Berührungslose, kontinuierliche Ultra-Wideband-Datenübertragung mit ultrakurzer Latenzzeit in rotierbaren Systemen:
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit einem Datenübertragungssystem für rotierbare Systeme, welches eine berührungslose und mechanisch entkoppelte Datenübertragung sicherstellt. Soch eine Datenübertragung wird z. B. in der Medizintechnik in Computer- oder Positronen-Emissions-Tomographen und in de...
Gespeichert in:
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Clausthal-Zellerfeld
Papierflieger
2009
|
| Ausgabe: | 1. Aufl. |
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Zusammenfassung: | Die vorliegende Arbeit befasst sich mit einem Datenübertragungssystem für rotierbare Systeme, welches eine berührungslose und mechanisch entkoppelte Datenübertragung sicherstellt. Soch eine Datenübertragung wird z. B. in der Medizintechnik in Computer- oder Positronen-Emissions-Tomographen und in der Sicherheitstechnik in rotierbaren Sprengstoffdetektionssystemen benötigt. Der Schwerpunkt der Arbeit liegt auf der Realisierung einer ultrakurzen Latenzzeit, d. h. eines äußerst geringen Zeitbedarfs für die Übertragung der Daten inkl. Signalverarbeitung in Sender und Empfänger. Hierfür hat sich die impulsbasierte Ultra-Wideband-Technik (UWB) als äußerst geeignet erwiesen, so dass Latenzzeiten von wenigen zehntel Mikrosekunden für die Übertragung eines Datenbytes erreicht werden. Geeignete UWB-Sender und -Empfängerkonzepte werden im Rahmen dieser Arbeit vorgestellt und aus ihnen ein Gesamtsystem zusammengesetzt, welches im Hinblick auf Bitfehlerhäufigkeit und Latenzzeit untersucht wird. Als Übertragungsmedium wird ein Schlitzhohlleiterring verwendet, um eine abgeschirmte Datenübertragung zu gewährleisten und jegliche Beeinflussung der Umgebung durch Funkwellen zu vermeiden, wie es häufig in der Sicherheits- und Medizintechnik erwünscht ist. Die Übertragungseigenschaften des Schlitzhohlleiterringes werden, insbesondere im Hinblick auf Mehrwegeausbreitungseffekte, eingehend theoretisch und messtechnisch untersucht. Mit dem vorgestellten Aufbau können Datenraten von 1 Mbit/s bis zu 100 Mbit/s und Latenzzeiten von 14 æs bis zu unter 180 ns mit einer Bitfehlerhäufigkeit von unter 10-9 erreicht werden. |
| Beschreibung: | VIII, 124 S. Ill., graph. Darst. 21 cm |
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| adam_text | I NHALTSVERZEICHNIS VERWENDETE SYMBOLE UND ABKUERZUNGEN V 1. EINLEITUNG
1 2. IMPULS-RADIO ULTRA-WIDEBAND 5 2.1. SIGNALBESCHREIBUNG UND
REGULATORISCHES 5 2.2. PULSGENERATOREN MIT DIGITALLOGIK 7 2.2.1.
FUNKTIONSWEISE UND SCHALTUNGSDESIGN 8 2.2.2. FABRIKATION 9 2.2.3.
MESSAUFBAU UND MESSERGEBNISSE 10 2.3. UWB-SENDER FUER NIEDRIGE, MITTLERE
UND HOHE DATENRATEN 13 2.3.1. AUFBAU 13 2.3.2. FABRIKATION 15 2.3.3.
MESSERGEBNISSE 15 3. UWB-EMPFAENGERKONZEPTE 19 3.1. ANALOGE UND DIGITALE
KORRELATIONSEMPFAENGER 19 3.1.1. AUFBAU ANALOGER KORRELATIONSEMPFAENGER 20
3.1.2. AUFBAU DIGITALER KORRELATIONSEMPFAENGER 21 3.1.3. MESSERGEBNISSE
EINES PC-BASIERTEN DIGITALEN KORRELATIONSEMPFAENGERS 22 3.2. OPTISCHE
KORRELATIONSEMPFAENGER 23 3.2.1. SYSTEMUEBERBLICK UND SYSTEMMODELL 24
3.2.2. SIMULATIONSERGEBNISSE 29 3.3. ENERGIEDETEKTIONSEMPFAENGER 33
3.3.1. AUFBAU UND FUNKTIONSWEISE 33 3.3.2. FERTIGUNG 35 3.3.3.
MESSERGEBNISSE 37 4. ANTENNEN UND FRONTEND-FILTER 41 4.1.
STREIFENLEITUNGEN 41 BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN
HTTP://D-NB.INFO/998497967 DIGITALISIERT DURCH II INHALTSVERZEICHNIS
4.1.1. MIKROSTREIFENLEITUNGEN 41 4.1.2. KOPLANARLEITUNGEN AUF
SUBSTRATSCHICHT MIT UNTERSEITIGER MASSEFLACHE 44 4.1.3.
KOPLANARLEITUNGEN ZWISCHEN ZWEI SUBSTRATSCHICHTEN 46 4.1.4.
KOPLANARLEITUNGEN ZWISCHEN ZWEI SUBSTRATSCHICHTEN MIT ENDLICHER
MASSESTREIFENBREITE 48 4.2. PLANARE UWB-ANTENNEN 50 4.2.1. KREISFOERMIGE
MONOPOLANTENNE FUER DIE FREIRAUMUEBERTRAGUNG 51 4.2.2. MONOPOLANTENNE FUER
SCHLITZHOHLLEITER-ANWENDUNGEN 54 4.3. PLANARE SUBSTRATINTEGRIERTE FILTER
57 4.3.1. SUBSTRATINTEGRIERTE WELLENLEITER 57 4.3.2. FILTERDESIGN UND
FERTIGUNG 58 4.3.3. SIMULATIONS- UND MESSERGEBNISSE 60 5.
UEBERTRAGUNGSEIGENSCHAFTEN EINES SCHLITZHOHLLEITERRINGES 63 5.1.
HOHLLEITER 63 5.1.1. AUSBREITUNG VON WELLEN IN HOHLLEITERN 64 5.1.2.
RECHTECKHOHLLEITER 65 5.1.3. SCHLITZHOHLLEITER 66 5.2. AUFBAU UND
FERTIGUNG EINES SCHLITZHOHLLEITERRINGES 68 5.3. UEBERTRAGUNGSKANALMODELL
69 5.3.1. MEHRWEGEAUSBREITUNG UND STEHWELLEN 69 5.3.2.
SIMULATIONSERGEBNISSE 72 5.3.3. EXPERIMENTELLE ERGEBNISSE UND VERGLEICH
75 5.4. UNTERDRUECKUNG DER MEHRWEGEAUSBREITUNG 78 5.4.1. VERWENDUNG VON
ABSORBERMATERIAL 78 5.4.2. VERWENDUNG EINES RICHTKOPPLERS 84 6.
SYSTEMAUFBAU UND EXPERIMENTELLE ERGEBNISSE 87 6.1. SYSTEMUEBERBLICK 87
6.1.1. AUFBAU 87 6.1.2. DATENKODIERUNG 88 6.1.3. DATENDEKODIERUNG 89
6.2. EXPERIMENTELLE ERGEBNISSE 90 6.2.1 INHALTSVERZEICHNIS UEI 7.
ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 103 A. ANHANG 105 A.L. ZUSATZDAEMPFUNGSMASS
DES SCHLITZHOHLLEITERS MIT ABSORBERANORDNUNG . . . 105
LITERATURVERZEICHNIS 109
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