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)主要包括三個部分：信號產(chǎn)生，信號調(diào)制和解調(diào)。

1信號產(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)時間為60ps~200ps的窄脈沖，并且電路構(gòu)建簡單，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信號調(diào)制

超寬帶脈沖信號的調(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)點是可以通過非相干檢測恢復(fù)信息，還可以通過多個幅度調(diào)制或多個頻譜位置調(diào)制提高信息傳輸速率。然而隨著調(diào)制進制的增加，PAM調(diào)制系統(tǒng)的誤碼率越來越大，性能越來越差，而PPM系統(tǒng)的性能卻很好，誤碼率很小，同時還能除去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信號解調(diào)

超寬帶脈沖信號的解調(diào)包括脈沖監(jiān)測和解碼。主要是通過本地產(chǎn)生偽隨機碼窄脈沖信號和接收天線收到的脈沖信號進行相關(guān)過程（主要是計數(shù)）。計數(shù)器對接收的信號計數(shù)，當(dāng)出現(xiàn)調(diào)制方式對應(yīng)的計數(shù)值，即對應(yīng)著相應(yīng)的輸入信號值，再經(jīng)過平滑濾波、波形整形等處理，輸出數(shù)據(jù)信息，完成了信號解調(diào)。

超寬帶脈沖通信的應(yīng)用大致可分為三類：通信、雷達/監(jiān)聽和跟蹤、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制上有獨到之處?？捎糜跇莾?nèi)通信系統(tǒng)、室內(nèi)寬帶蜂窩電話、保密無線電和無線寬帶因特網(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，民警在地鐵站、機場、車站的巡邏，消防隊員在建筑物內(nèi)的滅火行動，災(zāi)難現(xiàn)場的救援處置等等，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。通過超寬帶脈沖通信這種穩(wěn)定可靠、無死角的通信方式，指揮部門可以隨時動態(tài)掌控一線警力和服務(wù)人員的分布狀況和位置信息，實現(xiàn)信息互通，方便指揮部門全面地了解一切動態(tài)信息，隨時調(diào)整指揮方案和人員配置。超寬帶脈沖通信在雷達方面的應(yīng)用主要有：探地雷達、穿墻雷達、安全監(jiān)視、碰撞避免系統(tǒng)、道路及道路監(jiān)測雷達等。例如在穿墻雷達中，雷達天線發(fā)射窄脈沖信號，接收及其微弱的反射同步脈沖，測量時間差和脈沖形式，可以辨別出隱藏的物體或墻體后運動的物體，誤差只有1～2cm[4]。超寬帶脈沖通信在定位方面可以用來探測地雷，找出敵軍的地下工作室；也可制成成像雷達，尋找隱藏的敵人。在監(jiān)測查找地下金屬管道裂縫、探測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。

超寬帶無線通信系統(tǒng)的各種特點，彌補了傳統(tǒng)無線電通信在軍事和民用上的不足。超寬帶無線通信系統(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線通信設(shè)備將被應(yīng)用于人們生活的各個領(lǐng)域。（本文作者：李慧 單位：中國電子科技集團公司第二十七研究所）