超寬帶（UWB）窄脈沖發(fā)生器的研究.pdf

1、超寬帶(Ultra-wideband，簡稱UWB)技術是近年來無線通信領域的研究熱點，其主要的研究方向包括：UWB雷達、UWB無線通信系統(tǒng)、定位識別、透視功能的UWB等等。其中UWB無線通信技術可分成兩類，即無載波UWB技術和載波調制UWB技術。在無載波UWB技術中，窄脈沖發(fā)生器是最重要的關鍵部分之一。本文就對此作深入的分析和研究，主要的研究內容如下： 首先對現(xiàn)廣泛應用于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多項式脈沖的特性進行了詳細的理論研究。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用的設計方法。 其次對多種UWB脈沖產生技術，即隧道二級管脈沖產生電路、雪崩晶體管脈沖產生電路、階越恢復二級管脈沖產生電路、數字電路方法和濾波器方法等進行了深入地分析探討，最后針對其中的雪崩晶體管脈沖產生電路和基于濾波器的脈沖產生方法進行了電路設計，并在EWB8.0(Electronics Workban

3、ch)軟件中進行了電路仿真，得到了兩種性能參數指標較好的電路。 在利用雙極型晶體管的雪崩特性設計雙管并聯(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的選取進行詳細的分析說明，給出了參數值與脈沖各項性能的關系。電路結構極為簡單，仿真得到的UWB脈沖信號幅度為-38.299V，脈沖寬度約為663.265ps，上升時間459.184

4、ps下降時間約為969.388ps。此外還可以通過改變電路各元件參數值靈活地設計出不同性能的脈沖，通過對電路進行微分處理可得到高斯脈沖的各階導數。該電路適合在超寬帶雷達系統(tǒng)中應用。 基于濾波器原理的脈沖發(fā)生器的設計是從頻域的角度出發(fā)，重點對其中的脈沖成形網絡部分進行了改進。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)，上升時間382.653ps；下降時間1.658ns的超寬帶脈沖，該