单带脉冲设计

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1、UWB辐射掩蔽
FCC分配给UWB所使用的宽度是7.5GHz，但是由于资源稀缺，这段频带并不是UWB专用的，一些固定的卫星业务，或者工作于甚高频段的特殊扩频通信系统等也会占用UWB的所属频段，这肯定会对其他信号造成干扰，因此，FCC限定了超宽带的每一个频点上的空中接口都有一个最大受限功率，这个功率的值由FCC制定的辐射掩蔽Smask （f）来确定。
Smask （f）限定了辐射信号的功率谱，即限定某一频率范围内的有效全向辐射功率（EIRP）的频谱密度，其表达式为

。

其中，PTX为发射机的最大可用功率，GAT为发射天线增益。一般常用d Bm表示EIRP的大小，即10log EIRPm W。
通常会用d Bm Hz或d Bm MHz作为谱密度单位，事实上，在一个给定的 cf处，Smask （f）是以单位为d Bm的数值给出的。而且，在某一个 cf处Smask（f）的数值表明，它是在 cf附近的测量带宽（mb）的范围内允许的最大EIRP，这个数值可用EIRPmb代表。当传输信号带宽B等于测量带宽，即B=mb时，EIRPmb才会和总的可允许EIRP一样；当 >mb B 时，最大可允许EIRP等于EIRPmb值的总和。特别地，如果EIRPmb值在整个带宽范围是一个常数，则可以得到

。

根据FCC规范，FCC制定的常见设备的功率极限值如表7-2所示。

2、典型单带脉冲波形
FCC辐射掩蔽在UWB信号的通信频段[fL,fH]范围内为常数，因此从频域的角度出发，将辐射掩蔽等效成一个理想带通滤波器，带通滤波器的频率响应H(f)为

。

扁长椭球波函数，其中式

可等效为一个持续时间为T的脉冲信号ϕ(t)通过一个带宽为Ω的理想低通滤波器后输出为λϕ(t)。因此可以推断，当ϕ(t)通过一个截止频率为[fL，fH]的带通滤波器时，输出依然为λϕ(t)，即

其中，h（t）为带通滤波器H（f）的冲激响应，ϕ(t)为带通扁长椭球波函数。令UWB脉冲ϕ（t）为

。

上式中得到的是在单带脉冲设计中使用的PSWF函数。为了充分利用频谱资源，应该尽可能地让脉冲的能量全部集中于FCC规定的UWB的限制频段内，单带脉冲设计正是基于此设计思想来实现的。在具体实现过程中，令fL=3.1GHz,fH=10.6GHz,T =2\s，这时可以认为能量最大限度地集中在这段超宽的频带上。

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