論超寬帶脈沖的通信技術(shù)

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超寬帶脈沖通信系統(tǒng)主要包括三個(gè)部分：信號(hào)產(chǎn)生，信號(hào)調(diào)制和解調(diào)。

1信號(hào)產(chǎn)生

目前應(yīng)用最廣泛的是階躍恢復(fù)二極管（SRD），它能夠產(chǎn)生幅度為20V~200V，持續(xù)時(shí)間為60ps~200ps的窄脈沖，并且電路構(gòu)建簡(jiǎn)單，產(chǎn)生的窄脈沖在傳輸前能夠容易地整形成符合輻射掩蔽要求的超寬帶發(fā)射脈沖。所以在目前的工程中大量地使用。

2信號(hào)調(diào)制

超寬帶脈沖信號(hào)的調(diào)制方式一般采用脈沖相位調(diào)制（PPM）和PAM調(diào)制。PPM、PAM調(diào)制共同的優(yōu)點(diǎn)是可以通過(guò)非相干檢測(cè)恢復(fù)信息，還可以通過(guò)多個(gè)幅度調(diào)制或多個(gè)頻譜位置調(diào)制提高信息傳輸速率。然而隨著調(diào)制進(jìn)制的增加，PAM調(diào)制系統(tǒng)的誤碼率越來(lái)越大，性能越來(lái)越差，而PPM系統(tǒng)的性能卻很好，誤碼率很小，同時(shí)還能除去UWB頻譜的能量尖峰，使功率譜更加平坦。PPM調(diào)制在工程中較多使用。

3信號(hào)解調(diào)

超寬帶脈沖信號(hào)的解調(diào)包括脈沖監(jiān)測(cè)和解碼。主要是通過(guò)本地產(chǎn)生偽隨機(jī)碼窄脈沖信號(hào)和接收天線收到的脈沖信號(hào)進(jìn)行相關(guān)過(guò)程（主要是計(jì)數(shù)）。計(jì)數(shù)器對(duì)接收的信號(hào)計(jì)數(shù)，當(dāng)出現(xiàn)調(diào)制方式對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)值，即對(duì)應(yīng)著相應(yīng)的輸入信號(hào)值，再經(jīng)過(guò)平滑濾波、波形整形等處理，輸出數(shù)據(jù)信息，完成了信號(hào)解調(diào)。

超寬帶脈沖通信的應(yīng)用大致可分為三類：通信、雷達(dá)/監(jiān)聽(tīng)和跟蹤、定位。在通信方面，超寬帶通信設(shè)備支持高速低功耗數(shù)據(jù)鏈路，并且在抗多徑干擾機(jī)制上有獨(dú)到之處。可用于樓內(nèi)通信系統(tǒng)、室內(nèi)寬帶蜂窩電話、保密無(wú)線電和無(wú)線寬帶因特網(wǎng)接入等。在礦井巷道中，由于井下巷道四壁的凹凸不平，巷道壁的反射及折射帶來(lái)的復(fù)雜的多徑傳播，導(dǎo)致頻域上的頻率選擇性衰落[3]。超寬帶無(wú)線通信具有很好的抗多徑衰落能力，在這類受限空間內(nèi)有很廣泛的應(yīng)用。超寬帶脈沖通信技術(shù)還可用于可靠的通信組網(wǎng)。在公共安全領(lǐng)域，如大型體育館的內(nèi)勤活動(dòng)，民警在地鐵站、機(jī)場(chǎng)、車站的巡邏，消防隊(duì)員在建筑物內(nèi)的滅火行動(dòng)，災(zāi)難現(xiàn)場(chǎng)的救援處置等等，這些應(yīng)用領(lǐng)域均環(huán)境復(fù)雜，不通視，遮擋嚴(yán)重，反射多。通過(guò)超寬帶脈沖通信這種穩(wěn)定可靠、無(wú)死角的通信方式，指揮部門(mén)可以隨時(shí)動(dòng)態(tài)掌控一線警力和服務(wù)人員的分布狀況和位置信息，實(shí)現(xiàn)信息互通，方便指揮部門(mén)全面地了解一切動(dòng)態(tài)信息，隨時(shí)調(diào)整指揮方案和人員配置。超寬帶脈沖通信在雷達(dá)方面的應(yīng)用主要有：探地雷達(dá)、穿墻雷達(dá)、安全監(jiān)視、碰撞避免系統(tǒng)、道路及道路監(jiān)測(cè)雷達(dá)等。例如在穿墻雷達(dá)中，雷達(dá)天線發(fā)射窄脈沖信號(hào)，接收及其微弱的反射同步脈沖，測(cè)量時(shí)間差和脈沖形式，可以辨別出隱藏的物體或墻體后運(yùn)動(dòng)的物體，誤差只有1～2cm[4]。超寬帶脈沖通信在定位方面可以用來(lái)探測(cè)地雷，找出敵軍的地下工作室；也可制成成像雷達(dá)，尋找隱藏的敵人。在監(jiān)測(cè)查找地下金屬管道裂縫、探測(cè)高速公路地基等方面，超寬帶脈沖通信具有很高的定位精度和廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。

超寬帶無(wú)線通信系統(tǒng)的各種特點(diǎn)，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)無(wú)線電通信在軍事和民用上的不足。超寬帶無(wú)線通信系統(tǒng)在軍事、工業(yè)、公共安全等領(lǐng)域有著不可估量的巨大應(yīng)用潛力，相信在不久以后超寬帶無(wú)線通信設(shè)備將被應(yīng)用于人們生活的各個(gè)領(lǐng)域。（本文作者：李慧 單位：中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第二十七研究所）