[发明专利]基于有源带阻滤波网络的超宽带发射机

说明书

技术领域

本发明涉及超宽带通信技术领域，特别是涉及一种基于有源带阻滤波网络的超宽带发射机。

背景技术

当今电子消费产品种类日益增多，电子消费产品之间的短距离高速无线通信越来越受到人们的关注。脉冲式超宽带 (IR-UWB) 是一种适用于短距离的高速无线通信技术，其源于军事雷达技术，直接利用亚纳秒级的窄脉冲传输数据，脉冲的频谱很宽，高达 5 GHz 以上。具有许多独特的优势，如低截获率，抗多径，穿透性强，逻辑结构简单等；理论上可达到 500 Mbps 的传输速率，无需许可申请即可使用。2002年美国联邦通信委员会 (FCC) 批准了民用 UWB 规范，对信号的频段和功率辐射掩蔽 (Emission Mask) 作了规定，欧盟、亚洲的日本、新加坡也相继出台了各自的民用标准，我国的超宽带标准也已经公布，各国的 UWB 标准中对脉冲的频谱和发射功率的要求是有差别的。目前主要的有直接序列 (DS-CDMA) 和多带正交频分复用 (MB-OFDM) 两种方案，但是各种方案在不同国家所针对的频段、输出功率以及功率谱密度都不甚相同，很难以统一。

对于 UWB技术来说，低功耗设计也是其基本要求。因为 IR-UWB 属于无载波系统，功耗较大的本地振荡器 (LO) 可以避免出现在 IR-UWB 系统中，从而极大的降低了整个系统的功率消耗；同时由于IR-UWB系统是周期性工作体系，电路可以在不工作的周期内切断直流供电，从而进一步的降低直流功耗，实现低功耗的目的。随着微电子器件的高速发展，IR-UWB 技术可以应用于民用领域，IR-UWB 发射机以其功率小，无载波调制的简单结构等优点，成为高速无线通信的低成本解决办法。IR-UWB 带宽极宽，通常为几个 GHz，因此受到工艺偏差影响，其中心频率及宽带偏差较大，达到几百 MHz 甚至更大。

脉冲式超宽带发射机由于其自身的特点，具有很强的研究和应用价值，如何有效解决脉冲式超宽带发射机工艺一致性差和频谱控制的问题，提供一款能够符合超宽带各种标准的通用型的脉冲式超宽带发射机，仍然是目前 IR-UWB 的研究热点。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种受工艺偏差影响小、鲁棒性强的基于有源带阻滤波网络的超宽带发射机，以适用于不同的 UWB 标准。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于有源带阻滤波网络的超宽带发射机，其至少包括：

调制脉冲发生器，包括正脉冲产生支路及负脉冲产生支路；

第一缓冲模块，包括分别连接在所述正脉冲产生支路输出端及负脉冲产生支路输出端的两条缓冲支路；

连接两条缓冲支路输出端的有源带阻滤波网络，其包含多条由有源电感及电容构成的带阻滤波器支路；以及

连接在有源带阻滤波网络输出端的输出缓冲模块。

优选地，所述正脉冲产生支路与负脉冲产生支路均包括可将信号延迟不同时间的多个延迟阵列；更为优选地，延迟阵列由预定数量的反相器级联形成。

优选地，每一缓冲支路由反相器、缓冲器及电容级联形成。

优选地，所述缓冲器由多个可控且增益不同的反相器并联形成。

优选地，所述有源电感包括共源共栅增益拉升技术的有源电感。

优选地，所述输出缓冲模块包括超宽带的增益可调功率放大器。

优选地，所述有源带阻滤波网络的中心频率、通带带宽、滚降斜率和通带插入损耗由控制所述有源电感所包含的场效应管的栅极电压幅值来决定。

如上所述，本发明的基于有源带阻滤波网络的超宽带发射机，具有以下有益效果：可以通过调整脉冲幅度来控制发射机的发射功率，同时通过对正脉冲产生支路与负脉冲产生支路独立的幅度控制提高正负两路输出幅度的一致性，减小工艺误差带来的幅度输出不平衡性；利用可调的有源带阻滤波网络使调制脉冲发生器输出的脉冲频谱满足不同 UWB 标准下的功率谱密度规范；通过引入可调的有源带阻滤波网络同时可以减小工艺误差造成的频谱漂移；在有源带阻滤波网络中使用有源电感取代传统意义的无源电感，利用有源电感的感值连续可调实现可调带阻滤波网络，同时使用有源电感能够极大的减小芯片面积和成本；本发明的超宽带发射机具有结构简单、低功耗、可调的频谱成形网络和正负两路输出幅度独立可调的特点。

附图说明

图1显示为本发明的基于有源带阻滤波网络的超宽带发射机示意图。

图2显示为本发明的基于有源带阻滤波网络的超宽带发射机的调制脉冲发生器与第一缓冲模块的电路图。