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一种结构简单UWB接收机的设计与实现

来源:电子设计应用/马岩 仇洪冰?? 2006年07月21日 ?? 收藏0

?????? 引言

?????? 目前,超宽带(UWB)解调方法可归纳为下面三种:一种是构造一个和接收信号差不多的模板信号,然后采用相关方式;另外一种就是采用积分检波的方式解调出UWB信号;还有一种就是对接收的信号进行A/D转换,通过抽样值识别信号。第一种方案实现比较困难,因为ns级的脉冲如果实现相关接收,同步时间必须精确到ps级,这种要求无论是对接收端还是发射端都是一个挑战。简单的积分检波方式抗干扰性能比较差。采用抽样的方式实现 UWB信号的接收,前提是必须使用高速的ADC,接收机复杂度将会大大增加。本文提出了在射频前端应用同步控制的选通脉冲,在UWB的信号到来时选通,控制积分信号进入后面的判决电路。这种方式的优点是提高了接收信号的信噪比,同时实现了多址通信。

????????????????? ???????  接收机方框图
???????????????????????????????????????????????? 图 1? 接收机方框图

????????????????????????? 电路仿真图
????????????????????????????????????????????????图2??? 电路仿真图

?????? 新型接收机的结构



?????? 传统接收机的前端都有一个带通滤波器,来阻止带外干扰信号和噪声的进入,从而提高信噪比。但是UWB信号的频带比较宽,在这个频带内存在很多的噪声和其它的窄带干扰信号,采用接收前端加带通滤波器的方法来提高接收信号的信噪比效果不是太明显。UWB信号与传统的窄带信号不一样,它是一个时间上不连续、脉冲宽度相对很窄的信号,因此在信号到来时积分实现信号的检测,在其它时间内屏蔽噪声和外界的干扰信号,即通过在时域隔离噪声的方法来提高UWB接收机的信噪比。本文采用简单的平方检波方式来实现UWB信号的积分检测,接收机的方框图如图1所示。

?????? 由天线接收下来的UWB信号经过一个宽带放大器后,进入积分检测电路,在UWB信号脉冲到来时,选通脉冲控制UWB的积分信号进入比较判决电路,实现伪码信号的检测判决。判决后的伪码信号与本地的PN码相乘后,通过低通滤波器的积分,进入门限判决电路,实现数据的正确解调。在这里选通脉冲对UWB 积分信号的捕获及同步是本系统的关键部分,捕获过程如下:


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UWB? 电子开关? 选通脉冲? 同步?

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