超宽带组合脉冲波形设计

作者：时间：2010-12-22来源：网络收藏

图5 高斯组合波形优化前后的频域特性

从图4可以看出,组合优化前的时域一阶波形的成形因子取值比较大,因此在时域上的持续时间较长,各个阶数的波形叠加以后出现时域波形持续时间长,变化缓慢(在相对短时间内的变化量);同时,优化后的高斯组合波形形状类似于高斯四阶波形,只是在两边的电平极性相反,在短时间内变化较快,波形较窄,相应频谱会拓展。

图5反映的是高斯组合波形优化前后在频域上的变化。由于都有低阶的高斯脉冲成分,所以在0~0.96GHz频段都能覆盖到,但是由于各个阶数的成形因子不同,且原来高斯单脉冲的频谱本身就不能很好满足FCC-MASK的要求,在1GHz~1.6GHz频段超出辐射掩蔽要求,可能对其他无线通信系统造成干扰,尤其是GPS所处的频段。而经过不断地判断比较以后,高斯组合脉冲波形能够比较好地满足频率辐射掩蔽的要求,且在0~0.96GHz频段也能充分利用,这也就是采用高斯脉冲组合的一个重要原因。在3.1GHz~10.6GHz 频段,其性能和高斯四阶相当。这样,优化后的高斯组合脉冲,无论在频段覆盖还是辐射掩蔽方面,都能很好地满足条件。而且该系统可以在原有四阶脉冲系统的基础上,将各阶脉冲信号分别乘上相应系数后叠加,通过一定的算法调节参数,可以得到理想的高斯组合脉冲波形。

高斯脉冲组合波形频带利用率

高斯组合脉冲波形除了能够满足FCC-MASK的要求,其最大的优点就是能够充分利用频段,提高频段利用率。本文以粗略的方法评估频带利用率,记为：

(4)

由于在仿真阶段,处理数据过程中组合脉冲和FCC-MASK的频段相同,所以能够使用能量谱近似代替(4)式,如下式：

(5)

经过上述仿真,高斯脉冲组合波形的频带利用率为39.65%,这是在两者都是归一化的情况下测得的。而当高斯四阶波形选择相对较好的成形因子(=0.314ns)的时候为22.1%,而普通的时候(=0.714ns)则仅为9.72%。从上述涉及的数值上看,频带利用率的提高比较明显,这正是高斯脉冲组合波形的优点,在充分利用系统产生各阶波形的基础上,利用组合可产生性能更好的脉冲波形。

结语

本文利用各阶高斯脉冲波形的特点,将线性均衡引入高斯脉冲组合系统,通过调整各阶脉冲的抽头增益,产生性能更好的高斯组合脉冲波形,不仅能满足FCC- MASK的要求,而且能提高频带利用率。此外,还改进了抽头增益的调整算法,主要是能够输出固定的高斯组合波形。对于改变成形因子的情况,系统能够自动判断选择。因此,对于实时性要求不高的场合更具实用价值