吴永坚

（广州海格通信集团股份有限公司，广东 广州 510000）

0 引 言

超宽带无线与传统的窄带和宽带有一定的区别，频带更宽，中心频率大于500 MHz。从时域上讲，超宽带系统大大缩短了信息数据的传送时间，可以直接实现对信息的调制。超宽带无线在通信技术领域中的应用，可进一步提高我国的通信技术水平，整合传输信息进一步提高信息数据的准确性。因此，下面将深入分析超宽带无线的优势和特点。

1 超宽带无线的发展

随着信息技术的不断发展，人们对通信技术提出了更高的要求。超宽带无线在通信技术领域的应用，在满足社会发展的同时，完善了脉冲、基带、时域以及信号等内容。20世纪60年代已经出现了有关超宽带无线发射机和接收机的设计技术，但由于一些客观因素的影响，没有在实际通信过程中得到有效应用。随着信息技术的不断发展，相关研究人员对超宽带无线进行了深入研究。到20世纪90年代，设备制造技术的进步，使得超宽带无线系统不断完善，超宽带无线的基本构成和具体细节得到了发展[1]。

在国外，因为超宽带无线具有信息传输快等优点，所以在军事雷达和灾害救援搜索等领域得到了一定应用。超宽带无线具有独特性，在微电子技术水平不断提高的背景下，在通信技术领域得到了一定应用，提高其技术水平，同时大大降低了费用。超宽带无线是一种低功耗且相对简单的无线通信技术，对信道衰落不敏感，可以有效收集和整合周围的数据信息。

超宽带无线发展背景下，宽频在短波中得到了一定应用。短波是通信和宽带高频雷达的关键内容之一。宽频在短波中的应用，提高了信息数据传输速度，同时进一步扩大了空间。短波中由于导线较多和结构设计复杂，其占地面积较大，不适合安装在空间受限的场合。宽频在短波中的应用，所需宽带天线较少，甚至不需要天线就可以实现信息数据的传输。

2 超宽带无线系统

超宽带无线的优点较多，在实际运行过程中受外界影响较小。所谓超宽带带宽，主要是按美国联邦通信委员会定义的，比中心频率高。比如，对于一个中心频率在4 GHz的信号，需跨越到一个更高的范围才能是超宽带无线信号。系统发送设计如图1所示。

技术人员要想加强对超宽带无线的合理应用，不仅要分析超宽带无线在通信技术领域的应用措施，还要分析其内容，完善其模式，加强对超宽带无线的合理应用，为超宽带无线的稳定运行提供保障。

图1 系统发送设计

3 产生超宽带无线脉冲信号的过程

在超宽带无线应用过程中，产生极短脉冲宽度的信号源是超宽带无线技术在工作过程中有效应用的前提条件。所以，技术人员要分析无载波窄脉冲信号，不断激励信号的波形，加强对单个短脉冲的控制，分析其产生过程[2]。

3.1 光电方法

这种方法的基本原理主要是利用光导开关，导通上升沿获得脉冲信号。它属于激发源的激光脉冲信号，得到的脉冲宽度能达到所规定的量级。研究发现，由于光导开关主要采用集成方法制成，所以在实际应用过程中获得了很好的一致性，是超宽带无线工作过程中的常用方法。

3.2 电子方法

在超宽带无线中，这种方法的原理是对半导体PN结反向加电，使其达到雪崩状态产生脉冲信号，是目前应用得最广泛的方式。但是，它主要采用电脉冲信号作为触发，前沿较宽，在实际触发过程中精度会受到影响和限制。在要求控制脉冲精度的过程中，如果使用这种方式将达不到要求控制的精度。

受晶体管耐压特性的限制，使用这种方式只能产生几十伏到上百伏的脉冲。虽然脉冲宽度能达到1 ns以下，但难以控制其精度。

在研究超宽带无线的过程中，脉冲位置调制和脉冲幅度调制是超宽带无线电的主要调制方式。用每个脉冲出现的位置调节特定信息，整合调制信号时要保证技术的正确接收，也就是用交叉器检测和处理调制信息，如果不进行处理就不能达到正确接收的目的，从而影响超宽带无线在通信技术领域的应用。

在超宽带无线系统的稳定运行中，主要采用跳时脉冲位置调制设计长脉冲序列，在时间上对下一块信息进行随机分布，能在频域内得到更加准确的信号，在保证信息数据稳定性的基础上，使超宽带无线在频域中迅速传播。

4 超宽带无线的内容

4.1 天 线

为充分发挥超宽带无线在通信领域中的作用，研究和分析了辐射时域短脉冲天线。超宽带无线中的天线作为信号信息传播的主要途径，在保证达到相关要求的同时，还要对其进行分析。天线的输入阻抗具有超宽带特性，所以能在迅速传播信息的同时，保证相关信息和超宽带无线中的脉搏冲量一致，有效辐射信号能量，从而为数据信息在超宽带无线中的稳定传播提供基础。

研究天线发现，其相位中心具有超宽频带不变特性，即要求天线的相位中心在主要频带上保持一致。因此，研究短脉冲辐射技术时，技术人员可以借鉴国外早期采用的扇形偶极子天线技术。

在科学技术不断发展的背景下，相关的技术人员利用集成电路方式进行馈电，结合实际情况研究了超宽带平面槽天线。它具有超宽带特性，对较高频率没有限制，可以高速传输数据信息。

4.2 收发信机

传统无线收发信机的结构比较复杂，所以数据信息的传输速度较慢。传统的无线收发信机一般采用超外差式结构，超宽带无线收发信机主要采用零差结构，能在较高的传输速度下进行十分简单的操作，减少了能量损失，降低了经济成本[3]。

5 超宽带无线技术在通信领域应用的特点

5.1 传输速率高，空间容量大

研究人员分析信道容量公式发现，在加性高斯白噪声信道中超宽带无线系统的传输速率没有误差，信号带宽B高达500 MHz～7.5 GHz，说明超宽带无线具有非常高的传输率和空间容量。因此，即便信噪比很低，超宽带无线系统的传输速率在短距离上仍可达到几百兆。实际的信息数据传输过程中，使用7 GHz的带宽，信噪比即便低到10 dB，其理论信道容量也会到达1 Gb/s，因此超宽带无线在通信技术领域中提高传输速度的同时，大大提高了空间容量。

5.2 完成了短距离通信

研究超宽带无线的过程中发现，超宽带无线系统的可辐射功率存在一定的限制，在3.1～10.6 GHz频段的总辐射功率只有0.5～5 mW，远远低于传统窄带系统。同时，在传输距离不断增加的过程中，它的信号功率会不断衰减。为有效提高信息接收的效果，缩短传输距离，相关技术人员和研究人员根据香农公式，利用信道容量表示距离。

超宽带信号具有极其丰富的频率成分，技术人员可根据这个特点对超宽带无线技术进行创新。但是，随着传输距离的增加，超宽带无线的高频信号会减弱，导致超宽带无线中的信号产生失真，从而影响通信系统的稳定性。相关研究表明，当收发信机间距离小于10 m时，超宽带无线系统的信道容量高于WLAN系统，因此超宽带无线适合应用于短距离通信。

5.3 良好的共存性和保密性

因为超宽带无线的辐射谱密度较低，所以它具有很好的共存性和保密性。在通信技术领域中应用超宽带无线，可实现对无线频谱资源的有效利用。极低的辐射谱密度使数据信号在实际传输过程中很隐蔽，难以被截获，一定程度上提高了通信信息的保密性[4]。

5.4 分辨能力强，定位精度

超宽带无线采用持续时间极短的窄脉冲，所以它的时间和空间分辨能力很强，信号的分辨率也极高。这种极高的多径分辨能力，可让超宽带无线中的信号变得更加精确，保证测距和定位能力具有高效性。因此，通信系统要想提高信息传输的精确性，就要辩证地分析超宽带无线信号的多径分辨能力。

因为无线信道的时间及频率选择都是影响超宽带无线在通信领域应用的重要因素，所以在窄带系统中要加强对时间和频率的控制。不可分辨的多径导致衰落，因此在信息技术不断发展的背景下，为完善通信系统，技术人员一定要认识到超宽带无线在通信技术领域中的重要性。

5.5 体积小和功耗低

超宽带无线作为一种新型的信息通信技术，具有体积小和功耗低的优点。超宽带无线的数据可在不需要正弦载波的基础上被调制在窄脉冲上并进行传输，然后接收机利用相关器直接检测信号。超宽带无线在通信技术领域中的应用，可大大降低系统的复杂度，从而不断减小体积和功耗，为通信系统的稳定运行奠定基础[5]。

6 超宽带无线的发展现状

随着新时代的到来，信息技术不断发展。超宽带无线作为一种无载波通信技术，起源于20世纪60年代。无线通信技术飞速发展的背景下，人们对无线通信提出了更高的要求。超宽带无线在提高大数据传输速率的同时，改善了设备的发射功率。但是，超宽带无线系统的整体架构存在一定的问题，所以技术人员需进一步研究超宽带无线。

在信息技术不断发展的今天，为加强超宽带无线在通信领域的合理应用，技术人员还要创新和研究超宽带无线的传输速率和高频段方式等，整合每个超过1 GHz频带内极短时间脉冲中的数据信息，分析超宽带无线的特点，保证其系统的稳定性。

7 应用前景

7.1 电子设备中的应用

超宽带无线除了在通信技术领域得到一定的应用外，在移动电子中也得到了一定的应用，可为PC用户提供无线USB、为PC和打印机等设备提供无线连接以及实现信息的快速传递。PC主要采用超宽带无线作为短距离线缆的替代方案，信号传输效率较快，还可将所有的影像捕捉设备和个人电脑互联，为用户提供更加优质的影像。此外，可将其直接连接到显示设备和P2P设备，使移动电话变成个人服务器，为人们的生活提供便利。

7.2 家庭消费电子类产品

研究人员发现，超宽带无线在家庭消费电子产品中的应用会消除家庭娱乐设备间的电缆，提高人们的生活质量。超宽带无线具有空间容量大和功耗低等优点，所以在各个领域得到了应用。技术人员为抢占庞大的超宽带无线，加强了其在通信技术领域中的应用，对其进行了进一步的研究和完善，并结合实际情况开发了无线USB规范[6]。

为加强对超宽带无线的合理应用，保证信息数据的准确性，使家电等相关产品能满足消费人员的要求，提高超宽带无线在实际发展过程中的影响力，需深入研究超宽带无线的特点，结合通信系统在实际运行过程中的问题，引入先进技术不断完善超宽带无线系统，提高其技术性能，在保证数据信息稳定的基础上实现信息的快速传递。

超宽带无线不管是在通信技术领域还是在其他领域，都有着广阔的应用前景。因此，为进一步促进我国信息技术和通信技术的稳定发展，技术人员深入研究超宽带无线的特点[7]。

8 结 论

综上所述，在信息技术不断发展的今天，通信技术成为人们生活和生产过程中不可缺少的部分。通信技术的好坏对人们的生活质量具有直接影响。为进一步提高信息传输的速度，需分析超宽带无线的特点，完善通信系统，提高数据信息的准确性，扩大空间容量，为我国信息技术在社会中的稳定发展夯实基础。