超寬帶范文10篇

摘要：在分析現超寬帶無線電的載體—窄脈沖產生方法優缺點的基礎上，提出產生超寬帶納秒級脈沖的邏輯框圖，并由此設計相應的電路原理圖、PCB版圖，經實物調試測出輸出波形，最后指出該電路的應用領域。

關鍵詞：超寬帶超寬帶無線電納秒級脈沖

將超寬帶雷達應用于通信是近年來業界的研究熱點。在傳統的通信技術中，通常把信號從基帶調制到正弦或余弦載波上，而超寬帶UWB（UltraWideBand）通信則是通過對持續時間為納秒或亞納秒級窄脈沖進行調制，這樣UWB信號將具GHz量級的帶級。超寬帶技術相對于連續波通信系統具有獨到之處，應用領域廣泛，如雷達、通信、探測等。UWB的特點：發射信號功率譜密度較低，強抗截獲能力；系統復雜度低；數厘米的定位精度等優點。但是這些性能的獲得都需要依賴于現有技術和工藝的可行性，特別是集成電路的工藝。UWB應用中必不可少的關鍵之一是如何產生可以控制的UWB窄脈沖，靈活方便是UWB通信所渴望的；產生足夠窄的脈沖和適于信道傳輸的脈沖形狀也是UWB通信中的熱門研究點和關鍵所在。為此，本文探討了一種納秒級脈沖發生電路的原理和設計，完成了實物制作，給出測得的實際結果。

1現有的方法和缺陷

事實上人們對超寬帶雷達的研究是非常早的，從上個世紀六七址年代即已開始，所以目前很熱的UWB并不是什么創新。有許多專利文獻和文章都專門闡述如何產生滿足各種要求的窄脈沖，美國等在這方面的專利有很多。在研究初期，由于器件和工藝的缺乏，主要利用微濾器件（如傳輸線）等效成開關，從而得到短持續時間的信號，再經過脈沖成形網絡整形成滿足要求的波形和電壓足夠高的脈沖。這些方法造價很高，且器件龐大，更不適于現代應用；后來前蘇聯人發現二極管上速度極快的良性雪崩應能夠使矩形脈沖的上升沿急劇陡峭，從而使得窄脈沖的成形都傾向于利用PN結的雪崩效應。在早期利用雪山崩效應的方案中，由于器件的限制，通常需要在二極管或三極管上加2kV～3kV的反偏高壓，同時產生的窄脈沖電壓也非常高，但其高偏壓的提供本身就很困難；此后，隨著器件的發展，產生雪崩效應的電壓都下降100V～130V左右，從而使得制造成本和電路本身都大為簡單，但此時已不太適于雷達方面的應用了。因為脈沖較寬且幅度小，作為通信系統仍然太大；脈沖過寬，且輻射還需滿足FCC等要求。

針對前人所作的工作和現有的器件，改進并設計了超寬帶納秒級脈沖成形電路，然后完成了具體電路的研制和測試。

摘要：超寬帶UWB(Ultra-WideBandwidth)脈沖通信(ImpulseRadio)技術與其它通信技術有很大不同，它具有信號功率譜密度低、不易檢測、系統復雜度低等優點，尤其適用于室內等密集多徑場所的高速無線接入和軍事通信。介紹了UWB系統的信號表示形式，分析了其特點，并介紹了超寬帶通信當前的研究及應用情況。

關鍵詞：UWB脈沖通信信號應用

UWB技術是一種新型的無線通信技術。它通過對具有很陡上升和下降時間的沖激脈沖進行直接調制，使信號具有GHz量級的帶寬。超寬帶技術解決了困擾傳統無線技術多年的有關傳播方面的重大難題，它具有對信道衰落不敏感、發射信號功率譜密度低、低截獲能力、系統復雜度低、能提供數厘米的定位精度等優點。

1超寬帶信號及其特點

美聯邦通信委員會(FCC)規定：

部分帶寬號稱為UWB信號。其中，部分帶寬為信號功率譜密度在-10dB處測量的值。圖1為UWB信號與窄寬信號功率譜密度的比較；UWB信號格式如圖2所示。

摘要:針對超寬帶(ultra-wideband,UWB)信號的具體特征,利用巴克碼的相關特性,設計了一種結構簡單的訓練序列,在此基礎上建立了基于最大似然(ML)準則的UWB同步捕獲算法。該算法大大降低了UWB信號時間捕獲的復雜度,能夠快速實現同步。仿真結果表明,只需要較短的訓練序列,該算法就能獲得優良的同步性能,當訓練序列較長時可以很好地逼近理想捕獲情況下的系統誤碼率。

關鍵詞:超寬帶;同步;時間捕獲;最大似然準則

0引言

超寬帶(ultra-wideband,UWB)無線電的出現已有數十年的歷史,但以前它僅僅應用在軍事雷達和定位設備中。2002年2月14日,這項無線技術首次獲得了美國聯邦通信委員會(FCC)的批準,用于民用通信,從而引起了各國的廣泛關注,迅速成為研究熱點。目前國內外主要研究UWB在無線個人局域網(wirelesspersonalareanetwork,WPAN)中的應用,并已取得重大進展。

和其它所有通信體制一樣,要建立UWB通信系統,首先要解決的是同步問題。為了降低信號的頻譜密度,UWB系統往往通過多個幀來發送一個符號,每幀包含一個單脈沖信號,幀周期往往遠大于脈沖周期。同步捕獲的任務就是確定符號的位置以及每個符號的起始點。符號定時是建立同步的基礎。并且由于在超寬帶系統中,接收機一般利用Rake接收機分集接收,需要對信道多徑分量的幅度和時延進行估計,符號定時的準確與否決定了估計的精度。然而,同步也正是UWB技術的一大難點。這主要是因為UWB信號為類脈沖信號,脈沖寬度窄,幅度低,通過滑動相關法搜索峰值的方法在多徑信道環境下性能往往會受到影響,在應用跳時(TH)碼的系統中尤其如此。而且由于在一個符號內要搜索數千個碼片,所需要的采樣率高達幾GHz,捕獲時間長,復雜度高[122]。

為了提高捕獲速度,文獻[3]提出了基于Markov鏈結構的序列搜索方式,文獻[4]則利用Beacon碼的相關特性來實現同步。但是這些算法的采樣率仍然沒有本質變化。由于UWB信號的重復發送使得無需對信號進行過采樣就具有循環平穩特性,有人提出了基于循環平穩統計特性(cyclostationarity,CS)的盲估計算法[5-6],它可以降低采樣速率,但是和所有的盲估計算法一樣,有著收斂速度慢的缺點。文獻[7]和文獻[8]分別設計了訓練序列,并在此基礎上提出了各自的同步捕獲算法,利用他們設計的訓練序列可使算法大大簡化。但是利用這些訓練序列進行符號的捕獲時,其相關峰不顯著,符號捕獲效果并不理想。并且,由于幀捕獲是在符號捕獲的基礎上進行的,符號捕獲的誤差會進一步影響幀捕獲的效果。

1超寬帶技術分析介紹

超寬帶技術顧名思義，是指占用帶的寬度大于中心頻率的25%，或寬度在500MHz的新型無線發展技術，在寬帶的支持下形成較高的傳輸速率。其應用廣泛，不單單在有線數字行業，在軍事領域也占據一席之地。區別于以往的信號傳輸，其在傳輸的過程中擺脫了載波的限制，自動產生脈沖信號，利用脈沖信號進行調制，最終形成幾兆赫茲的脈沖信號波形，是傳統模式寬帶所無法企及的。

2超寬帶技術的優勢分析

超寬帶技術之所以得到廣泛應用是基于其自身強大的優勢。與傳統的數字電視系統相比，其首先是頻譜寬度較大，不會消耗過多的功率。其次具有一定的隱蔽性，具有較高的安全系數。接著其具有超強的多晶分辨能力，填補了數字電視這方面的空白。最后其具有強大的系統容量，可以對更多的資源與信息進行存儲。

3有線數字電視中超寬帶技術的應用分析

3.1超寬帶信號在有線電視中的傳輸應用

摘要：從超寬帶UWB技術進行了介紹和分析，并對其調制方式和近期提出的新型高效脈形調制PSM（PulseShapeModulation）做出了初步的理論探討。

關鍵詞：超寬帶（UWB）脈形調制（PSM）正交改進型hermite脈沖

超寬帶（UltraWideBand）作為一種新型的無線通信技術與傳統的通信方式相比有著很大的區別。由于它不需使用載波電路，而是通過發送納秒級脈沖傳輸數據，因此該技術具有發射和接收電路簡單、功耗低、對現存通信系統影響小、傳輸速率高的優點，此外它還具有多徑分辨能力強、穿透力強、隱蔽性好、系統容量大、定位精度高等優勢。根據FCC的規定，從3.1GHz～10.6GHz之間的7.5GHz帶寬頻率都將作為UWB通信設備所使用。但出于對現存無線系統影響的考慮，UWB的發射功率被限制在1mW/MHz以下。

UWB是一種可以為無線局域網LAN、個人域網PAN的接口卡和接入技術帶來低功耗、高帶寬并且相對簡單的無線通信技術。它解決了困擾傳統無線技術多年的重大難題，開發了一個具有對信道衰落特性不敏感、發射信號功率普密度低、不易被截獲、復雜度不高等眾多優點的傳輸技術。該技術尤其適用于室內等密集多徑場所的高速無線接入和軍事通信應用中。

圖1

1基本概念

摘要：超寬帶UWB(Ultra-WideBandwidth)脈沖通信(ImpulseRadio)技術與其它通信技術有很大不同，它具有信號功率譜密度低、不易檢測、系統復雜度低等優點，尤其適用于室內等密集多徑場所的高速無線接入和軍事通信。介紹了UWB系統的信號表示形式，分析了其特點，并介紹了超寬帶通信當前的研究及應用情況。

關鍵詞：UWB脈沖通信信號應用

UWB技術是一種新型的無線通信技術。它通過對具有很陡上升和下降時間的沖激脈沖進行直接調制，使信號具有GHz量級的帶寬。超寬帶技術解決了困擾傳統無線技術多年的有關傳播方面的重大難題，它具有對信道衰落不敏感、發射信號功率譜密度低、低截獲能力、系統復雜度低、能提供數厘米的定位精度等優點。

1超寬帶信號及其特點

美聯邦通信委員會(FCC)規定：

部分帶寬號稱為UWB信號。其中，部分帶寬為信號功率譜密度在-10dB處測量的值。圖1為UWB信號與窄寬信號功率譜密度的比較；UWB信號格式如圖2所示。

1寬帶技術的發展

1．1完善基礎設施

基礎設施的完善使互聯網的應用更加大眾化和平民化，寬帶的上網速度也不斷提升，從過去的撥號上網到現在的光纖上網，網絡視頻化的發展更加流暢和高效。現在每一個居民小區都有寬帶上網線路，網絡成為群眾日常生活的重要部分，無線端網絡和APP播放軟件的應用，使網絡和視頻的結合更加緊密，方便快捷的視頻播放是現代互聯網發展的趨勢。

1．2骨干網絡的擴容

寬帶技術的發展與普及使寬帶用戶逐漸增多，因此對骨干網絡的技術和流量的要求也更高，對骨干網絡多次進行擴容和升級，可以確保用戶正常使用寬帶，尤其是科技的發展使承載的網絡能夠開展多種差異化服務，滿足用戶的個性化需求。現在不同的終端接入模式也在發展，尤其是智能手機的普及使網絡的運用更加廣泛，路由器轉化設備的出現使多個終端設備共同上網，滿足學習和娛樂的需求。

2有線電視技術與寬帶技術的融合發展

根據*集成電路產業發展需要，*市科學技術委員會決定*年度集成電路設計專項項目指南。本年度專項將以戰略產品開發為導向，以共性、前沿技術研發為突破，與國內超深亞微米與納米級工藝制造技術發展聯動，推進集成電路應用的系統解決方案和重點戰略產品的研發。

一、研究專題和期限

專題一：FPGA器件、配套軟件系統及其測試技術的研發

（一）研究目標與內容

研究目標：

研發基于自主知識產權的FPGA器件，實現器件與配套軟件的產品化，并在通信、消費類電子、汽車電子、工業控制、互聯網信息安全等領域得到應用。研制與國際主流芯片兼容的抗輻照百萬門級FPGA，能夠滿足航空、航天等應用工程的需求。

摘要：在文章中，一種新型的可同時覆蓋2G，3G，4G移動通信的超寬帶天線被設計并制作出來。該天線綜合采用了端部加載技術和特殊的雙套筒技術。天線端部加載部分對天線輸入阻抗的虛部起到了抵消的作用，從而使天線的阻抗曲線變化平緩，達到了拓寬天線阻抗帶寬的目的。實測結果表明，在S11<-10dB條件下，該天線工作頻率范圍為0.783GHz~2.773GHz，即阻抗帶寬為3.47:1，相對帶寬為110.6%。在VSWR<1.5的條件下，該天線工作頻率范圍為0.86GHz~2.07GHz，即阻抗帶寬為2.41:1，相對帶寬為82.6%。同時，該天線具有水平全向的輻射特性。

關鍵詞：寬帶；移動通信；端部加載技術；雙套筒技術；全向

0引言

新的通信技術，尤其是擴頻技術、跳頻技術以及捷變頻系統需要盡可能寬的天線帶寬[1]。更大的信道容量以及更快的數據傳輸速率也同樣需要超寬帶天線作為后盾[2]。近些年來，天線設計者們設計了很多用于移動通信的寬帶天線，它們通常是貼片天線或者偶極子天線[3]，而水平全向的雙套筒天線并不多見。對于傳統套筒天線，由于其內部振子半徑到套筒半徑的突變，通常會導致阻抗匹配不夠理想，帶寬較窄。通常VSWR<2或VSWR<2.5，甚至VSWR<3[2][4]-[6]，這會帶來超過30%的電壓反射，在大功率情況下會嚴重影響系統的性能。而在VSWR<1.5的前提下，傳統套筒天線的帶寬將變得更窄，難以滿足現代通信需求。因此，基于傳統套筒天線帶寬不足的現狀及現代通信的需求，迫切需要設計出新型的匹配良好的超寬帶天線。圖1給出了該新型寬帶雙套筒天線的建模結構圖和截面圖。其中，套筒下端振子伸出的部門為端部加載部分。該天線各結構尺寸參數如表I所示。

1新型寬帶雙套筒天線的仿真與實測結果

如圖2所示，該天線綜合運用了端部加載技術和雙套筒技術[7]，在VSWR<1.5的前提下，其工作頻率范圍為1.177GHz~1.851GHz，即其阻抗帶寬為1.57:1，相對帶寬為44.5%；在S11<-10dB的情況下，其工作的頻率范圍為0.796~2.773GHz，即其阻抗帶寬為3.48:1，相對帶寬為110.8%。仿真工作頻率范圍及帶寬總結如表II所示。圖2.仿真S11曲線表II新型寬帶雙套筒天線仿真工作頻率范圍及帶寬由圖3給出的在0.8GHz、1GHz、2.7GHz處的三維遠場方向圖可以看出，該天線具有與對稱振子天線相似的方向圖，即在H面具有全向的輻射特性，且在水平方向具有最大增益。圖3新型寬帶雙套筒天線的三維遠場方向圖為了驗證理論仿真的正確性，按照仿真模型尺寸加工出了工作中心頻率為1.6GHz的天線模型。加工出的實物天線如圖4所示。圖4新型寬帶雙套筒天線實物圖由圖5，新型寬帶雙套筒天線實測與仿真S11的對比曲線，可以看出，在S11<-10dB的條件下，測得該雙套筒天線的工作頻率范圍為0.783GHz~2.72GHz，即阻抗帶寬為3.47:1，相對帶寬為110.6%。其三個諧振點分別為1GHz，1.6GHz和2.5GHz。在VSWR<1.5的前提下，其工作頻率范圍為0.86GHz~2.07GHz，即阻抗帶寬為2.41:1，相對帶寬為82.6%。測試結果總結如表3所示。同時，由圖5可以看出，實測曲線與仿真曲線的變化趨勢是基本一致的，從而進一步證明了該天線結構可以拓展天線帶寬的正確性。

摘要超寬帶無線技術隨著向民用解禁正迅猛的發展，由于其信道衰落不敏感、發射信號功率譜密度低，系統復雜度低，功耗小，定位精度精確等諸多吸引人的優點，它將在無線通信、網絡、雷達系統、圖像處理和定位系統中得到廣泛的商業應用。

關鍵詞超寬帶(UWB)；脈沖無線電；IR；OFDM；DS-UWB

美國聯邦通信委員會FCC（FederalCommunicationsCommision）于2002年2月14日通過了一項曾經只應用于軍事和政府部門，現今可民用化的超寬帶UWB（UltraWideBand）無線通信技術。UWB完全迥異于其它無線技術，具有對信道衰落不敏感、發射信號功率譜密度低，系統復雜度低，功耗小，定位精度精確等優點。在無線通信、網絡、雷達系統、圖像處理和定位系統中都具有其它技術無法比擬的優點。它不用載波而采用時間間隔極短(小于1ns)的脈沖進行通信，因此也可稱作脈沖無線電(ImpulseRadio)，與二進制移相鍵控(BPSK)信號波形相比，超寬帶不采用余弦波進行載波調制而是發送間隔小于1ns的能量脈沖，因此它的帶寬極寬，高達數GHz，且由于頻譜的功率密度極小，它具有擴頻通信的特點。目前，為保障全球定位系統GPS，導航系統和軍事通信頻段，FCC限定UWB頻域在3.1至10.6GHz，且發射功率低于41dB。UWB向民用解禁后，我們更為關注的是它帶來的商業和民用價值。

1UWB的特點

⑴帶寬非常寬

UWB使用帶寬高達幾個GHz，頻率范圍從3.1GHz到10.6GHz。超寬帶系統容量大，不單獨占用現在已經擁擠不堪的頻率資源，而是共享其它無線技術所使用的頻段，這使得頻率資源日益緊張的今天有了實質性的緩解。