UWB超宽带

超宽带信号应用综述

控制科学与工程系 孙豫斌

摘要：超宽带（UWB）信号因其硬件实现及信号处理面临的困难，自提出以来，仅在军事应用领域和学术上被研究。随着近年来软硬件技术的发展尤其是高速计算机技术的发展，使得对UWB信号的数值化处理成为可能。从2002年美国FCC（联邦通信委员会）专门划分民用超宽带信号频段后，UWB信号因为其占据很宽的频谱范围，因具有高距离分辨率、强穿透力及携带目标体信息量大等优点，在通信、雷达、地下目标识别、穿墙探测、生物医学成像、遥感、无损检测等众多领域里受到日益关注。本文拟对UWB信号在通信、雷达等方面的应用原理、数据处理方法以及当前的研究热点进行简要介绍，以方便从事研究的人员对UWB信号建立概要认识。

一、超宽带信号的定义及超宽带系统的实现

超宽带(UltraWideBand，UWB)电磁脉冲技术出现于上世纪60年代，在对原子弹爆炸中产生的“电磁炸弹”的研究中，逐渐发展了对瞬态电磁场的研究。美国军方于1990年针对常用的窄带信号、宽带信号首先明确提出了超宽带信号的概念，其对UWB信号的定义是信号的相对带宽（Fractional Bandwidth）大于25%的任意信号,即：（fH-fL）/FC≥25%。2002年4月

超宽带信号应用综述

控制科学与工程系 孙豫斌

摘要：超宽带（UWB）信号因其硬件实现及信号处理面临的困难，自提出以来，仅在军事应用领域和学术上被研究。随着近年来软硬件技术的发展尤其是高速计算机技术的发展，使得对UWB信号的数值化处理成为可能。从2002年美国FCC（联邦通信委员会）专门划分民用超宽带信号频段后，UWB信号因为其占据很宽的频谱范围，因具有高距离分辨率、强穿透力及携带目标体信息量大等优点，在通信、雷达、地下目标识别、穿墙探测、生物医学成像、遥感、无损检测等众多领域里受到日益关注。本文拟对UWB信号在通信、雷达等方面的应用原理、数据处理方法以及当前的研究热点进行简要介绍，以方便从事研究的人员对UWB信号建立概要认识。

一、超宽带信号的定义及超宽带系统的实现

超宽带(UltraWideBand，UWB)电磁脉冲技术出现于上世纪60年代，在对原子弹爆炸中产生的“电磁炸弹”的研究中，逐渐发展了对瞬态电磁场的研究。美国军方于1990年针对常用的窄带信号、宽带信号首先明确提出了超宽带信号的概念，其对UWB信号的定义是信号的相对带宽（Fractional Bandwidth）大于25%的任意信号,即：（fH-fL）/FC≥25%。2002年4月

360市场研究网 www.shichang360.com 超宽带（UWB）通信设备制造项目创业板IPO上市咨询（2014年最新政策依据+募投可研+细分市场精确调查）综合解决方案 北京博思远略咨询有限公司IPO事业部 二零一三年 1 360市场研究网 www.shichang360.com

目录

第一部分 超宽带（UWB）通信设备制造项目创业板IPO上市审查要点分析 ... 4

一、2014年创业板最新审核政策分析 ......................................................................... 4 二、专业机构在企业IPO上市过程中主要作用 ........................................................ 5 第二部分 超宽带（UWB）通信设备制造项目细分市场（行业研究）调查解决方案 ...............................................................................

超宽带雷达用于人体探测,在大规模城区巷战、反恐斗争和灾害救援等方面有着广阔的应用前景.传统的超宽带成像算法在识别能力及计算效率上已不能满足要求.本文针对运动人体目标场景建立系统模型,将人体运动等效为天线移动扫描,基于快速SEABED成像算法提出一种用于超宽带雷达的动目标跟踪成像算法.仿真与实验结果验证了算法的有效性和可行性,该算法对系统硬件要求低,实时性好,准确度

第 3期2 1年 3月 01

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基于超宽带雷达的运动人体目标跟踪成像算法黄琼一吴世有孟升卫，,,一陈洁方广有，(. 1上海航天技术研究院 82, 0所上海 20 9; . 000 2中国科学院电子学研究所，北京 109; . 0 10 3哈尔滨工业大学，哈尔滨 10 8 ) 506

摘

要：超宽带雷达用于人体探测， 在大规模城区巷战、反恐斗争和灾害救援等方面有着广阔的应用前景 .传统

的超宽带成像算法在识别能力及计算效率上已不能满足要求 .本文针对运动人体目标场景建立系统模型，将人体运动等效为天线移动扫描，基于快速 S A E E B D成像算法提出一种用于超

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王全民，等：用于超宽带引信目标回波模拟的窄脉冲电路设计１１９

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图４超宽带滤波器结构

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图５ＬＰＳ和ＢＰＳ的Ｓ参数仿真曲线

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图６超宽带滤波器ｓ参数仿真曲线

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图２的窄脉冲产生电路在ＦＲ４材质的电路板上实现，其厚度１．６ｍｍ，介电常数４．３，导体厚度０．０３ｍｍ，介电损耗ｌｅ一４。电路的激励源是一个峰峰值５Ｖ，频率２０ＭＨｚ的正弦信号源。图４所示的

2012 International Conference on Solid State Devices and Materials Science

Ultra-Wideband Low-Noise Amplifier

Kaizhuo Lei, Jiao Su, Jintao Shang, Quanshun Cui and Haibo Yang

College of Marine Engineering Northwestern Polytechnical University Xi’an, Shaanxi Province, China 710072

Abstract

Ultra-Wideband (UWB) Low-Noise Amplifier (LNA) is an essential part of the digital TV and UWB signalprocessor, but what makes it hard to design is the comprehensive consideration of bandwidth, noise and gain controlperformance. A new solut

摘要

摘要

在2002年2月，美国联邦通信委员会（Federal Communications Committee, FCC）批准将3.1GHz-10.6GHz这一频带作为超宽带通信所用，这一举措对超宽带技术的发展起到了积极的推动作用，并在学术界和工业领域引起了广泛的研究兴趣。超宽带技术解决了困扰传统无线技术多年的有关传播方面的重大难题，它具有对信道衰落不敏感、发射信号功率谱密度低、低截获能力、系统复杂度低、能提供数厘米的定位精度等优点。超宽带滤波器是超宽带通信系统中非常重要的一个器件。根据FCC的技术规范来设计一个具有良好带内及带外特性的超宽带滤波器是一个很大的挑战。

基于微带线的超宽带滤波器受到人们的广泛关注。在微波通信电路中，微带线是应用最为广泛传输线之一，因其具有易于加工、成本低、体积小、可大批量印刷生产等优点而被广泛应用于功分器、滤波器、天线等微波器件的设计加工中。目前人们针对基于微带线的超宽带滤波器开展了相关研究。提出了一些设计方法，例如，基于多模谐振器的设计方法及基于复合开裂环谐振器的方法等等。

本文主要针对基于多模谐振器的超宽带滤波器开展研究。探索了一种多枝节加载的多模谐振器。仿真分析表明，该谐振器具有六个模式。在此基础之上，

摘要

摘要

在2002年2月，美国联邦通信委员会（Federal Communications Committee, FCC）批准将3.1GHz-10.6GHz这一频带作为超宽带通信所用，这一举措对超宽带技术的发展起到了积极的推动作用，并在学术界和工业领域引起了广泛的研究兴趣。超宽带技术解决了困扰传统无线技术多年的有关传播方面的重大难题，它具有对信道衰落不敏感、发射信号功率谱密度低、低截获能力、系统复杂度低、能提供数厘米的定位精度等优点。超宽带滤波器是超宽带通信系统中非常重要的一个器件。根据FCC的技术规范来设计一个具有良好带内及带外特性的超宽带滤波器是一个很大的挑战。

基于微带线的超宽带滤波器受到人们的广泛关注。在微波通信电路中，微带线是应用最为广泛传输线之一，因其具有易于加工、成本低、体积小、可大批量印刷生产等优点而被广泛应用于功分器、滤波器、天线等微波器件的设计加工中。目前人们针对基于微带线的超宽带滤波器开展了相关研究。提出了一些设计方法，例如，基于多模谐振器的设计方法及基于复合开裂环谐振器的方法等等。

本文主要针对基于多模谐振器的超宽带滤波器开展研究。探索了一种多枝节加载的多模谐振器。仿真分析表明，该谐振器具有六个模式。在此基础之上，

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一种叉指型超宽带多路功分器的设计和研究

作者：樊永山 王朱丹等

来源：《现代电子技术》2013年第07期

摘 要： 提出了一款一分三路的超宽带微带功分器，适用于通信频段3.1～10.7 GHz。为增强耦合强度，该功分器采用了叉指型微带三线耦合结构。结果表明，在尺寸接近的情况下，叉指型耦合可以获得更大的带宽。利用电磁仿真软件分析了该功分器性能，并给出了仿真和实物加工图，有效地验证了该设计方法。整个功分器的面积为32.7 mm×30 mm，由于采用表面印刷结构，使得功分器成本低廉、易于批量生产。

关键词： 超宽带功分器； 叉指型微带三线耦合结构； 电磁仿真软件； 印刷结构 中图分类号： TN92?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2013）07?0080?03 0 引 言

近年来，微波技术的不断发展使得毫米波频段的开发受到越来越多的关注。在毫米波通信、雷达、电子对抗系统中，无源微波器件已得到广泛的应用。特别是其小型化、低剖面、易于和微波电路集成的优点已经获得国内外学者广泛关注[1?2]。

超宽带及其应用

超宽带技术的最初形式为脉冲无线通信，起源于20世纪40年代，从其出现到20世纪90年代之前，UWB技术主要作为军事技术在雷达和低截获率、低侦侧率等通信设备中使用。近年来，随着微电子器件的技术和工艺的提高，UWB技术开始应用于民用领域。超宽带通信是一种不用载波，而通过对具有很陡上升和下降时间的脉冲进行调制(通常，脉冲宽度在0.20-1.5ns之间)的一种通信，也称为脉冲无线电(Impulse Radio).时域(Time Domain)或无载波(Carrier Free)通信。它具有GHz量级的带宽，并因其发射能量相当小，因此可能在不占用现在已经拥挤不堪频率资源的情况下带来一种全新的语音及数据通信方式。

超宽带要求相对带宽[4]比高出20%或者绝对带宽大于0.5GHz，其传输速率可超过100Mbps，具有这样特性的系统称为UWB系统。

图1.1 超宽带频谱图

UWB由于占有带宽达到数GHz，即使传送路径特性良好也会产生失真，但其具有以下的优点，使得UWB仍然倍受重视。

1、 抗干扰性能强：UWB采用跳时扩频信号，系统具有较大的处理增益，在发射时将微弱的无线电脉冲信号分散在宽阔的频带中，输出功率甚至低于普通设备产生的噪声。接