新型超宽带穿墙雷达单周期窄脉冲产生技术

提出了一种电路结构简单、成本低廉的新型单周期窄脉冲产生方法,设计的脉冲产生电路主要由基于阶跃恢复二极管和微波三极管的脉冲产生电路,基于肖特基二极管和终端并联短截线的脉冲整形电路以及RC微分电路三部分组成.分析了电路各部分的工作原理和设计方法,并利用ADS软件对整个电路进行仿真.实验测试结果表明,设计的脉冲产生电路能够产生峰峰值为7.6V、脉宽为500ps的单周期脉冲信号,且脉冲振铃小、波形质量高,与软件仿真结果基本吻合,是一种适用于超宽带穿墙探测雷达系统的单周期脉冲发射机电路.     

SRD建模及其在冲激脉冲产生电路中的应用

分析了阶跃恢复二极管(SRD)的电特性,提出了一种SRD模型.该模型将SRD等效为一个非线性电容和非线性电阻的并联,为了精确获得非线性电容和非线性电容电压曲线,首先测得若干离散电压点的值,采用多项式分段拟合非线性电容和非线性电阻随电压变化的曲线,利用此模型对冲激脉冲产生电路进行了仿真.经测试脉冲宽度为200 ps,幅度为3.3 V,与仿真结果较吻合,验证了该模型的正确性.     

时域反射计取样系统中单极性脉冲的设计

在时域反射计(TDR)取样系统中,单极性脉冲是用于开启取样门的关键信号.通过分析比较提出了一种基于雪崩三极管与阶跃恢复二极管(SRD)整形相结合的单极性脉冲发生电路.该电路避免了高压驱动等缺点,在保持脉冲幅度的前提下又得到了有效的脉冲底宽,通过实际的电路测试得到的单极性脉冲具有极宽的频谱、有效的脉冲宽度和幅度,符合取样系统的要求.     

基于共面波导的皮秒级脉冲信号发生器设计

介绍了一种新型的皮秒级脉冲信号发生器的设计方法.该方法运用阶跃恢复二极管MMDB45-B11和短路延迟线来产生超宽带脉冲信号,并设计和加工了基于共面波导的实际电路.测试结果显示电路可产生的脉冲半峰值宽度(FWHM)为80 ps,重复频率为100~500 MHz且幅度稳定的脉冲信号,是一种适合于超宽带通信的脉冲生成电路.     

铁电阴极几何参数对二极管电子发射的影响

主要讨论了触发电场的脉宽和阴极几何参数对铁电二极管电子发射的影响，通过对不同脉宽激励下的电子发射试验发现触发脉冲的最佳工作宽度范围是150—250ns。对不同几何参数铁电阴极片在正脉冲激励下的电子发射研究指出：一般实验条件下(触发电压小于4kV／mm)，触发梯度电场相同时，阴极越厚，条栅电极越细密，发射电流密度越大；极化反转发射中前沿发射方式和后沿发射方式可以共时存在。     

UWB通信系统的信号设计与分析

首先简略介绍了超宽带(UWB)信号及其基本特征，然后较为详细地阐述了UWB信号的设计与选取，其中重点讨论了单周期脉冲波形和TH-PPM信号并给出了仿真分析结果，最后分析了UWB系统的接收信号处理。     

两种典型结构强流自箍缩二极管技术研究

主要介绍了箍缩聚焦二极管和自箍缩离子束二极管的研究进展。重点介绍了近几年发展的阳极杆箍缩聚焦二极管的理论模拟和实验结果,在“闪光二号”加速器和2 MV脉冲功率驱动源上进行了阳极杆箍缩二极管实验,二极管输出电压1.8~2.1 MV,电流40~60 kA,脉宽(FWHM)50~60 ns,1 m处的脉冲X剂量约20~30 mGy,焦斑直径约1 mm,X射线最高能量1.8 MeV。在“闪光二号”加速器上开展了高功率离子束的产生和应用研究,给出了自箍缩反射离子束二极管的结构和工作原理,实验获得的离子束峰值电流~160 kA,离子的峰值能量~500 keV,开展了利用高功率质子束轰击19F靶产生6~7 MeV准单能脉冲γ射线,模拟X射线热—力学效应等应用基础研究。     

温敏二极管性能的优化研究

从优化设计的需要出发,推导了温敏二极管灵敏度、线性度和串联电阻等电参数的理论公式．采用优化分析法,讨论了影响温敏二极管性能诸多因素的矛盾关系,提出温敏二极管的设计原则及解决相关矛盾的方法．理论分析得到实验结果的有力支持．     

二级管非线性特性的应用

作者通过对改进前后两电路性能进行实验检测和理论分析比较，论证了改进后的电路具有无失真、稳定度高、幅值可调三大优良特性，是应用二极管非线性特性的结果。同时提出了线性限幅和特性转移的新概念。     

基于自触发方法的脉冲激光雷达接收电路功率敏感特性研究

对自触发脉冲激光雷达接收电路中光电二极管在不同光照功率下的敏感特性进行了研究,通过对接收电路中光电二极管PN结空间电荷区宽度在不同光照功率下的变化进行了理论分析,得出了在接收电路中不同光照功率对于自触发脉冲激光测量周期和激光脉冲信号宽度的影响。针对这一现象通过基本方程进行了描述,并通过所设计的交错控制自触发脉冲激光雷达实验装置验证了理论分析的正确性。该实验方法可以证明出激光雷达接收电路在不同光照功率下,自触发脉冲激光测量周期和激光脉冲信号宽度会产生延时误差。     

一种新的超宽带脉冲设计方法与性能分析

讨论了基于粒子群算法设计的超宽带脉冲,对设计脉冲的UWB系统性能进行了分析.依据FCC辐射掩蔽,对一组正弦高斯函数进行加权组合,通过粒子群优化算法选取组合系数得到新脉冲,对采用设计脉冲的系统性能分别从单链路误码率、多址性能、链路预算3个方面进行仿真比较.结果表明:与Schlotz脉冲、随机组合脉冲相比,基于粒子群算法设计的脉冲具有更好的误码性能和传输性能.     

基于微波光子微分原理的灵活UWB信号产生方法

为了有效克服传统电子信号发生器在工作带宽和工作频率方面存在的电子瓶颈,满足未来光载超宽带系统应用需要,提出了一种光子学超宽带(UWB)信号产生方法。基于微波光子微分的原理,该方法在光域中对高斯脉冲进行灵活处理,进而实现UWB信号的产生。通过理论推导和计算机仿真,对所提方法进行了分析与验证,结果表明,该方法可根据需要实现多种UWB信号波形的产生与调制。此外,通过对系统进行优化配置,还可在输出UWB信号的功率谱中引入一个频率可调的零点,从而避免UWB信号与现有WiFi信号之间的相互干扰。     

基于多种调制方式的超宽带空时网格编码

为结合多入多出系统和超宽带的优点来实现高速高效的传输,将空时编码技术应用于超宽带系统中,讨论了基于脉冲位置调制(PPM:Pulse-Position Modulation)、脉冲幅度调制(PAM:Pulse-Amplitude Modulation)以及双正交调制3种不同方式的超宽带空时网格编码方案。考虑在发送和接收端已知信道状态信息,分别建立了3种方案的发射接收模型。仿真结果表明,在高斯信道和IEEE802.15.3a信道条件下,采用PPM的超宽带空时网格编码方案的性能都远优于其他两种方案,当信噪比为8dB时,误码率降低10~100倍。进一步考虑在存在多用户干扰条件下,该系统性能随用户数的增加而下降。     

渐变传输线及电磁缝隙结构的超宽带天线设计

为满足超宽带通信系统对天线小型化?抗干扰性能的要求,设计出一款基于非均匀传输线的平面网状扇形电磁缝隙结构的超宽带天线?依据非均匀传输线及电磁缝隙电路等效理论,推导出该天线的有效相位常数,总结出一种天线电路等效理论的分析方法?对该天线进行了设计?制作并加以测量?结果显示,天线在3~10GHz辐射特性基本保持一致;在3.10~15.78GHz回波损耗小于-10dB,增益大于4.4dBi;正面相距10cm的两天线隔离度S21小于-20dB,群时延基本在±1ns内?仿真与测试结果基本吻合,该天线满足超宽带系统的通信要求?     

基于多混沌载波的超宽带系统

利用驱动响应的思想,设计了三级级联Colpitts振荡超宽带混沌信号产生电路.该电路结构简单,经仿真电路产生的混沌信号频谱分量丰富,带宽符合FCC的超宽带信号的定义.使用该电路可以构造新颖的多混沌载波超宽带系统,给出了发射机和接收机的结构,并对不同通信速率下的系统误码率进行了仿真,结果表明该系统可以根据工作环境,灵活设定工作频段,在高通信速率下具有较低的误码性能,并且具备高保密性和低截获率等优点.     

一种用于脉冲超宽带接收机的0.18-μm CMOS工艺的高增益检波器

设计了一个用于非相干脉冲超宽带接收机的0.18-μm CMOS工艺的能量检波器.该检波器包含了输入匹配模块、平方电路、翻转电压跟随器-电流检测电路、跨导级以及输出缓冲器.平方电路运用饱和区晶体管的平方律特性对输入差分信号进行平方,所得到的输出电流由翻转电压跟随器-电流检测电路转换成电压.跨导级对该信号进行放大并积分得到所接受的能量.测试结果可以看出,当输入信号的峰峰值超过60mV时,在高达300 MHz的频率下检波增益可以达到10 dB.而最小检测幅度为13 mV,此时的检波增益为5 dB.在移除输出缓冲器之后,输出脉冲的幅度将增加一倍.不计及测试焊盘,芯片面积为0.23 mm×0.3 mm.电路由一个1.8 V的电源供电,核心电路电流为3.5 mA.该检波器已成功应用于开关键控方式的接收机以实现高速宽带通信.     

基于PN编码器的压缩感知超宽带信道估计

提出了一种新的基于压缩感知(compressive sensing,CS)的超宽带信道估计方法,将PN编码器引入到压缩感知框架中,用编码器产生的quasi-Toeplitz矩阵代替完全随机的高斯矩阵,编码器有一定的存储功能,除了可以将测量算子存储并更有效的应用外,还能解决现实中对大数据量的压缩困难问题。另外,编码器在硬件和软件上都容易实现。发射端有足够的能量来实现很多的高级算法,文中依照时间反转理论将传统信道模型中接收端的降采样过程移到发射端,降低了接收端的复杂度,加快了数据处理的速度。     

超宽带中快速低复杂度自动增益控制设计

针对应用于双载波正交频分复用（DC-OFDM）超宽带（UWB）系统高速、低成本和快速收敛的自动增益控制（AGC）的设计要求,提出了低复杂度的采用混合补偿增益的两步式快速AGC设计算法;仿真结果表明,该算法能在室内密集多径的无线环境中保证增益调整精度和稳定度,并能有效减少收敛时间.在AGC电路实现层次,基于对数函数性质提出了输入范围动态可调的低复杂度查找表实现方法;VLSI综合结果表明,该方法能减少46%的芯片面积.     

超宽带雷达引信电磁散射特性

分析了超宽带雷达引信在动态作用下的目标散射特性。应用瞬态电磁散射理论和电磁波叠加原理,根据多点散射模型,引入雷达引信动态作用下的传递函数,分析了超宽带雷达引信在动态作用下的目标散射特性,建立了目标冲击响应函数,仿真分析了目标电磁波的辐射方向与脉冲宽度关系,得出高斯窄脉冲经一维超宽带阵列辐射后形成的合成脉冲波如何才能选择合适的阵列参数的结论。研究结论对于设计超宽带雷达引信具有重要的应用价值。