[实用新型]CMOS全数字频率可调脉冲无线电超宽带发射机

说明书

技术领域

本实用新型涉及脉冲无线电超宽带技术领域，具体涉及一种CMOS全数字频率可调脉冲无线电超宽带发射机。

背景技术

自从2002年美国联邦通信委员会(FederalCommunicationsCommission，FCC)颁布超宽带(Ultra-Wideband，UWB)的频谱规范，并将3。1GHz～10。6GHz频段作为民用超宽带设备的免授权频段以来，超宽带通信技术以其系统结构简单、传输速率高、功耗低等特点受到了无线个域网、无线传感器网络、生物医学等领域的应用研究及关注。

当前超宽带通信系统可分为三类：直接序列扩谱(DS-SS)，多带正交频分复用(MB-OFDM)，脉冲无线电(IR)。其中IR-UWB技术主要是利用一系列极窄脉冲作为信息的载体进行数据传输，无需任何载波信号，且窄脉冲信号可以直接或者经过缓冲器后由天线发射出去，因此相对于另外两种方式而言，其系统及电路结构更加简单，功耗及成本更低。当前已有不少文献对IR-UWB发射机进行研究，这些UWB主要采用以下方案实现：方案一是先采用数字电路延迟得到一个窄脉冲，窄脉冲经过整形网络后，频谱被搬移到所需频段，这种方案需要用到大量的电容、电感以及电阻器件、因此芯片面积和成本较大；第二种方案是先利用数字电路的延迟产生若干个窄脉冲，再把这些窄脉冲合成一个频谱满足要求的脉冲波形，这种方案对波形合成部分的要求非常严格，脉冲合成的时间稍有偏差则得到的波形就会完全失真；此外还有一种方案是利用雪崩二极管的阶跃恢复特性得到所需的窄脉冲信号，这种方案因其采用的雪崩二极管器件的工艺与标准的CMOS工艺不兼容，所以非常不适合进行CMOS芯片集成。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种CMOS全数字频率可调脉冲无线电超宽带发射机，其脉冲频率可调且工作带宽满足UWB协议要求。

为解决上述问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

CMOS全数字频率可调脉冲无线电超宽带发射机，由OOK调制电路、延时网络、脉冲序列产生网络和天线组成；其中

OOK调制电路将输入数字信号DATA和时钟信号CLK进行处理，产生满足OOK调制要求的数字信号；

延时网络采用反相器延时的特点，利用输入与输出信号的延时间隔作为后继脉冲序列产生网络的输入信号，在这延时间隔时间段内，生成等时间宽度的单脉冲单元；

脉冲序列产生网络的每一级单脉冲信号产生电路产生一个单脉冲信号，所有单脉冲信号产生电路产生的脉冲信号组合成一个脉冲序列，该整脉冲序列作为输出信号输出经由天线发出。

所述CMOS全数字频率可调脉冲无线电超宽带发射机，还进一步包括串接在OOK调制电路和延时网络之间的整型电路。

上述方案中，所述整型电路由2个反相器INV1和INV2串联而成，反相器INV1的输入端与OOK调制电路的输出端相连，反相器INV2的输出端与延时网络的输入端相连。

上述方案中，OOK调制电路由NMOS晶体管NM0、NM1，PMOS晶体管PM0和一个反相器INV0电路组成；NMOS晶体管NM0的漏极和PMOS晶体管PM0的源极相连后，形成OOK调制电路的数字信号CLK的输入端；NMOS晶体管NM0的栅极和反相器INV0的输入端相连后，形成OOK调制电路的时钟信号DATA的输入端；反相器INV0的输出端、PMOS晶体管PM0的栅极和NMOS晶体管NM1的栅极连接；NMOS晶体管NM1的源极接低电平；NMOS晶体管NM0的源极、PMOS晶体管PM0的漏极和NMOS晶体管NM1的漏极相连，形成OOK调制电路的输出端。