专利名称：一种新型的超宽带(uwb)能量检测电路的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及脉冲超宽带通信接收机中超宽带信号的检测，特别是一种射频超宽带信号的 非相干能量检测电路。
背景技术：
超宽带(Ultm Wideband, UWB)通信有低功耗、低成本、低截获概率与低复杂性等特点， 可广泛应用于短距高速数据传输，受到业界越来越多的关注。美国FCC专门开放了 3.lGHz~l0.6GHz频段供UWB通信使用。超宽带通信主要有两类实现方式——脉冲(Impulse Radio, IR)超宽带和多载波 (Multi-carrier, MC)超宽带。IR-UWB主要有两种实现方法， 一是基带脉冲超宽带，直接用极 窄脉冲承载数据信息进行传输；另一种方法是频带脉冲方式，在3.lGHz~l0.6GHz频段产生 带宽超过500MHz的射频脉冲信号来作为数据信息载体。无论哪种实现方式，IR-UWB的辐 射信号均是宽度为纳秒(ns)或亚纳秒级的超宽带脉冲信号。在IR-UWB系统中，宽度为ns或亚纳秒级的超宽带脉冲信号经实际信道传输后脉冲波 形会产生严重畸变，同时，在其典型的室内密集多径信道应用环境下，接收脉冲信号由于多 径可分辨特点而呈现出射频簇脉冲波形特征。对这种波形的理论最佳检测方式是相干检测， 但是由于接收端无法提供准确的本地模板波形，实现的技术难度大。 一般都是采用次优的非 相干能量检测方式，即通过限定的时间窗口对接收簇脉冲波形进行积分累积能量，以积分最 大值超过门限来作检测判决。因此，简单高效的射频积分电路成为UWB脉冲检测的关键技 术。本电路无需模板，充分收集多径能量，提高能量检测效率。满足了这种简单、高效射频 检测的需求。
发明内容
本发明的目的在于为IR-UWB提供一种成本低、易集成、高速、高效、实用的非相干能 量检测电路。本发明的UWB信号接收机电路包括低噪声放大器(LNA)、能量检测器、基带处理、同 步选通清零等模块，能量检测模块由平方积分和判决及电平转换电路组成，其特征是平方 积分由双管差分电路和串接在集电极的共模电容组成，其在接收机中前与LNA电路模块相 接，后与判决及电平转换电路模块相连，并受同步选通清零模块提供积分时间窗口宽度来控 制。所述的双管差分电路由差分对管组成，差分对管不仅发射极接在一起，集电极也连在一起。所述的共模电容接在差分对管集电极和电源之间，对差分对管来讲，共模电容即积分电 容，晶体管偏置在靠近截止区的非线性区。在输入差模信号作用下，在集电极产生单向差值增量电流，并对积分电容C充电积分， 在集电极输出积分检测信号。每个信号周期内，在同歩选通清零脉冲所提供的时间窗口控制下，对簇脉冲波形进行积分累积能量。积分电容周期性的充电积分、放电清零，实现平方器 和积分器的功能，即/.5^0&。对于模块化或单片集成来讲，可以用电流源偏置，改变偏置电阻，调整非线性工作状态。 还可以设置积分电容引脚，增加改变电容大小的灵活性。本电路的优点简单、高速、高效率、易集成、成本低、且能抑制噪声，是比较实用的 非相干能量积分检测电路。
图1为UWB接收机电路模块连接框图；图2a为UWB能量积分检测电路示意图；图2b为UWB能量积分检测电路电流波形示意图；图3为本发明实施例UWB能量积分检测、判决和电平转换电路示意图。 图2a中Kd、 -ig为输入射频窄脉冲差模信号；A / 4为分压式偏置电阻，将差分对 管(仏、仏)偏置在靠近截止区的非线性工作状态；C为积分电容；d和C2为输入隔直电容，为积分器负载；Q3为清零管；V^为同步选通清零信号；Vo为积分器输出信号。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明内容作进一歩的描述本发明采用双管差分电路，在信号周期内，射频簇脉冲对共模电容充电实现积分能量累积。参照图l、图2能量积分电路模块在接收机中前接lna，后连基带处理模块，并受同步 选通清零模块的控制。能量积分电路的工作过程是如果晶体管Qi、 Q2工作在线性工作状态，KiJ :ci+ :c2 = /cqi + /cq2，其中/c仏和/c^为 晶体管的静态工作电流。对c充电的电流中，没有反映信号的电流分量，对信号没有积分检测作用。但是，当Qp (32偏置在靠近截止的非线性工作状态时，电路中电流波形如图2b所 示。在差模信号作用下，当仏输入信号&为正，仏输入信号-V^为负时， :cl + :c.2 = /cqi + /cq2 + a :d - |a',c'2|，其中交流分量厶^》|z\ic,2|，对积分电容c充电的电流Aic二厶id-l厶ic21 $0。相反，当仏输入信号V^为负，Q2输入信号—Krf为正时， & + &2 = + /cq2 + — |^dl，其中交流分量A化2》|^Cl|，对积分电容C充电的 电流A&二Aic2 —|AiCl|^0。因此，每个半周都有反映信号的单向差值电流A&对积分电容 C充电积分。完成了图1中/^(i)d力功能，即对信号平方积分功能。由于信号可以分解为差模分量和共模分量，在差分非线性电路中形成了较强的全波单向 电流，对积分电容C充电积分，输出较强的积分检测信号电压。噪声没有差模分量、共模分量的特性，对积分电容C产生的噪声积分电压很小。因此，本电路对噪声有较好的抑制作用。 图3是UWB能量积分检测、判决和电平转换电路。利用本电路对中心频率3.5GHz，脉 冲宽度4ns，速率100Mbps的信号作积分检测，仿真实验效果良好。能量积分电路105和图2a相同，完成/^(纟)d力功能。V。为判决器的输入信号，.即能量积 分检测器的输出信号，波形如图中301所示，幅度一般达到几百mV。判决器由比较器302和基准电源303组成，比较电平的调节由电位器i 6完成。晶体管Q及i 7、 i 8和i 9完成电平转换功能。负载i^是基带处理电路的输入电阻。V^为输出到基带处理单元的信号，波形如图中 304所示，幅度约为2V。积分器与判决器之间、比较器与电平转换电路之间均采用直接耦合电路。本电路实测效果好，且工作稳定可靠。权利要求
1. 一种新型的超宽带(UWB)能量检测电路，包括脉冲超宽带接收机中的低噪声放大器LNA101、能量积分检测器102、基带处理103、同步选通清零104模块，能量积分检测模块102由平方积分105、判决及电平转换电路106组成，其特征是平方积分105由双管差分电路和串接在集电极的共模电容C组成，其在UWB接收机中前与低噪声超宽带放大器LNA101电路模块相连接，后与判决及电平转换电路模块106相连接，并受同步选通清零模块104提供的积分时间窗口宽度来控制。
2、 根据权利要求1所述的电路，其特征是所述的双管差分电路由Ql、 Q2差分对管 组成，Ql、 Q2管不仅发射极接在一起，集电极也连接在一起。
3、 根据权利要求1所述的电路，其特征是所述的共模电容C接在Q1、 Q2管集电极 和电源之间，对差分对管来讲，共模电容C即积分电容，晶体管偏置在靠近截止区的非线性 区。
全文摘要
本发明提供了一种新型的超宽带(UWB)能量检测电路，它主要由双管差分电路和串接在集电极的共模电容组成，本电路中的共模电模电容就是积分电容，晶体管偏置在靠近截止区的非线性区，在每个信号周期内，在同步选通清零脉冲所提供的时间窗口控制下对簇脉冲波形进行积分累积能量，积分电容周期性地充电积分、放电清零，实现平方器和积分器的功能，即∫s<sup>2</sup>(t)dt。本电路的优点是简单、高效、易集成、成本低、且能抑制噪声，是比较实用的非相干能量积分检测电路。
文档编号H04B1/69GK101262286SQ20081007354
公开日2008年9月10日 申请日期2008年4月19日 优先权日2008年4月19日
发明者李晓记, 林基明, 赵家宾 申请人:桂林电子科技大学