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图2是相同的带宽,由于各个Chirp脉冲波形的中心频率变化所体现在时域以及频域上的特性。
由上图2(a)可以看出,随着中心频率向高频部分变化,其时域波形的变化周期缩短,反映在图上就是波形越来越密。其频域功率谱密度图形随着中心频率的变化而变化。
结合上述Chirp脉冲的特性,可以利用将多个Chirp脉冲波形线性叠加,产生一个满足FCC对超宽带辐射掩蔽的限制,并且具有较高的频谱利用率的组合脉冲。
3 Chirp组合脉冲
根据式(2)和式(5),可以将经过匹配滤波器的输出函数写成如下形式:
将若干个Chirp压缩信号由傅里叶变换的线性特性叠加,即可得到宽频脉冲信号:
图3就是根据上述理论进行的仿真结果。其中N=42,B=300 MHz,Tm=10 ns。
从图3看出,Chirp组合脉冲波形的功率谱密度满足FCC MASK的要求,并且其频谱利用率很高。在3.1~10.6 GHz之外的频带,波形的功率谱旁瓣迅速下降,这对带外的干扰也能明显降低,如果考虑UWB系统与现有的窄带系统的干扰,只需要将式(7)中响应频段对应的中心频率去掉,这样即可达到抑制相互干扰的目的。
4 结 语
本文利用Hermite矩阵的特征向量和Chirp脉冲,讨论UWB脉冲波形形成的方法。通过利用Chirp脉冲波形与Hermite矩阵相结合的方法,产生的脉冲波形的功率谱密度满足FCC MASK的规定,并且具有很高的频谱利用率、可以降低对现有的窄带无线通信系统的干扰等优点。