[發明專利]基于有源帶阻濾波網絡的超寬帶發射機

無效

• 申請號: 201210398882.2
• 申請日: 2012-10-18
• 公開（公告）號: CN102882554A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 李凌云;葉禹;孫曉瑋
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海微系統與信息技術研究所
• 主分類號: H04B1/7163
• 分類號: H04B1/7163
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 李儀萍

技術領域

本發明涉及超寬帶通信技術領域，特別是涉及一種基于有源帶阻濾波網絡的超寬帶發射機。

背景技術

當今電子消費產品種類日益增多，電子消費產品之間的短距離高速無線通信越來越受到人們的關注。脈沖式超寬帶?(IR-UWB)?是一種適用于短距離的高速無線通信技術，其源于軍事雷達技術，直接利用亞納秒級的窄脈沖傳輸數據，脈沖的頻譜很寬，高達?5?GHz?以上。具有許多獨特的優勢，如低截獲率，抗多徑，穿透性強，邏輯結構簡單等；理論上可達到?500?Mbps?的傳輸速率，無需許可申請即可使用。2002年美國聯邦通信委員會?(FCC)?批準了民用?UWB?規范，對信號的頻段和功率輻射掩蔽?(Emission?Mask)?作了規定，歐盟、亞洲的日本、新加坡也相繼出臺了各自的民用標準，我國的超寬帶標準也已經公布，各國的?UWB?標準中對脈沖的頻譜和發射功率的要求是有差別的。目前主要的有直接序列?(DS-CDMA)?和多帶正交頻分復用?(MB-OFDM)?兩種方案，但是各種方案在不同國家所針對的頻段、輸出功率以及功率譜密度都不甚相同，很難以統一。

對于?UWB技術來說，低功耗設計也是其基本要求。因為?IR-UWB?屬于無載波系統，功耗較大的本地振蕩器?(LO)?可以避免出現在?IR-UWB?系統中，從而極大的降低了整個系統的功率消耗；同時由于IR-UWB系統是周期性工作體系，電路可以在不工作的周期內切斷直流供電，從而進一步的降低直流功耗，實現低功耗的目的。隨著微電子器件的高速發展，IR-UWB?技術可以應用于民用領域，IR-UWB?發射機以其功率小，無載波調制的簡單結構等優點，成為高速無線通信的低成本解決辦法。IR-UWB?帶寬極寬，通常為幾個?GHz，因此受到工藝偏差影響，其中心頻率及寬帶偏差較大，達到幾百?MHz?甚至更大。

脈沖式超寬帶發射機由于其自身的特點，具有很強的研究和應用價值，如何有效解決脈沖式超寬帶發射機工藝一致性差和頻譜控制的問題，提供一款能夠符合超寬帶各種標準的通用型的脈沖式超寬帶發射機，仍然是目前?IR-UWB?的研究熱點。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種受工藝偏差影響小、魯棒性強的基于有源帶阻濾波網絡的超寬帶發射機，以適用于不同的?UWB?標準。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種基于有源帶阻濾波網絡的超寬帶發射機，其至少包括：

調制脈沖發生器，包括正脈沖產生支路及負脈沖產生支路；

第一緩沖模塊，包括分別連接在所述正脈沖產生支路輸出端及負脈沖產生支路輸出端的兩條緩沖支路；

連接兩條緩沖支路輸出端的有源帶阻濾波網絡，其包含多條由有源電感及電容構成的帶阻濾波器支路；以及

連接在有源帶阻濾波網絡輸出端的輸出緩沖模塊。

優選地，所述正脈沖產生支路與負脈沖產生支路均包括可將信號延遲不同時間的多個延遲陣列；更為優選地，延遲陣列由預定數量的反相器級聯形成。

優選地，每一緩沖支路由反相器、緩沖器及電容級聯形成。

優選地，所述緩沖器由多個可控且增益不同的反相器并聯形成。

優選地，所述有源電感包括共源共柵增益拉升技術的有源電感。

優選地，所述輸出緩沖模塊包括超寬帶的增益可調功率放大器。

優選地，所述有源帶阻濾波網絡的中心頻率、通帶帶寬、滾降斜率和通帶插入損耗由控制所述有源電感所包含的場效應管的柵極電壓幅值來決定。

如上所述，本發明的基于有源帶阻濾波網絡的超寬帶發射機，具有以下有益效果：可以通過調整脈沖幅度來控制發射機的發射功率，同時通過對正脈沖產生支路與負脈沖產生支路獨立的幅度控制提高正負兩路輸出幅度的一致性，減小工藝誤差帶來的幅度輸出不平衡性；利用可調的有源帶阻濾波網絡使調制脈沖發生器輸出的脈沖頻譜滿足不同?UWB?標準下的功率譜密度規范；通過引入可調的有源帶阻濾波網絡同時可以減小工藝誤差造成的頻譜漂移；在有源帶阻濾波網絡中使用有源電感取代傳統意義的無源電感，利用有源電感的感值連續可調實現可調帶阻濾波網絡，同時使用有源電感能夠極大的減小芯片面積和成本；本發明的超寬帶發射機具有結構簡單、低功耗、可調的頻譜成形網絡和正負兩路輸出幅度獨立可調的特點。

附圖說明

圖1顯示為本發明的基于有源帶阻濾波網絡的超寬帶發射機示意圖。

圖2顯示為本發明的基于有源帶阻濾波網絡的超寬帶發射機的調制脈沖發生器與第一緩沖模塊的電路圖。