[发明专利]基于无载波脉冲超宽带有源定位标签的通信装置

说明书

技术领域

本发明涉及超宽带无线通信领域，具体涉及一种基于无载波脉冲超宽带有源定位标签的通信装置。

背景技术

超宽带技术是一种采用亚纳秒级窄脉冲信号进行数据通信的无线基带传输技术，由于其具有高速率，低功耗和低成本等优点，使其在精确定位、探地雷达、无损检测等诸多领域有着光明的应用前景。

目前超宽带无线通信的实现方案主要有无载波脉冲方案、单载波DS-CDMA方案和MB-TFI-OFDM方案。其中后两种方案频谱利用率高，系统性能也较稳定，但因需要对载波进行调制，其电路结构复杂，硬件实现难度较大，实现成本也较高。无载波脉冲方案为UWB通信的传统方式，也是目前文献中介绍得最多的方式，在这种方案中，通信装置产生基带窄脉冲序列，基带窄脉冲序列直接发送到空中，而无需对载波进行调制，其结构简单，功耗小，定位精度高，实现成本低，但在FCC关于UWB通信功率谱的规定下，频谱利用率不高。这可以通过脉冲波形优化设计加以改善。但目前这方面的研究还没有十分理想的可实用的结果。

因此在无载波脉冲超宽带通信装置中，窄脉冲发生器是其核心部件，它是决定系统通信质量和可行性的重要因素，同时也是研究的重点和难点所在。产生脉冲的方式有多种，有基于数字逻辑器件冒险竞争效应采用异或门和与门来产生窄脉冲，有利用射频三极管结合微分电路产生窄脉冲，有利用雪崩管的雪崩效应产生窄脉冲，也有利用阶跃恢复二极管(SRD)的阶跃恢复特性产生高斯窄脉冲。这些器件产生窄脉冲的原理不同，其具体实现方式也各异，但大多都电路结构复杂，且产生的脉冲在电压转换率，对称性等方面有不足。

中国专利号CN1753399A“基于双载波的超宽带无线通信方法及其装置”(东南大学，毕国光，张在琛等)给出了一种基于载波的无线收发信机，该信机由十多个模块构成，其电路实现起来较为复杂。

文献“ULTRAWIDEBAND MONOCYCLE PULSE GENERATOR WITH DUAL RESISTIVE LOADED SHUNT STUBS”(Ma T G,Wu C J,Cheng P K,etal.Ultra-wideband monocycle pulse generator with dual resistive loaded shunt stubs[J].Microwave and Optical Technology Letters,2007,49(2):459-462.)给出了一种基于SRD串联结构的一阶微分窄脉冲产生电路。该电路采用双并联枝节获得了一阶微分的窄脉冲，双电阻加载使脉冲的振铃更小，但脉冲的峰峰值不足600mV，电压转换率较低。

文献“NOVEL LOW COST HIGHER ORDER DERIVEACTIVE GAUSSIAN PULSE GERATOR CIRCUIT”(Low Z N,Cheong J H,Law C L.Novel low cost higher order derivative Gaussian pulse generator circuit[C]//Communications Systems,2004.ICCS2004.The Ninth International Conference on.IEEE,2004:30-34.)给出了一种基于并联SRD结构产生高斯窄脉冲，通过5阶的带通滤波器成形，实现了高阶微分的高斯脉冲，但是带通滤波器成形网络增加了电路尺寸，提高了成本。

从目前的研究来看，还没有理想的技术方案来实现一种结构简单，且性能良好的基于无载波脉冲超宽带有源定位标签的通信装置。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种电路结构简单，容易实现，性能较好，且体积小，重量轻的基于无载波脉冲超宽带有源定位标签的通信装置。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是,该基于无载波脉冲超宽带有源定位标签的通信装置包括电源控制电路，调制电路，脉冲发生器电路和超宽带印刷天线，所述电源控制电路分别接入调制电路和脉冲发生器电路，信号经过调制电路和脉冲发生器电路形成二阶微分高斯脉冲信号输出，经由超宽带印刷天线发射出去。

与有载波方式相比，无需本振电路的变频，通信装置的电路中只有电源控制电路，调制电路和脉冲发生器电路，三个主要模块，产生的二阶微分高斯脉冲(纳秒窄脉冲)信号有丰富高频分量，可直接由超宽带印刷天线辐射出去，从而大大简化了电路结构，体积小，重量轻，实现起来更加容易。