将超宽带雷达运用于通讯是近年来业界的研讨抢手。在传统的通讯技能中，一般把信号从基带调制到正弦或余弦载波上，而超宽带UWB（Ultra Wide Band）通讯则是经过对持续时刻为纳秒或亚纳秒级窄脉冲进行调制，这样UWB信号将具GHz量级的带级。超宽带技能相对于接连波通讯体系具有独到之处，运用领域广泛，如雷达、通讯、勘探等。UWB的特色：发射信号功率谱密度较低，强抗截获才能；体系复杂度低；数厘米的定位精度等长处。可是这些功能的取得都需求依赖于现有技能和工艺的可行性，特别是集成电路的工艺。UWB运用中必不可少的要害之一是怎么发生能够操控的UWB窄脉冲，灵敏方就是UWB通讯所巴望的；发生满意窄的脉冲和适于信道传输的脉冲形状也是UWB通讯中的抢手研讨点和要害所在。为此，本文探讨了一种纳秒级脉冲发生电路的原理和规划，完成了什物制作，给出测得的实践成果。
1 现有的办法和缺点
事实上人们对超宽带雷达的研讨是十分早的，从上个世纪六七址时代即已开端，所以现在很热的UWB并不是什么立异。有许多专利文献和文章都专门论述怎么发生满意各种要求的窄脉冲，美国等在这方面的专利有许多。在研讨初期，由于器材和工艺的缺少，首要运用微滤器材（如传输线）等效成开关，然后得到短持续时刻的信号，再经过脉冲成形网络整构成满意要求的波形和电压满意高的脉冲。这些办法造价很高，且器材巨大，更不适于现代运用；后来前苏联人发现二极管上速度极快的良性雪崩应能够使矩形脉冲的上升沿急剧峻峭，然后使得窄脉冲的成形都倾向于运用PN结的雪崩效应。在前期运用雪山崩效应的计划中，由于器材的约束，一般需求在二极管或三极管上加2kV～3kV的反偏高压，一起发生的窄脉冲电压也十分高，但其高偏压的供给自身就很困难；尔后，跟着器材的开展，发生雪崩效应的电压都下降100V～130V左右，然后使得制作本钱和电路自身都大为简略，但此刻已不太适于雷达方面的运用了。由于脉冲较宽且起伏小，作为通讯体系依然太大；脉冲过宽，且辐射还需满意FCC等要求。
针对前人所作的作业和现有的器材，改进并规划了超宽带纳秒级脉冲成形电路，然后完成了详细电路的研发和测验。
2 规划概要和成果
2.1 根本作业原理
电路的逻辑结构如图1所示，运用开关三极管的时刻短良性雪崩效应，让存储在三极管集电极端的电容快速放电而发生纳秒级脉冲。电源模块供给足以使三极管发生雪崩的高达90V的电压，这时即使断掉输入信号，也能够发生自激式纳秒级脉冲；调理电源模块的输出电压使之刚好在开关三极管的临界雪崩电压处，这时加上PPM信号促进三极管发生雪崩效应，得到窄脉冲，然后使输出窄脉冲承载了信息。脉冲整形电路对输入的PPM信号进行推迟和微分，以使之触发雪崩效应。此外调理脉冲生成电路能够得到不同形状的窄脉冲，满意对信息不同调制方法的需求。
2.2 电路规划
根据上述全体构思，挑选恰当元件并运用相应的仿真后，规划了原理电路图，如图2所示。图2中，开关三极管Q1的挑选是整个电路要害，它的参数和功能决议了输出脉冲的极限功能。在这里选用Motorola金属管壳封装的2N2369A，它的开关时刻和转化时刻在同类产品中是一流的，大多数相似的运用都选用这种管子。以模块为中心的电路构成了开关电源，发生使三极管雪崩的电压，这一部分也能够选用其他电路代替。开关三极管集电极端2PF的小电容起存储电荷的效果，它的巨细对脉冲起伏和持续时刻都有决议性影响，一起脉冲起伏和持续时刻都有决议性影响，一起脉冲起伏和持续时刻也是一对对立的量，需求折中考虑。电路的规划需求考虑散布参数和接口匹配：散布参数，尤其是三极管集电极端到开关电源的散布参数，在电路规划不其时，其散布电容可高达十几波法；接口匹配运用输入信号和输出脉冲能够有尽可能小的损耗和失真，以便于测验和辐射。
2.3 实测成果
对电源部分的调试成果如表1所示。挑选第二组输出电压加到三极管集电极，并调理可变电阻使三极管处于临界雪崩状况，此刻参加TTL电平的鼓励信号，测得输出窄脉冲波形。其间所用示波器为HP的54503A，带宽500MHz，测验成果稍有失真。
三极管集电极电容在雪崩状况下经过三极管发射极的电感放电时，得到如图3所和4所示的近似高斯脉冲一阶微分形波形，其重复频率为60kHz，最高可达200kHz；当把电感换成电阻时，可得到单极性近似高斯脉冲型的波形，脉宽可小至1.5ns。由图3和图4测得脉冲持续时刻为5ns，峰峰值10V，测验所得波形十分安稳；改动扩大%&&&&&%、电感或电阻的巨细能够得到不同起伏和持续时刻的纳秒级脉冲。
整块电路的结构紧凑，布线考究，全体电路比一元硬币稍大，封装后可作为一个独立的小型模块运用；别的电路是输入方波上升沿触发的，因而很合适运用到跳时脉冲方位调制的超宽通讯体系中。但为满意现代通讯的需求，特别考虑集成时，体系在许多方面都需求大大改进和进步。
