超宽带无线通信技术的基本概念有哪些?
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发布时间：2022-04-23 22:29
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时间：2023-10-14 18:38
UWB的名称来源于可在非常宽的带宽，即超宽带的带宽上传输信号。所谓超宽带的带宽，按美国联邦通信委员会(FCC)的定义，即是：比中心频率高25%或者是大于1.5 GHz的带宽。举个例子来说，对于一个中心频率在4 GHz的信号将跨越从3.5 GHz(或更低)至4.5GHz(或更高)的范围才能称得上是一个UWB信号。UWB无线系统的关键技术主要包括：产生脉冲信号串(发送源)的方法，脉冲串的调制方法，适用于UWB有效的天线设计方法及接收机的设计方法等。
1 UWB脉冲信号的产生
从本质上讲，产生极短脉冲宽度(ns级)的信号源是研究UWB技术基本的前提条件，例如单个无载波窄脉冲信号，有两个突出的特点：一是激励信号的波形为具有陡峭前沿的单个短脉冲;二是激励信号包括很宽的频谱，从直流(DC)到微波波段。目前产生脉冲源的方法有两类：
(1)光电方法，基本原理是利用光导开关导通瞬间的陡峭上升沿获得脉冲信号。由于作为激发源的激光脉冲信号可以有很陡的前沿，所以得到的脉冲宽度可达到ps(10-12)量级。另外，由于光导开关是采用集成方法制成的，可以获得很好的一致性，因此是最有发展前景的一种方法。
(2)电子方法，基本原理是对半导体PN结反向加电，使其达到雪崩状态，并在导通的瞬间，取陡峭的上升沿作为脉冲信号。这种方案目前应用得最广泛，缺点是：由于采用电脉冲信号作为触发，其前沿较宽，触发精度受到*，特别是在要求精确控制脉冲发生时间的场合，达不到控制的精度。另外，由于受晶体管耐压特性的*，这种方法一般只能产生几十伏到上百伏的脉冲，当然，脉冲宽度还可以达1 ns以下。典型的UWB脉冲信号时域波形和频域波形。
冲激脉冲通常采用高斯单周期脉冲，宽度在ns级，具有很宽的频谱。实际通信中使用的是一长串的脉冲，由于时域中的信号有重复周期性，将会造成频谱离散化，对传统无线电设备和信号产生干扰，需要通过适当的信号调整来降低这种干扰的影响。
