一种基于射频三极管的高斯脉冲发生器的设计

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1、万方数据第26卷第lO期2005年10月通信学报Joumal伽CommunicadonsVH．26No．10occober2005一种基于射频三极管的高斯脉冲发生器的设计杨峰1，薛泉2，陈志豪2(1．电子科技大学电子工程学院，四川成都610054；2．香港城市大学无线通信中心，中国香港)摘要：对一种电路简单、成本低廉且易于集成的高斯脉冲发生器进行了分析与设计。该发生器是通过一个微分电路将触发信号转变为含有正、负脉冲信号来驱动射频三极管的“开”与“关”，并通过电容的充、放电形成窄脉冲。测试结果显示该脉冲发生器能产生峰值电压为1．8v，脉冲宽度为0．8ns的高斯脉冲波形

2、，并与仿真结果吻合较好。该电路非常适合于MIC。关键词：超宽带；脉冲发生器；窄脉冲；射频三极管中图分类号：TN784+．1文献标识码：B文章编号：looO．436x(2005)10．0069．031h●●●●1J1●■JJJeSlgn0laSUDnonSeC0nnbaUUSlSanpUISe2eneratorbasedonthelⅫtransistorW心GFen91，XUEQuan2，CHANChi-ha02(1．SchoolofElecⅡonicEngi∞e血g，u即TC，CIlengdu610054，ClIina；2．wi叫essc咖unjcanonsRes咖

3、℃hCente‘c时u晌iV锄d1)rofHongK叩吕H∞gK伽gsAR)Abtr神t：Asimple如dlowcostsubnonsecondGaussi蚰pulsege∞删甜wasdevelopedusingRFtr锄sistor'chipresistors，柚dchipcapacitors．1hegenemtorutilizedadiffbrentialcircuittoconvertsignalf而mmeFPGAint0apairsofpositiVe锄dnegatiVepulses，whichwaS山enusedtocontmlme“on"aIld“of

4、f，’statesoftlleRF缸锄sistor'tllusgenemtinganul仃a-shortpulsemmughmecha玛inganddischargingofmecapacitor．Themeasuredresunsshowsmatou印utwavefolmhave0．8nspulseduration柏dmomth锄1．8Vfrom锄inputwaveof25MHzr印etitionrate．GoodagreementbetweentlIeIrleasured姐dcalculatedresultsisachieVed．Thiscircuitsissu

5、itableformicrowaveintegratedcircuits(MIC)．Keywords：ultra-widebaIld；pulsegenerator；ultra—shortpulse；RF咖nsistor1引言超宽带(UWB，ul仃a-wideballd)、窄脉冲技术有着广泛工程应用背景。因为窄脉冲具有非常宽的频谱，即包含有非常低的频率，也包含有非常高的频率。如应用于探地雷达可穿透较深的地层，同时又具有较高的分辨率。uwB雷达【u可用于探矿、探雷、铺路的评价和无损检测等领域。近年来，UwB通信【2】得到迅猛发展，与窄带通信相比具有：传输数据率高(可达几

6、十甚至上百兆比特每秒)；超低功率谱；系统电路简单；对其它通信系统干扰小；能有效抑制多径问题；低截获率等特点。它能在短距离中(如在大楼中)，尤其是在频谱拥挤的地方，能提供优质、高数据量和低成本的服务。UWB、窄脉冲发生器是UwB雷达和通信的关键部件之一。脉冲产生的方式很多，如利用火花隙产生高电压幅度的窄脉冲【3J。利用雪崩管的“雪崩”效应也能产生窄脉冲【4】。近年来，又提出用阶跃恢复二极管(SRD)与其它器件构成脉冲发生器15'61。文献【5]就是利用sRD与肖特二极管、场效应管和收稿日期：2005．05。17：修回日期：2005．09．05基金项目：自然科学基金一中

7、国工程物理研究院联合基金资助项目(10476005)；电子科技大学创新团队专项计划资助项目万方数据通信学报第f26卷短路线等构成脉冲发生器。它是利用SRD产生二个高斯脉冲依靠反向迭加来形成一个单脉冲，但是这种形式产生的脉冲宽度实际上被放大一倍。而文献【6】又对上述电路进行了改进，使得电路更加简单，形成的单脉冲形状也更理想些，但它仍然采用的是SIm与肖特二极管和短路线等相结合的模式。脉冲发生器性能的好坏不仅取决于管子，很大程度上还取决于短路线的选取，这对PCB板的加工提出了较高的要求。本文提出一种不同于上述参考文献的设计方案，即用普通的RF三极管来构成脉冲发生器的