矿并超宽带无线传感器网络节点收发信机的研究

   结合钨矿矿井超宽带无线感器网络的应用要求,本章主要研究脉冲

UWB通信系统收发信机基本结构, JS28F512M29EW设计满足钨矿矿井下UWB无线通信系统的脉冲信号产生电路、脉冲信号检测电路以及UWB天线。

    脉冲∪WB发射机的设计

   典型的脉冲UWB通信系统的发射机部分主要包括信源、数据信息编码与调制、UWB脉冲信号发生器、发射天线等几个方面,其具体结构如图4.33所示。

    图433 UWB通信系统发射机结构框图

    其工作过程为:信源提供所需要的传输数据信息,将数据信息编码后

送入调制器,然后与UWB脉冲发生器所产生的极窄脉冲信号进行信息调制,调制后的脉冲序列直接通过UWB发射天线辐射出去,不需要功率放大器,因此大大降低了UWB发射机的复杂度。与传统采用正弦载波无线通信系统的发射机相比,脉冲UWB通信系统的发射机不含中频和射频电路,系统结构简单,成本和功耗也远远低于传统的正弦载波无线通信系统。从脉冲UWB发射机系统结构来看,UWB脉冲信号发生器产生波形的好坏直接关系到所设计的UWB通信系统发射机的成败,因此如何设计出满足钨矿矿井下UWB通信系统性能的极窄脉冲信号是整个通信系统设计的关键所在。根据第3二章研究的内容知道,钨矿矿井UWB通信系统的发射信号采用的是一阶高斯脉冲,脉冲宽度在0.23~0.53ns,中心频率在14.lGHz,因此,本章设计的UWB脉冲信号产生电路所产生的一阶高斯脉冲,脉冲宽度要求在0.23~0.53“,中心频率在18~41GHz范围之内。