第二章UWB信号源产生精要.ppt

超宽带电子学及应用超宽带电子学及应用授课教师: 杨宏春第2 章 UWB 信号的产生 UWB 信号的定义(1) 1990 年美国军方定义相对带宽(Fractional Bandwidth) 不小于 25% 的任何波形。 25 .0 )(2?????? c lhlh lhwf ffff ffB () B w表示信号相对带宽; f h表示信号高频端频率; f l 表示信号低频端频率; f c表示信号中心频率(2) FCC 定义?最大电平的-10 dB 带宽不小于 500 MHz ; ?最大电平的-20 dB 带宽需在 - GHz 范围内; ?最大电平允许的功率密度应不大于- dBm /MHz 。其它地区定义?新加坡 UWB 友好社区最大功率谱密度- dBm /MHz ; ?欧洲,最大功率谱密度为- dBm /MHz 讨论? UWB 信号是从带宽角度定义的,可以由多种方式实现?冲激无线电(IR , Impulse Radio) 或脉冲无线电(Pulse Radio) 信号幅度的衰减倍数?????????? b ax x log 20 dB () 信号功率衰减倍数?????????? b ap p log 10 dB () ?????????3 10 log 10 dBm p () 计算 UWB 信号满足 FCC 规范的最大辐射功率解: 如 UWB 信号在频带范围内都以最大功率谱密度辐射,则对应了 UWB 信号所允许携带的最大能量- dBm 对应的功率谱密度为 6 10 /3. 41 3 max 10 10 10 ????p ( dBm /Hz) 用上式替换平均功率定义中的 F 2(f)可得 55 .210 d01 log 10 6 10 - EIRP 99???????????????fp ( dBm ) 换算为以 W 为单位,即 mW 典型的 UWB 信号理想的 UWB 脉冲波形 0d)(??????ttf () 各阶高斯脉冲信号用U i(t)、T i分别表示第“i”阶高斯脉冲的时域波形函数及脉宽????????????????????????????????????????????????????????? 24 4 24 4 24 2404 23 3 23 230 33 22 2 220 222 21 1 210 2/111 20 0 200010 210 ) exp( )412 3(3 1)( 626) exp( )23(2 63 exp 639 )( 6) exp( 21)( 2) exp( 2)( 2 ln4 ) exp( )(T tttUtU T tttU tU T tUttU T ttUetU T tUtU????????????????() 如果以高斯脉冲的半峰值脉宽 T 0为标准,则 U 0i(t)和T 0i可写为??????????????????????????????????????????????????????? 00 04 2422004 00 03 220 03 00 02 20 202 00 01 20 2/101 0 20002 ln2 10 210 ) exp( )412 3(3 1)( 2 ln2 63) exp( )23(2 63 exp 639 )( 2 ln2 6) exp( )21()( 2 ln2 ) exp( 2)( 2 ln2) exp( )(TTtttUtU TTtttU tU TTtUttU TTttUetU T tUtU????????????() U i(t)和U 0i(t) 式作傅里叶频谱分析????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????4 4 4 2424 204 3 3 3 232/33 03 2 2 2 222 02 1 1 1 21 2101 0 20010 544 exp 64 )( 63922,1,0,2 π)12(i exp 4 exp 66 1)( 62 4 exp 4 )( 22,1,0,2 π)12(i exp 4 exp 2 )( 4 exp )(T eUF T k ke UF T eUF T k keUF UF????????????????????????????() 式作傅里叶频谱分析??????????????