脉冲超宽带收发机前端设计

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1、硕ri：学位论文摘要脉冲超宽带(IR．UWB)通信技术是一种新颖的通信技术，具有传输速率高、抗多径能力强、功耗低、成本低、穿透能力强、截获概率低、与现有其他无线通信系统共享频谱等特点，现在已广泛地应用于高精度定位、雷达成像、地下探测、高速多媒体无线通信、无线传感器网络及医学应用等领域，具有广泛的应用前景和重要的理论研究价值。脉冲超宽带技术由于其系统结构简单、易于集成，并且具有探测和定位等潜在能力，备受学术界的关注。本文首先介绍了脉冲超宽带发射机和接收机的研究现状和意义；然后对超宽带技术作了较为全面的回顾；分析了脉冲超宽带系统的原理

2、及脉冲脉冲超宽带系统收发机与载波通信系统收发机的差异；阐述了脉冲的产生和调制，对比分析了目前几种主要接收机结构的优点与不足。在此基础上，研究脉冲信号的产生和检测技术。本文的主要的研究内容和创新工作如下：(1)本文分析了高斯脉冲的波形和频谱特性，提出了一个能应用于脉冲超宽带通信系统的阶数可选、脉冲幅度可调的的高斯脉冲发生器，该脉冲发生器的脉冲重复频率最高达150MHz：为了满足高速通信的需要，提出了一个结构简单、性能优越的CMOS二阶高斯脉冲发生器，脉冲重复频率高达lGHz。(2)提出了一个新颖的基于双反馈电流复用结构的超宽带LNA

3、，在2～12GHz频带范围内，增益为15．6±1．4dB，输入、输出回波损耗分别低于一lO．4和．11．5dB，噪声系数(NF)低于3dB(最小值为1．96dB)，三阶交调点IIP3为．12dBm，性能优越，满足超宽带系统的要求。(3)采用基于电流镜技术的包络检波器，对多脉冲调制的信号进行检测，仿真表明，包络检波器能较好地检测出DS．OOK信号的包络，即将脉冲携带的信息从射频信号中提取出来。(4)对多脉冲包络检测接收机前端电路进行了级联仿真，仿真结果表明，接收机能放大和检测DS—OOK和DS．PAM信号，并具有较好的检测效果。关键

4、词：脉冲超宽带；收发机；脉冲发生器；低噪声放大器；包络检波器Ⅱ脉冲超宽带收发机前端设计AbstractAsaninnoVatiVewirelesscommucationstechn0109y，ImpulseRadioUltra—Wideband(IR·UWB)wirelesscommunicationhaslotsofadVantagessuchashightransmissionrate，anti-multipathability，lowpowerconsumption，lowcost，strongpenetrationabi“

5、ty，lowinterceptprobability，andcansharesspectrumwithotherwirelesscommunicationsystemsandsoon．Nowadays，ithasbeenwidelyappliedinprecisepositioning，radarimaging，undergrounddetection，high-speedmultimediawirelesscommunications，wirelesssensornetworksandmedicine，etc．Anditposs

6、esseswideapplicationprospectandimportanttheoreticalresearchvalue．ImpulseRadioUltra·Widebandhasgetmuchattentionfromtheresearchersbecauseofitssimplestructure，easyintegratedsystem，andthepotentialabilitytodetectand10cate．Thispaperfirstlyintroducesthecurrentresearchcircums

7、tanceofimpulseradioultra—widebandtransmitterandreceiVer，andexpoundsthesignificanceofthestudy．ThenreViewdstheultra-widebandtechnologyconlprehensiVely，andanalyzestheprincipleoftheimpulseradioultra—widebandsystemsandthedif佗rencesoftransceiVersbetweenimpulseradioultra-wid

8、ebandsystemsandcarriercommunicationsystems，describesthegenerationandmodulationofpulse，analyzestheadVantagesanddisadVantageso