[實用新型]基于SRD的二階微分高斯脈沖發生器

有效

• 申請號: 201320205133.3
• 申請日: 2013-04-22
• 公開（公告）號: CN203278774U
• 公開（公告）日: 2013-11-06
• 發明（設計）人: 李冀
• 申請（專利權）人: 李冀
• 主分類號: H03K3/02
• 分類號: H03K3/02;H04B1/7163
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 胡定華

技術領域

本實用新型涉及脈沖信號產生技術領域，具體涉及一種基于SRD的二階微分高斯脈沖發生器，為超寬帶無線通信系統提供高輻射效率的脈沖信號。

背景技術

超寬帶技術是一種通過納秒級窄脈沖信號進行數據通信的無線技術，在這類通信體制中，脈沖無需調制到載波上，而是通過調制脈沖的位置（PPM調制）、脈沖幅度（PAM）、脈沖的開關（OOK）等實現通信。由于其具有高速率、低功耗和低成本等優點，使其在精確定位、探地雷達、無損檢測等諸多領域有著光明的應用前景。

在超寬帶通信的各項關鍵技術中，窄脈沖信號產生技術一直是射頻電路研究領域中備受關注的技術問題。目前，獲取窄脈沖的方法主要有兩大類：一類采用半導體集成電路，體積小，成本低，但功率容量小、頻率響應窄；另一類利用雪崩晶體管、階躍恢復二極管（SRD）、隧道二極管等高速電子器的非線性效應產生窄脈沖。其中，SRD是窄脈沖發生器設計中最為常用的半導體二極管，具有響應速度快、重復速率高等優勢。在基于SRD的窄脈沖發生器設計中，多數的設計方案用來產生高斯脈沖，但是，高斯脈沖有很大的直流分量，直流分量不能通過天線輻射出去，因此高斯脈沖的頻譜利用率低下。將高斯脈沖進行微分，能有效的消除直流分量，且隨著微分階數的增加，脈沖的能量譜密度向頻率高端移動，提高了頻譜利用率。

文獻“ULTRAWIDEBAND?MONOCYCLE?PULSE?GENERATOR?WITH?DUAL?RESISTIVE?LOADED?SHUNT?STUBS”(Ma?T?G,?Wu?C?J,?Cheng?P?K,?et?al.?Ultra-wideband?monocycle?pulse?generator?with?dual?resistive?loaded?shunt?stubs[J].?Microwave?and?Optical?Technology?Letters,?2007,?49(2):?459-462.)給出了一種基于SRD串聯結構的一階微分窄脈沖產生電路。該電路采用雙并聯枝節獲得了一階微分的窄脈沖，雙電阻加載使脈沖的振鈴更小，但脈沖的峰峰值不足600mV，電壓轉換率較低。

文獻“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.?ICCS?2004.?The?Ninth?International?Conference?on.?IEEE,?2004:?30-34.）給出了一種基于并聯SRD結構產生高斯窄脈沖，通過5階的帶通濾波器成形，實現了高階微分的高斯脈沖，但是帶通濾波器成形網絡增加了電路尺寸，提高了成本。

從目前的研究來看，電壓轉換率高、結構簡單的高階微分高斯脈沖發生器還沒有理想的技術解決方案。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種以提高頻譜利用率，且電路結構簡單、脈沖對稱性好、振鈴較小，適合應用于短距離超寬帶無線通信系統的基于SRD的二階微分高斯脈沖發生器。

為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是，該基于SRD的二階微分高斯脈沖發生器，包括時鐘源、驅動電路、微分電路、SRD高斯窄脈沖發生電路，由時鐘源產生的時鐘激勵信號通過依次連接的驅動電路、微分電路和SRD高斯窄脈沖發生電路后形成窄脈沖信號，二階微分高斯脈沖成形電路位于所述SRD高斯窄脈沖發生電路與負載之間，所述窄脈沖信號經過二階微分高斯脈沖成形電路輸出亞納秒級、二階微分高斯脈沖信號。

本實用新型進一步的改進在于，所述時鐘源采用有源時鐘振蕩器，由直流電源DC、時鐘振蕩器和串聯電阻Rs構成，輸出方波信號。

時鐘源選用有源晶振，由直流電源DC、時鐘振蕩器和串聯電阻Rs構成；直流電源DC的負端接地，正端接時鐘振蕩器的電源端，時鐘振蕩器的接地端接地，輸出端串接電阻Rs，時鐘振蕩器的輸出為方波信號。

本實用新型進一步的改進在于，所述驅動電路采用集成電路，加速有源時鐘振蕩器輸出方波信號的上升沿和下降沿。

本實用新型進一步的改進在于，所述微分電路由串聯電容C1和并聯電阻R1構成。