摘 要：首先介紹了UWB成形脈沖的算法，然后基于Hermite矩陣和Chirp信號(hào)得到了UWB的成形脈沖。在對(duì)Chirp脈沖的帶寬、中心頻率等性能參數(shù)比較分析的基礎(chǔ)上，將若干個(gè)Chirp脈沖信號(hào)進(jìn)行線性疊加，通過仿真結(jié)果表明，隨之產(chǎn)生的脈沖信號(hào)不僅滿足FCC對(duì)UWB脈沖信號(hào)輻射功率要求，而且其脈沖信號(hào)的頻譜利用率也很高，同時(shí)還能有效抑制對(duì)其他窄帶系統(tǒng)的干擾。
關(guān)鍵詞：超寬帶；成形脈沖；功率譜密度；Chirp信號(hào)；組合波形

UWB是一種無載波通信技術(shù)，利用納秒至亞納秒級(jí)的非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據(jù)，所占頻譜范圍很寬，適用于高速、近距離的個(gè)人無線通信。脈沖波形設(shè)計(jì)是關(guān)系到UWB系統(tǒng)性能的關(guān)鍵因素。傳統(tǒng)的UWB信號(hào)載體主要有方波脈沖、高斯脈沖、Hermite脈沖和正交橢球波函數(shù)等。隨著聲表面波器件(SAW)的發(fā)展，可由低成本、低功耗、低復(fù)雜度的聲表面波濾波器利用脈沖壓縮技術(shù)產(chǎn)生和檢測(cè)線性調(diào)頻信號(hào)(Chirp)。由于Chirp脈沖具有良好的自相關(guān)性以及匹配濾波后尖銳的時(shí)域特性信號(hào)，并且其頻譜能夠滿足美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)(FCC)對(duì)超寬帶輻射掩蔽的限制，具有較高的頻譜利用率，故可適當(dāng)提高其帶寬來提高傳輸距離和傳輸速率。本文先介紹Chirp脈沖波形的性能參數(shù)對(duì)脈沖頻譜的影響，然后將Chirp脈沖信號(hào)線性疊加，得到寬頻的短時(shí)脈沖信號(hào)，該脈沖信號(hào)可以提高頻譜利用率。

l UWB成形脈沖算法
2002年4月，F(xiàn)CC修正了“超寬帶”定義，并通過了超寬帶技術(shù)在限制功率輻射條件下的商用許可，為超寬帶通信劃定的頻譜范圍為3．1～10．6 GHz。設(shè)計(jì)UWB的脈沖波形除了要滿足室內(nèi)和室外UWB系統(tǒng)的發(fā)射功率譜密度要求，并且還要盡可能地使得頻譜利用率最大。設(shè)成形脈沖信號(hào)為ψ(t)，則相當(dāng)于其經(jīng)過沖擊響應(yīng)為h(t)，頻率響應(yīng)為H(f)的系統(tǒng)后，使其頻譜盡可能大地分布在FCC規(guī)定的頻譜限制范圍內(nèi)。定義成形脈沖信號(hào)的脈沖寬度為Tm，則：

其離散的表達(dá)式為： 式中，N為對(duì)h(t)在時(shí)間Tm內(nèi)的采樣點(diǎn)數(shù)。 將上面公式展開，可得到如下矩陣關(guān)系式： 可以看出，矩陣H為Hermite矩陣，所要求的成形脈沖ψ與衰減因子λ即可由H的特征向量與特征值矩陣獲得。由于H為Hermite矩陣，因此所求得的特征向量組為線性無關(guān)的正交向量組，并且特征值為實(shí)數(shù)，因此成形脈沖之間不相關(guān)。 由于Chirp信號(hào)具有時(shí)間帶寬積大、旁瓣低的特點(diǎn)，為了應(yīng)用Chirp信號(hào)作為成形脈沖的基函數(shù)，可以將其作為系統(tǒng)的沖擊響應(yīng)h(t)，并令相應(yīng)的帶寬為3．1～10．6 GHz，則其時(shí)域表達(dá)式為： 其中k=π（fu-fl）/Tm，fu=10.6GHz，fl=3.1GHz，k為線性調(diào)頻率，其帶寬B=kt，然后根據(jù)式(5)就可以得到UWB信號(hào)的成形脈沖。 2 仿真結(jié)果 利用上述理論，利用式(5)產(chǎn)生Chirp信號(hào)，后將其作為系統(tǒng)的沖擊響應(yīng)，再構(gòu)造式(4)的Hermite矩陣H，并由此計(jì)算相應(yīng)的特征向量甲，得到所需要的成形脈沖。設(shè)脈沖采樣點(diǎn)數(shù)N=1 024，脈沖持續(xù)時(shí)間Tm=10 ns，成形脈沖的仿真結(jié)果如圖1，圖2所示。圖1是在固定中心頻率f0=6．85 GHz，帶寬B不斷變化時(shí)的時(shí)域、頻域圖。從圖1(a)上可以看出隨著波形帶寬的不斷增大，其時(shí)域波形越來越窄；圖1(b)明顯地表示了各個(gè)不同帶寬的波形的功率譜密度。 上一頁 1 2 下一頁 關(guān)鍵詞： 方法 設(shè)計(jì) 波形 脈沖 寬帶 評(píng)論 我來說兩句…… 驗(yàn)證碼： 相關(guān)推薦 數(shù)字功放設(shè)計(jì) 資源下載 功放 數(shù)字功放 設(shè)計(jì) | 2007-12-24 新思科技推出全新DesignDash設(shè)計(jì)優(yōu)化解決方案,開啟更智能的SoC設(shè)計(jì)新時(shí)代 EDA/PCB SoC 設(shè)計(jì) 新思科技 DesignDash | 2022-06-02 MOS管驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) MOS管 驅(qū)動(dòng) 電路 設(shè)計(jì) | 2023-09-30 功率可擴(kuò)展的V2G充放電系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn) 電源與新能源 202208 V2G 充電樁 功率 擴(kuò)展 設(shè)計(jì) | 2022-08-19 寬帶Difet運(yùn)算放大電路OPA606 設(shè)計(jì)方案 寬帶 Difet 運(yùn)算 放大 電路 OPA606 | 2009-07-06 數(shù)字示波器的使用方法 視頻 數(shù)字示波器 使用 方法 | 2013-12-26 一種數(shù)字接收機(jī)的設(shè)計(jì) 資源下載 接收機(jī) 數(shù)字接收機(jī) 設(shè)計(jì) | 2007-12-22 按鍵脈沖復(fù)位電路 設(shè)計(jì)方案 按鍵 脈沖 復(fù)位 電路 | 2009-07-06 DSP虛擬I2C總線軟件包的設(shè)計(jì)及應(yīng)用實(shí)例 hpnet | 2002-05-17 [新書介紹]: 嵌入式計(jì)算系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理(老站轉(zhuǎn)) amine | 2002-05-16 擴(kuò)展輸出幅度的兩種方法 設(shè)計(jì)方案 擴(kuò)展 輸出 幅度 兩種 方法 | 2009-07-06 一種60Hz脈沖發(fā)生電路 資源下載 脈沖 發(fā)生電路 60Hz | 2007-12-25 基于信號(hào)完整性分析的高速數(shù)字PCB的設(shè)計(jì)方法 hpnet | 2002-06-05 西門子推出 Solido IP 驗(yàn)證套件，為下一代 IC 設(shè)計(jì)提供端到端的芯片質(zhì)量保證 EDA/PCB 西門子 Solido IP IC設(shè)計(jì) IC 設(shè)計(jì) | 2024-05-23 消費(fèi)總線電力線接口電路的設(shè)計(jì) 資源下載 消費(fèi)總線 電力線 接口電路 設(shè)計(jì) | 2007-12-25 Internet網(wǎng)的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)(老站轉(zhuǎn)) amine | 2002-05-28 晶圓廠貨源多元布局，代工報(bào)價(jià)面臨壓力 EDA/PCB 晶圓代工 IC 設(shè)計(jì) | 2023-03-13 蘋果與前首席設(shè)計(jì)官Jony Ive徹底分手 結(jié)束30年合作關(guān)系 蘋果 設(shè)計(jì) Jony Ive | 2022-07-14 數(shù)字搶答器設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)方案 數(shù)字 搶答 設(shè)計(jì) | 2009-07-06 一種C波段寬帶正交模耦合器設(shè)計(jì) 模擬技術(shù) 202304 正交模耦合器 Boifot結(jié)構(gòu) C波段 寬帶 | 2023-05-08 利用PIC24F Curiosity開發(fā)板簡(jiǎn)化設(shè)計(jì) 視頻 microchip 開發(fā)板 設(shè)計(jì) PIC24F | 2018-01-18 CNTTR通信電源勘察、設(shè)計(jì)培訓(xùn).rar 資源下載 CNTTR 通信電源 勘察、設(shè)計(jì) | 2007-12-16 用二極管和晶體管構(gòu)成的邏輯電路及其工作波形 設(shè)計(jì)方案 二極管 晶體管 構(gòu)成 邏輯 電路 及其 工作 波形 | 2009-07-06 MOS管驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)，如何讓MOS管快速開啟和關(guān)閉？ MOS管 驅(qū)動(dòng)電路 設(shè)計(jì) | 2023-04-18 用點(diǎn)亮LED舉例，說明嵌入式軟件分層設(shè)計(jì)的思想 嵌入式 LED 軟件 設(shè)計(jì) | 2024-02-29 嵌入式Web視頻點(diǎn)播系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法 jackwang | 2002-05-29 PCB設(shè)計(jì)的EMC考慮 EDA/PCB PCB EMC 設(shè)計(jì) | 2024-05-31 上一篇：基于SyStemView虛擬通信實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用 下一篇：RFID醫(yī)療管理系統(tǒng)之母嬰識(shí)別系統(tǒng) 技術(shù)專區(qū) FPGA DSP MCU 示波器 步進(jìn)電機(jī) Zigbee LabVIEW Arduino RFID NFC STM32 Protel GPS MSP430 Multisim 濾波器 CAN總線 開關(guān)電源 單片機(jī) PCB USB ARM CPLD 連接器 MEMS CMOS MIPS EMC EDA ROM 陀螺儀 VHDL 比較器 Verilog 穩(wěn)壓電源 RAM AVR 傳感器 可控硅 IGBT 嵌入式開發(fā) 逆變器 Quartus RS-232 Cyclone 電位器 電機(jī)控制 藍(lán)牙 PLC PWM 汽車電子 轉(zhuǎn)換器 電源管理 信號(hào)放大器 關(guān)閉