[發(fā)明專利]一種超寬帶發(fā)射機

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210413420.3
• 申請日: 2012-10-25
• 公開（公告）號: CN102904586B
• 公開（公告）日: 2017-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李琛;方澤嬌;陳嘉胤
• 申請（專利權(quán)）人: 上海集成電路研發(fā)中心有限公司
• 主分類號: H04B1/02
• 分類號: H04B1/02;H04B1/717
• 代理公司: 上海天辰知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(特殊普通合伙)31275
• 代理人: 吳世華,林彥之

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及集成電路領(lǐng)域，特別涉及一種超寬帶發(fā)射機。

背景技術(shù)

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能夠通過各類集成化的微型傳感器互相協(xié)作并實時監(jiān)測、感知和采集各種環(huán)境和監(jiān)測對象的信息，并對收集到的信息進行處理后通過無線通信的方式發(fā)送給終端用戶，真正實現(xiàn)物理環(huán)境、信息世界、人類社會的交互和融合。因此，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有非常廣闊的應用前景和巨大的商用價值，近年來在國際上備受關(guān)注。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可以在長期無人值守的狀態(tài)下工作，應用領(lǐng)域非常廣泛。典型的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可以分為數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)兩部分構(gòu)成。其中數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)包括分布式傳感器節(jié)點、信息協(xié)調(diào)基站和監(jiān)控中心。作為收集和傳輸?shù)谝皇中畔⒑蛿?shù)據(jù)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點是傳感器網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)成功與否的重要基礎(chǔ)和保證。

目前國際上實現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的主流發(fā)射機系統(tǒng)之一是超寬帶短脈沖發(fā)射機系統(tǒng)。為了滿足國際超寬帶協(xié)議的標準，超寬帶短脈沖發(fā)射機的輸出功率譜密度必須滿足國際超寬帶協(xié)議的要求。然而，值得指出的是，超寬帶協(xié)議標準相對于其他各種協(xié)議標準而言更加嚴格苛刻，例如其最高輸出功率譜密度不能超過-41.3dBm/MHz。美國聯(lián)邦通訊委員會早在2002年4月就給出了明確的規(guī)定。超寬帶系統(tǒng)的頻率范圍在3.1～10.6GHz，其頻譜在-10dB處，應該滿足信號的相對帶寬（即信號絕對帶寬與中心頻率之比）大于20%，或者信號的絕對帶寬大于500MHz。

因此，對于超寬帶短脈沖發(fā)射機而言，最重要的問題之一就是如何實現(xiàn)一種滿足協(xié)議標準的超寬帶短脈沖發(fā)射機。傳統(tǒng)的超寬帶短脈沖發(fā)射機為了滿足協(xié)議標準通常結(jié)構(gòu)復雜，我們需要提出一種新型的超寬帶短脈沖發(fā)射機，要求結(jié)構(gòu)簡單，且輸出功率滿足超寬帶協(xié)議的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，且輸出功率能夠靈活滿足超寬帶協(xié)議的要求的超寬帶發(fā)射機。

為達成上述目的，本發(fā)明提供一種超寬帶發(fā)射機，包括數(shù)字激勵模塊，接收數(shù)字基帶的數(shù)據(jù)信號并將所述數(shù)據(jù)信號的上升沿轉(zhuǎn)換為多個脈沖信號；電荷泵整形模塊，與所述數(shù)字激勵模塊相連，將所述多個脈沖信號整形為具有相同周期的連續(xù)的電壓信號，所述電壓信號包括上升電壓信號及下降電壓信號；以及功率放大器模塊，與所述電荷泵整形模塊相連，放大所述電壓信號并輸出至發(fā)射天線。

進一步的，所述電荷泵整形模塊包括第一NMOS管，第二NMOS管,第一PMOS管,第二PMOS管以及第一電容；其中，所述第一NMOS管的漏極和所述第一PMOS管的漏極連接作為所述電荷泵整形模塊的輸出端，所述第一NMOS管的柵極和所述第一PMOS管的柵極連接作為所述電荷泵整形模塊的輸入端；所述第二NMOS管的漏極接所述第一NMOS管的源極，所述第二NMOS管的源極接地；所述第二PMOS管的漏極接所述第一PMOS管的源極，所述第二PMOS管的源極接電源；所述第一電容一端與所述電荷泵整形模塊的輸出端相連，所述第一電容的另一端接地。

進一步的，所述功率放大器模塊包括第二電容，其一端與所述電荷泵整形模塊的輸出端相連，另一端與所述功率放大器的放大管相連，用以將所述電壓信號交流耦合至所述功率放大器的放大管。

進一步的，所述功率放大器模塊還包括負載電感以及匹配網(wǎng)絡(luò)，所述放大管的源極接地，漏極接所述負載電感及所述匹配網(wǎng)絡(luò)。

進一步的，所述多個脈沖信號中，第一個及最后一個脈沖信號的高電平脈沖寬度為其余所述脈沖信號的高電平脈沖寬度的一半，且所述最后一個脈沖信號僅具有高電平脈沖。

進一步的，所述電壓信號為三角波信號。

進一步的，所述脈沖信號處于高電平時，所述電壓信號為下降電壓信號；所述脈沖信號處于低電平時，所述電壓信號為上升電壓信號。

本發(fā)明的優(yōu)點在于通過數(shù)字激勵模塊生成并決定脈沖信號的周期和個數(shù)，再通過電荷泵整形模塊將脈沖信號整形為具有相同周期或頻率的電壓信號并決定輸出的電壓信號的幅度，從而使得發(fā)射機的輸出功率能夠靈活滿足超寬帶協(xié)議的要求。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一實施例超寬帶發(fā)射機的架構(gòu)示意圖。

圖2為圖1所示超寬帶發(fā)射機的A，B，C處的時序波形示意圖。

圖3為本發(fā)明一實施例超寬帶發(fā)射機電荷泵整形模塊以及功率放大器模塊的電路示意圖。

具體實施方式