[发明专利]一种改进型超宽带频移高斯波形脉冲设计方法

权利要求书

1.一种改进型超宽带频移高斯波形脉冲设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

1).将0～12GHz UWB频谱分成4～6个子频带，对每个子频带确定中心频率；选择一种高斯函数作为基脉冲函数；

2).将基脉冲函数分别与具有不同子频带中心频率的正弦载波相乘得到若干个乘式，把每个乘式乘以一个使得超宽带脉冲功率谱利用率最优的最优加权系数后相加，得到超宽带脉冲，所述超宽带脉冲的时域表达式为：

X(t)＝p(t){A₁cos(2πf_c1t)+A₂cos(2πf_c2t)+…+A_ncos(2πf_cjt)}

其中p(t)是基脉冲函数；A＝[A₁,A₁,…,A_n]是加权系数，每个子频带对应一个系数A_n；F＝[f_c1,f_c2,…f_cj]是调制正弦载波子频带中心频率；f_cj为0～12GHz UWB频谱范围内第j个子频带中心频率，t为时间。

2.根据权利要求1所述的改进型超宽带频移高斯波形脉冲设计方法，其特征在于，将0～12GHz UWB频谱划分成5个子频带，分别为：0-0.96GHz，0.96-1.61GHz，1.61-3.1GHz，3.1-10.6GHz，10.6-12GHz。

3.根据权利要求1所述的改进型超宽带频移高斯波形脉冲设计方法，其特征在于，所述基脉冲函数为

4.根据权利要求3所述的改进型超宽带频移高斯波形脉冲设计方法，其特征在于，所述子频带中心频率的确定方法为，如果F_max—F_min＜2GHz，那么中心频率的数量为一个，且F_中心＝(F_max+F_min)/2；如果F_max—F_min＞2GHz，那么中心频率的数量大于一个，第一个取值为F_中心＝(F_max+F_min)/2；其他取值为(F_max+F_min)/2+Z或(F_max+F_min)/2—Z，且(F_max+F_min)/2+Z或(F_max+F_min)/2—Z所得到的频率都在(F_max+F_min)/2+Z或(F_max+F_min)/2—Z所属的子频带范围内；

其中F_max为一个子频带最大频率；F_min为一个子频带最小频率；F_中心为子频带中心频率；Z为正整数，且1≤Z≤12。

5.根据权利要求1所述的改进型超宽带频移高斯波形脉冲设计方法，其特征在于，所述最优加权系数通过RS算法取得，具体步骤为：

5.1)用随机函数产生一组加权系数，记为A；

5.2)检验超宽带脉冲X(t)的功率谱密度是否满足FCC频谱限制；

5.3)如果不满足，返回步骤5.1)；如果满足，令S＝A；

5.4)重新选择新的一组加权系数A，检验新的超宽带脉冲的频谱密度是否满足比加权系数为S的超宽带脉冲的频谱密度更接近频谱掩模，如果满足，令S＝A；

5.5)如果不满足，判断超宽带脉冲X(t)的功率谱密度是否达到最优条件，如果达到最优条件，则S即为一组所求最优加权系数，如果没达到最优条件，返回步骤5.4)。

6.根据权利要求1所述的改进型超宽带频移高斯波形脉冲设计方法，其特征在于，所述最优加权系数通过LSE算法取得，具体步骤为：

6.1)用随机函数产生一组加权系数，记为A；

6.2)产生若干组加权系数A，代入目标函数：

求出合成脉冲频谱密度与FCC辐射掩蔽之间的最小分散度e，其中m(t)是FCC制定室内UWB频谱掩模规范转化成电压掩蔽，m(t)获得过程是将经过归一化的功率辐射掩蔽与自由空间阻抗相除，取其平方根，然后进行傅里叶逆变换而得出；p(t)为基脉冲函数，A＝[A₁,A₁,…,A_n]是加权系数，每个子频带对应一个系数A_n；F＝[f_c1,f_c2,…f_cj]是调制正弦载波子频带中心频率；

6.3)把取得最小分散度e时的这一组加权系数A记为S，此时S为最优加权系数。