一种超宽带脉冲信号发生器的设计1

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1、第26卷第10期通信学报Vol.26No.102005年10月JournalonCommunicationsOctober2005一种超宽带脉冲信号发生器的设计程勇，周月臣，程崇虎（南京邮电大学无线通信与电磁兼容实验室，江苏南京210003）摘要：介绍一种利用并联阶跃恢复二极管（SRD）产生超宽带窄脉冲信号的微带结构电路，该电路可产生宽度为1ns、重复周期为100MHz的窄脉冲信号，其峰值电压达10.44V。文章分析讨论了电路原理与设计方法，并重点研究了偏置电路与匹配电路的设计问题。测量结果显示该电路所产生的脉冲信号具有良好的波形，并且脉冲拖尾的振荡起伏很小，是一种适合于超宽带

2、通信系统的窄脉冲信号形成电路。关键词：脉冲信号发生器；超宽带；窄脉冲；阶跃恢复二极管中图分类号：TN914.2文献标识码：B文章编号：1000-436X(2005)10-0112-04Designofaultra-widebandpulsegeneratorCHENGYong,ZHOUYue-chen,CHENGChong-hu(LaboratoryofWirelessCommunicationandEMC,NanjingUniversityofPostsandTelecommunications,Nanjing210003,China)Abstract:Ashutstepre

3、coverydiode(SRD)pulsegeneratorwaspresented.Thecircuitwasfabricatedonmicrostripline.Anultra-shortpulsewhichdurationwasaroundintheorderof1ns,peak-peakvoltagewas10.44V,repetitionratewas100MHzwasachieved.Thedesignofthecircuitespeciallythetuningofthebasingandmatchingcircuitwasanalyzedanddiscussed

4、.Measuredresultsshowthatthewaveformofpulseisgood,andringinglevelislow.ThepulsegeneratorwillfindapplicationsinUWBcommunicationssystem.Keywords:pulsegenerator;ultra-wideband;ultra-shortpulse;steprecoverydiodes倍受关注的技术问题。从目前的研究现状来看，用1引言于超宽带通信的窄脉冲信号生成的方法主要有两超宽带通信技术是近年来业界一直十分关注的大类。一类是采用低功率CMOS电路来设

5、计生成脉热点。它通过将信息调制到持续时间为纳秒级或亚冲信号。文献[3,4]给出了采用这一方法产生高斯一[1]纳秒级的窄脉冲上来进行通信。由于脉冲很窄，阶导数和二阶导数的脉冲信号，文献[5]提出了产生因此在频谱上占据几个吉赫兹的频带宽度。根据高斯五阶导数的CMOS脉冲生成电路的仿真结果，FCC的规定，用于超宽带通信的频带宽度达文献[6]介绍的是用CMOS电路将一个阶梯信号经7.5GHz。超宽带通信相对于传统的连续波通信具有过四次时延，倒相生成高斯脉冲的仿真结果。另一发射功率较低、对现有的通信系统干扰小的优点，类产生窄脉冲信号的方法是采用阶跃恢复二极管在当今频谱十分拥挤的情况下是一

6、项前景很被看（SRD）与场效应管，肖特基二极管或是与PIN管好的新的通信方式。它非常适合于短距离高速率的组合构成的电路。文献[7,8]所给出的是用一个正弦[2]数据通信。在超宽带通信的各项关键技术中，窄波信号激励一个串联阶跃恢复二极管生成脉冲信脉冲信号的形成电路一直是射频电路研究领域的号，再通过肖特基二极管整形电路，经宽带放大器收稿日期：2005-06-07；修回日期：2005-08-31基金项目：国家自然科学基金重点项目(项目批准号60432040，60572024)第10期程勇等：一种超宽带脉冲信号发生器的设计·113·放大生成一个重复频率为10MHz、峰峰值电压为度过小。

7、我们选取的阶跃恢复二极管管的型号为2V、宽度为300ps的高斯脉冲信号。文献[9]介绍了WY411C，其参数如下：反向击穿电压VBR=53V，一种先经串联的阶跃恢复二极管产生脉冲信号，再少子寿命τ＝64ns，储存时间tst=130ps，反向电容通过并联不同电长度的短路线实现脉冲宽度可调Cj(−6v)=2.0pf。整的脉冲信号产生电路。以上电路所形成的脉冲信号的重复频率都不高，均不超过10MHz，特别是用CMOS电路实现的结果一般为1MHz，显然无法满足高速数据通信的要求。并且输出电压幅度都不