超寬帶（UWB）窄脈沖發(fā)生器的研究.pdf

1、超寬帶(Ultra-wideband，簡稱UWB)技術(shù)是近年來無線通信領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，其主要的研究方向包括：UWB雷達(dá)、UWB無線通信系統(tǒng)、定位識別、透視功能的UWB等等。其中UWB無線通信技術(shù)可分成兩類，即無載波UWB技術(shù)和載波調(diào)制UWB技術(shù)。在無載波UWB技術(shù)中，窄脈沖發(fā)生器是最重要的關(guān)鍵部分之一。本文就對此作深入的分析和研究，主要的研究內(nèi)容如下： 首先對現(xiàn)廣泛應(yīng)用于UWB無線通信系統(tǒng)中的三種主要的脈沖形式，即高斯脈沖、基于

2、正弦波的UWB脈沖和Hermite多項(xiàng)式脈沖的特性進(jìn)行了詳細(xì)的理論研究。通過對各種脈沖的形狀和頻譜的編程仿真和分析得到了一些實(shí)用的設(shè)計(jì)方法。 其次對多種UWB脈沖產(chǎn)生技術(shù)，即隧道二級管脈沖產(chǎn)生電路、雪崩晶體管脈沖產(chǎn)生電路、階越恢復(fù)二級管脈沖產(chǎn)生電路、數(shù)字電路方法和濾波器方法等進(jìn)行了深入地分析探討，最后針對其中的雪崩晶體管脈沖產(chǎn)生電路和基于濾波器的脈沖產(chǎn)生方法進(jìn)行了電路設(shè)計(jì)，并在EWB8.0(Electronics Workban

3、ch)軟件中進(jìn)行了電路仿真，得到了兩種性能參數(shù)指標(biāo)較好的電路。 在利用雙極型晶體管的雪崩特性設(shè)計(jì)雙管并聯(lián)的UWB脈沖發(fā)生器的過程中，通過添加電感使電路的等效負(fù)載增加，在維持脈沖寬度基本不變的情況下使輸出脈沖的幅度增加到原來的2.5倍。對電路中各元件參數(shù)的選取進(jìn)行詳細(xì)的分析說明，給出了參數(shù)值與脈沖各項(xiàng)性能的關(guān)系。電路結(jié)構(gòu)極為簡單，仿真得到的UWB脈沖信號幅度為-38.299V，脈沖寬度約為663.265ps，上升時(shí)間459.184

4、ps下降時(shí)間約為969.388ps。此外還可以通過改變電路各元件參數(shù)值靈活地設(shè)計(jì)出不同性能的脈沖，通過對電路進(jìn)行微分處理可得到高斯脈沖的各階導(dǎo)數(shù)。該電路適合在超寬帶雷達(dá)系統(tǒng)中應(yīng)用。 基于濾波器原理的脈沖發(fā)生器的設(shè)計(jì)是從頻域的角度出發(fā)，重點(diǎn)對其中的脈沖成形網(wǎng)絡(luò)部分進(jìn)行了改進(jìn)。仿真得到了516.455mV(峰-峰值電壓)；脈沖寬度約1.276ns(兩峰值之間的寬度)，上升時(shí)間382.653ps；下降時(shí)間1.658ns的超寬帶脈沖，該