间的良性互动、彼此促进和补充完善，逐步形成了“课堂教学与理论分析-工程设计与实验验证” 相结合、教学科研相长的研究型教学模式。教师通过直接指导学生设计天线和实际操作测试平台，一方面强化学生对课程基础理论知识的掌握，另一方面又能增进教师、师生、学生之间的沟通和交流，充分实现教师、师生、学生之间在科研过程中的逐步磨合，不断发现研究探索过程中的疑难问题并及时解决之，同时提高师生双方的工作效率，促使师生相互配合、相互促进，从而不断优化教学方法和科研模式，达到既能全面提高教学质量、又能提升科研业务水平的良好效果。
1.2 支持不同学校学科的平台建设
天线球面近场测试实验室是江苏省无线通信实验室（归属于“信息与通信工程”一级学科）的重要组成部分。通过探索“共有平台、不同学科”之间的设备管理机制，不仅提高了管理水平和设备的使用效率，有效维护设备的正常运转、充分发挥其效能，而且还为我校省级射频与微纳电子学科综合训练中心（归属于“电子科学与技术”一级学科）的建设提供了有力支持。在学生培养方面，电子科学工程学院、与通信工程学院、教务处三方协调，通过预约、课程设置等方式安排该试验系统的使用。在完善的设备管理基础之上，该实验设备对校内外师生、科研与生产单位开放，满足科研与教学活动需要，最大限度提高设备的利用率，充分发挥该平台的功能辐射作用。使该平台成为我校射频与微纳电子学科综合训练中的子平台之一。通过利用该平台针对电磁场与无线技术、电磁场与微波技术等本科和研究生专业的学生，开设相应的微波与天线测量、电磁兼容、等课程和多门实验课程，同时开展课程设计、生产实习和毕业设计等综合实践教学工作，进而鼓励学生在这个平台上完成创新研究和科学研究项目。借助于该平台，学生可以在两个学院的教师的共同指导下完成射频微波电路设计、射频器件测量、天线设计与测试流程，掌握射频与天线技术的一般设计方法、仿真与优化手段、现代微波测量技术，经过训练学生可以具备一名射频微波与天线工程师的基本素养。2014年在我校成功申请电子科学与技术国家级实验教学示范中心的过程中，基于该测试系统的教学成果作为天线与电波实验平台成果的重要组成部分。
2 天线球面近场专管共用机制作用解决的主要问题
2.1 解决了相关专业研究生教学中只有理论授课、缺少实践环节的问题
纵观国内研究生天线类专业课程的教学现状，一直是以理论授课为主，过去只有少数重点院校有能力开设配套的实验操作课程。特别是天线辐射特性测量实验，通常只对电子、雷达、无线电物理等专业而设定，在通信类专业中尚未见有报道。为了提高教学水平，增强学生的科研实践能力，特别是充分发挥先进科研平台在研究生教学中的作用，必须开设相应的实验课程。利用天线球面近场测量系统，为通信与信息系统、电磁场与微波技术两个专业的硕士研究生开设了“无线通信中的天线测量技术”课程，改变了我校在以往相关课程教学中，只有理论授课而缺少动手操作环节或实践环节少且操作复杂度过高的情况。通过操作天线球面近场测量系统，学生可以地直观验证教材中各种经典天线的辐射特性，加深对天线基本参数、基础天线理论知识的感性认识，从而逐步从理性上定量了解天线的工作机理，走出过去对天线专业课程“全是抽象数学符号和公式推导”的认识误区，产生和增加学习兴趣。在此基础上，还可以吸引有潜力的学生参加教师的科学研究，帮助解决科研项目中的天线分析和设计问题。利用天线球面近场测量系统，能够快速验证研究过程随时出现中的各种新点子、新想法，逐步培养学生独立从事天线领域科学研究和工程设计的能力。
2.2 解决了相关专业学生和教师的科研工作平台条件问题，为科研项目的顺利开展提供有力支持
天线球面近场测量实验室是我校第一个全自动的专业天线测量平台，为通信与信息系统、电磁场与微波技术两个专业的师生提供了优良的工作条件，它能对0.8-6GHz频段、尺寸不大于45厘米的天线和天线阵列进行精确测量，快速获取方向图、增益、效率、极化等关键辐射性能指标参数，而且界面友好、操作简单，彻底改变了过去相关专业师生采用人工或半自动方法测量天线辐射特性参数、效率很低、测量精度有限且工作量巨大的艰苦局面，数十倍地提高了工作效率，使相关专业师生从持续时间长、强度高、体力消耗大的重复测试工作中完全解放出来，集中精力提高教学和科研水平。在先进天线测量平台的支持下，负责人于2013年获得了江苏省高校自然科学重大研究A类资助项目，2014年又获得了国家自然科学基金面上项目。目前，课题负责人正在围绕新一代移动通信、无线传感器网络、射频识别和穿戴式系统等不同应用，与不同学科的师生合作，开展更深层次、更高水平的应用基础研究。
2.3 解决了提高相关专业师生教学科研水平的问题
通过该平台的共管与共享，不仅显著地提高了相关专业师生研究工作的速度、效率和质量，还极大地提高了学生对天线专业课程的学习兴趣，吸引更多有潜力、有志于从事天线理论与技术研究的学生主动参加到教师的科研实践中，形成了浓厚的学术研究氛围，显著提升了研究生的教学质量和教师的科研水平，为我国通信行业培养了理论水平高、动手能力强、工程经验丰富、满足不同层次需求的天线专业人才。得益于先进工作平台的支撑，相关专业师生在天线方面的科研实践持续不断，一系列全新的研究思想、设计方法与工程设计方案得以快速验证和优化实现，从而催生出一系列高水平的原创性研究成果。实验室建成后，相关专业师生已出版专著1部，申请了十余项国家发明专利（其中5项已获得授权），而且还在天线与传播领域的国际权威学术刊物与会议上发表或录用了近30篇研究论文（其中近一半被SCI收录），7篇发表在IEEE Trans. Antennas & Propagation，IEEE Antennas & Wireless Propagation Letters等顶级刊物上，得到了国内外同行的多次引用和关注。
3 天线球面近场专管共用机制实践过程及推广应用价值
在专管共用的实践过程中，负责人首先为通信与信息系统、电磁场与微波技术专业的硕士研究生讲授了“移动通信中的天馈技术与应用”理论课程，然后依托天线球面近场测量系统，开设了配套的“无线通信中的天线测量技术”实验课程，通过48学时的课堂教学和实践环节，对相关专业研究生进行了完整的科研训练，为学生从事天线专业方向的科学研究奠定基础。在此基础上，系统管理人员一方面指导自己的硕士研究生展开科学研究，另一方面积极配合电磁场学科的教师，协同指导从事相关专业方向工作的硕士研究生，依托天线球面近场测量系统，围绕新一代移动通信、无线传感器网络、射频识别、穿戴式系统等应用背景，在国家自然科学基金、国家科技重大专项等国家级科研项目的资助下，研究新型天线的设计理论和方法，在小型天线、宽带天线、多频段天线、圆极化天线等不同领域内展开全面探索。本课题发表的3篇研究论文均发表在国际和国内重要学术刊物上，其中2篇被SCI收录（源）的研究论文，主要作者均为课题负责人指导的硕士研究生；课题负责人和主要成员还出版了专著1部、获授权了3项国家发明专利，说明通过对先进天线测量平台的有效管理和使用，不仅对提高我校相关专业硕士研究生的教学水平、科研能力有显著促进作用，而且取得了具有自主知识产权的系列成果，获得了国际和国内同行的充分认可，达到国内领先、国际同等先进水平。另一方面，通过探索本实验室的共管使用机制，为不同学科、从事相似研究方向的教师提供了充分磨合、相互配合的良机，为我校省级射频与微纳电子学科综合训练中心的建设提供了有力支撑，产生了“1+1>2”的效果，说明通过对先进天线测量平台的有效管理和使用，已经为今后课程与平台建设、科研成果转化等后续工作奠定了良好的工作基础。
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摘 要：文章以矿井瞬变电磁法的扇形观测系统在钱营孜煤矿西风井掘进巷道中的应用为例，分析了矿井瞬变电磁法在煤矿水文地质方面工作的作用，也阐述了扇形观测系统与常规的观测系统相比的优点。为矿井瞬变电磁方法的发展及在矿井水文地质工作中的推广做出了一定的贡献。
关键词 ：矿井瞬变电磁；扇形观测系统；水文地质；数据采集
中图分类号：TD6文献标志码：A文章编号：1000-8772（2014）13-0203-01
1 矿井瞬变电磁法的基本原理
瞬变电磁法属时间域电磁感应方法。其探测原理是：在发送回线上供一个电流脉冲方波，在方波后沿下降的瞬间，产生一个向回线法线方向传播的一次磁场，在一次磁场的激励下，地质体将产生涡流，其大小取决于地质体的导电程度，在一次场消失后，该涡流不会立即消失，它将有一个过渡（衰减）过程，该过渡过程又产生一个衰减的二次磁场向掌子面传播，由接收回线接收二次磁场，该二次磁场的变化将反映地质体的电性分布情况。如按不同的延迟时间测量二次感生电动势V（t），就得到了二次磁场随时间衰减的特性曲线。如果没有良导体存在时，将观测到快速衰减的过渡过程；当存在良导体时，由于电源切断的一瞬间，在导体内部将产生涡流以维持一次场的切断，所观测到的过渡过程衰变速度将变慢，从而发现导体的存在。瞬变电磁场在大地中主要以“烟圈“扩散形式传播，在这一过程中，电磁能量直接在导电介质中传播而消耗，由于趋肤效应，高频部分主要集中在地表附近，且其分布范围是源下面，较低频部分传播到深处，且分布范围逐渐扩大[1-8]。
2 井下观测系统布置
本次探测主要是探测巷道顺层前方、顶板、底板的富水性，所以在测点上共布置三个探测方向，一个是线圈平面方向是平行巷道掌子面朝法线方向探测，一个方向是斜上45°方向探测巷道倾顶板方向，一个是斜下45°方向探测巷道倾底板方向。西三轨道山上山巷道迎头立面较小，矿井瞬变电磁法的发射和接收线圈的几何尺寸受到的一定的制约。现场观测系统布置时只能采用多匝小回线的发射和接收装置形式，即边长为2m。测点布置在巷道迎头里面附近，从巷道迎头左侧开始，左右两侧各布置了3个测点，每个测点处在竖直方向上采集3组数据，依此为超前顶板、超前顺层、超前底板，其中顶板和顺层方向数据采集时天线法线方向约与迎头立面成45°，顺层方向天线与迎头立面垂直。本次探测是轨道迎头前方的电阻率变化情况，巷道设计在停头位置做相应的变化，即在水平面内旋转天线，使天线的法线方向与巷道的左侧分别成60°、30°、45°和90°的夹角进行探测。当天线的法线方向与巷道迎头界而垂直时，根据其主迎头断面的宽度布置4个测点；到巷道迎头右侧时类似左侧方法分别成90°、30°、45°和60°的夹角进行探测、右帮布置3个测点，从而实现从多个角度采集数据，称之为“扇形”测深系统技术。
3 结果解析及结论
由图1可见迎头前方的视电阻率剖面，从观测系统中可以看出，本次探测的所有测点均分布在巷道平面上，为重点解释区域；本次实际探测掘进巷道迎头前方100m，解释迎头前方80m，盲区20 m。针对前方探测结果解释如下：
（1）掌子面前方20-40m段范围内顶板、顺层与底板的视电阻率值较高，相对较高，该段岩性变化不大，不存在低阻异常；
（2）掌子面前方40-60m段范围内顶板、顺层与底板的视电阻率值均有所降低，与迎头相比电阻率存在变化，相比岩性有所变化，注意支护；
（3）60m-100m左右，视电阻率的结果跳跃较大，特别是巷道的左上方及前方，推测是存在构造或者是破碎带，掘进到此处时请注意支护与超前钻孔探放水，以探查引起视电阻率变化的地质原因；
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射频识别（Radio Frequency Identifi-cation，RFID）是一种自动识别技术，近年来发展迅速，已广泛用于很多领域。RFID标签支持快速读写，多目标识别，非视距识别，移动定位及长期跟踪管理。超高频标签通常在 860MHz ～ 960MHz频率下工作，具有作用距离远（通常是3m～ 10m），通信速度快，成本低的优点，是目前RFID产业发展的热点，并有望在未来成为主流技术。
1 UHF RFID现状
1.1 国际现状
RFID 工作在发达国家起步比较早，发展水平也比较高，无论是技术、标准、产业链，还是应用方面都已发展得相对完备，在发达国家，RFID 技术已经发展成为 IC、IT产业炙手可热的焦点和热点技术。首先在芯片技术方面，发达国家已经具备了相对完整的产品线，并且在技术和市场不断的发展和完善等力量的推动下，电子标签工艺的提升，技术的进步，使其成本不断降低，应用发展进入了蓬勃发展的阶段。Alien公司的0类设计和Matrics公司的1 类设计奠定了第一代RFID标准的实现技术，相对于第一代标准来讲，EPC 第二代标签芯片具有很多优势，它的中心频率为900MHz 频段，大大提高了识别速率，可以达到500到1500标签/秒；反向散射数据速率可以从每秒数十bit提高到650kbps；扫描范围提高到30英尺。如今已经在市场和实验室出现了更多优异性能的UHF 第二代RFID标签芯片，如Impinj公司的 Monza 4 RFID标签芯片的系列产品已达到了更先进的水平，其优异的性能主要表现在可以扩展的内存选项、创新的保密功能、良好的抗干扰能力、业界领先的灵敏度指标。
在学术方面，近年来顶尖的国际集成电路会议和集成电路期刊发表了越来越多关于 RFID芯片技术的论文，国际物联网会议和国际RFID 会议也变得异常令人瞩目，成为全球致力于RFID技术领域的研究机构和从业人员交流最新成果与进展的良好平台。
在工业方面，Impinj公司等 RFID 公司不断取得技术进步，材料和工艺创新，使得芯片的技术性能大幅提高的同时，其成本不断降低，使市场不断地成熟，促进产业不断进步和升级，相信在未来的时间，随着该产业公司和研究机构对技术进步和革新的追求，芯片造价不断降低，性能的纪录不断被刷新，众多新技术与新应用被不断开发与推广。
1.2 国内现状
国内从事RFID产业的公司生产规模都不大，生产成本比较高，在众多的全国RFID企业中，绝大多数为各种、外企分支机构、系统集成与应用系统开发企业，真正从事RFID核心技术开发、具有自主知识产权的企业寥寥无几，这是我国RFID产业链中最薄弱的环节。针这样的现状和形势，科技部在国家高技术研究发展计划（863计划）的重大项目已经明确把“射频识别（RFID）技术与应用”列入，把UHF RFID的工作频段划分了840MHz～845MHz和920MHz～925MHz两个频段，2012年出台了基于ISO/IEC18000-6的国家标准，这对我国电子标签的发展起到了非常重要的作用。
虽然与国外RFID芯片设计水平存在很大的差距，但是我国集成电路设计和制造业在近些年来也取得了令人瞩目的发展和成就。在RFID芯片方面，已经基本实现了自主设计。国内 RFID设计公司主要有北京清华同方集成电路设计公司、上海华虹集成电路设计公司、上海复旦微电子公司等。在芯片制造方面，诸如复旦微电子、上海华虹、上海贝岭等优秀企业都具有大规模生产 RFID芯片的能力。
2 UHF RFID发展趋势
2.1 与传感器相结合
近年来，研究的热点集中在RFID 技术与无线传感器网络（WSN，Wireless Sensor Networks）的结合方面，冷链物流的兴起更是为内嵌温度传感器的RFID标签的发展提供了广阔的发展机遇和空间。
带有温度传感器的标签已经在很多论文中出现，而且市场上已经出现了这类成品标签。适用于RFID的温度传感器设计难点在于保证温度范围和精度的条件下使功耗控制在几个微瓦，甚至几百个纳瓦之内。目前的温度传感器，如果不采用校准，误差都是比较大的，因此，一般在RFID标签中采用的温度传感器都会采用校准技术，采用两点校准的比较多，这样又增加了标签的成本和复杂程度。
一些论文中虽然提到过在RFID标签中集成光传感器，但是在实际中很难做到，主要问题在于光敏器件与工艺很难兼容，标签的封装对光线进入光敏器件的影响难以估计。但是相信随着设计技术的进步，封装技术的改进和工艺的完善，光传感器也许在不远的将来就会在RFID标签芯片中实现。
对于压力传感器和湿度传感器，也存在着类似于光传感器一样的问题，而且相关的研究几乎还没有展开。
2.2 片上天线
采用和集成电路芯片相同的材料和工艺制作而成的天线叫做片上天线（On-Chip Antenna， OCA）。片上天线可以分为两种：第一种片上天线与电路芯片处在同一个硅衬底上，是真正意义上的片上天线，也称为片内天线；第二种片上天线与电路芯片不在同一硅衬底上，但被封装在同一个管壳内，也可以称做封装天线。
片上天线的设计和制作受到面积限制、工艺限制和干扰限制，天线的尺寸依据半波长或 1/4波长，通常芯片的尺寸小于该尺寸，要使天线尺寸尽量少受封装面积和芯片的约束，就要求天线工作频率不能太低，目前已有的关于RFID 片上天线多集中在HF、UHF和 MW频段。同时，标准 CMOS 材料和工艺，低金属电导率、硅互连金属尺寸、高介电常数和低阻硅衬底等方面的因素，都会对片上天线的性能产生一定的影响。由于硅器件结构和芯片面积等因素的制约，RFID片上天线的增益、方向性等性能，都要比片外天线低，但对于单品的近距离应用，是可以接受的。
与常规天线相比，片上天线具有自身优点：天线以及天线和芯片的连接都在芯片或封装内部实现，可以大大减小无线终端产品的体积，减轻产品的重量，并使产品的重复性和可靠性得到提高。天线与芯片在生产过程中一次生产出来，可以大幅度降低规模生产下的产品成本。
2.3 大容量存储器
由于受到芯片面积和功耗的限制，芯片中的存储器一般都比较小，普通的标签以512bit和1Kbit的最常见。但是用户希望的是大容量存储器，能够携带更多信息的标签对用户而言无疑更具有吸引力。在这种市场的推动下，大容量低功耗的存储器已经面世，目前，市场上已经出现了16Kbit、32Kbit甚至64Kbit存储器的UHF RFID标签。相信随着更深入的研究，更大容量更低功耗的存储器会被开发出来并应用在UHF RFID标签中。
3 结语
本文对UHF RFID国内外发展现状做了简单介绍，并根据目前市场以及最新研究论文，对UHF RFID未来的发展趋势做了总结，得出了与传感器相结合、片上天线和大容量存储器三个方向将成为UHF RFID发展热点的结论。
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