罗 朋 胡振峰 田世伟 刘马良*

①(西安电子科技大学 西安 710000)

②(军事科学院国防科技创新研究院 北京 100097)

1 引言

20世纪60年代超宽带(Ultra-Wide Band,UWB)的构想首次在“time-domain electromagnetics”中被提出[1]，采用一种无载波的窄脉冲信号进行通信。由于其具有较好的安全性，高传输速率以及高距离分辨率，其在军事及雷达等领域有着重要的应用价值。2002年2月，美国联邦通信委员会(Federal Communications Commission, FCC)正式批准超宽带民用，规定超宽带的工作频率为3.1～10.6 GHz，发射带宽大于500 MHz，但为了防止超宽带与其他通信带宽产生干扰，对发射机发射功率进行了限制，即有效全向辐射功率小于–41.2 dBm/MHz[2]。因此超宽带技术的高速传输速率是以非常宽的带宽为代价，同时超宽带脉冲雷达技术是发射机发射持续时间极短的脉冲信号，而收发机的重复频率周期较长，因此单位时间内消耗的功耗极低，适合今后低功耗的应用场景要求。所以UWB系统在军事雷达领域应用之外，在生物探测、室内定位等商业应用场景得到重要的应用。Decawave 公司在2013年推出第1款基于超宽带技术的单芯片无线收发器。室内和室外定位精确到10 cm以内。通过提供准确的位置感知和通信，为实时定位和室内定位系统、基于位置的服务、无线传感器网络和物联网提供了一种新方法。同时恩智浦推出UWB产品“Trimension”解决方案，如图1所示，在汽车、移动和物联网设备之间实现安全测距和精确感测。近年来国内对UWB系统的研究正快速增加。未来其在物联网、短距通信、室内室外定位、生物探测以及军事等领域有着巨大的应用需求与市场前景。……