Ultra-Wideband Low-Noise Amplifier超宽带低噪声放大器
UWB超宽带
UWB超宽带什么是UWB超宽带？UWB（Ultra-WideBand）超宽带是一种通过在超宽频带范围内传输数据的无线通信技术。
它基于短脉冲信号，能够在极短的时间内传输大量数据。
UWB超宽带技术在无线通信领域具有广泛应用，包括室内定位、物体追踪、雷达和无线传感器网络等。
UWB超宽带的特点1.宽频带范围： UWB超宽带技术的一项主要特点是其宽频带范围。
通常，UWB的频带范围从几百兆赫兹（MHz）到几千兆赫兹（GHz），因此能够支持高速数据传输和较长的传输距离。
2.低功率： UWB超宽带技术在传输数据时使用低功率，这使得它可以在不干扰其他无线设备的情况下工作。
3.高精度定位： UWB超宽带技术可以实现高精度的室内定位。
由于UWB信号能够穿透墙壁和障碍物，因此可以在室内环境中实现准确的物体定位。
4.抗多径干扰：多径干扰是指由于信号在传播过程中碰撞、反射和折射等原因导致信号传输路径的多样性。
UWB超宽带技术通过使用信号的多径特性来抵消多径干扰，提高信号传输的可靠性。
UWB超宽带的应用1. 室内定位UWB超宽带技术在室内定位方面具有特殊优势。
通过将UWB设备部署在建筑物内部，可以实现对人员和物体的高精度定位。
这在商场、医院和仓库等场所可以提供实时的位置信息，便于管理和安全监控。
2. 物体追踪利用UWB超宽带技术，可以实现对物体的追踪。
通过将UWB标签附着在物体上，可以准确追踪其位置和运动轨迹。
这在物流管理、仓库管理和供应链领域具有广泛应用。
3. 雷达应用UWB超宽带技术在雷达领域也得到了广泛应用。
与传统雷达相比，UWB雷达具有更高的分辨率和更好的目标检测能力。
它可以在不同的天气和环境条件下提供高质量的目标识别和跟踪。
4. 无线传感器网络UWB超宽带技术在无线传感器网络中起到重要作用。
通过使用UWB传感器，可以实现对环境参数（如温度、湿度和压力等）进行高精度和实时的测量。
这在工业自动化、环境监测和智能家居等领域有着广泛的应用前景。
混合集成电路中的超宽带通信技术
混合集成电路中的超宽带通信技术超宽带（Ultra-Wideband, UWB）通信技术是一种无线通信技术，其主要特点是具有非常宽的频带和高速率的数据传输能力。
在混合集成电路中，超宽带通信技术被广泛应用于各种应用场景，如无线传感器网络、智能家居、车联网以及物联网等，为这些应用提供了更高的可靠性和性能。
混合集成电路（Hybrid Integrated Circuit）是指将不同类型的电子器件（如晶体管、二极管、电容器等）以及不同工艺制作的封装材料（如有机物、无机物）等组合在一起形成的集成电路。
超宽带通信技术在混合集成电路中的应用为电路设计人员提供了更大的灵活性和选择性。
首先，超宽带通信技术在混合集成电路中的应用为无线传感器网络提供了更高的可靠性和稳定性。
无线传感器网络用于实时监测和收集环境中的各种参数，如温度、湿度、压力等。
超宽带通信技术通过其较低的功耗和较高的传输速率，有效地解决了传感器网络中的能量消耗和数据传输延迟的问题，从而提高了传感器网络的性能。
其次，超宽带通信技术在智能家居中的应用为家庭自动化提供了更多的选择和便利。
智能家居通过将各种家庭设备和电器连接到互联网，实现了家庭设备的智能控制和监测。
超宽带通信技术可以提供更高的数据传输速率和更低的功耗，使得智能家居设备之间的通信更加灵活和高效。
此外，超宽带通信技术在车联网中的应用为汽车制造商提供了更多的互联互通和安全性的选择。
车联网是指将汽车与互联网相连接，从而实现汽车之间的信息交互和智能控制。
超宽带通信技术可以通过其高速率和低功耗的特性，实现车辆与车辆之间、车辆与基础设施之间的可靠和安全的通信，提高驾驶的安全性和便利性。
最后，超宽带通信技术在物联网中的应用为各种物联设备的连通性和数据传输提供了更大的可能性。
物联网是指通过各种传感器、设备和软件将现实世界物体和虚拟世界相连接，实现物体之间的互联互通。
超宽带通信技术可以实现高速率的数据传输和低功耗的通信，使得物联设备之间的互动更加灵活和高效。
超宽带(UWB)无线通信技术介绍
从时域上讲，超宽带系统有别于传统的通信系统。一般的通信系统是通过发送射频载波进行信号调制，而UWB是利用起、落点的时域脉冲（几十纳秒）直接实现调制，超宽带的传输把调制信息过程放在一个非常宽的频带上进行，而且以这一过程中所持续的时间，来决定带宽所占据的频率范围。
3.1 UWB与IEEE802.11a
IEEE802.11a是IEEE最初制定的一个无线局域网标准之一，它主要用来解决办公室局域网和校园网中用户与用户终端的无线接入，工作在5GHzU-NII频带，物理层速率54Mbps，传输层速率25Mbps。采用正交频分复用（OFDM）扩频技术；可提供25Mbps的无线ATM接口和10Mbps的以太网无线帧结构接口，以及TDD/TDMA的空中接口，支持语音、数据、图像业务。IEEE802.11a用作无线局域网时的通信距离可以达到100m，而UWB只能在10m以内的范围通信。根据英特尔照FCC的规定而进行的演示结果显示，对于10m以内的距离，UWB可以发挥出高达数百Mbps的传输性能，但是在20m处反倒是IEEE802.11a/b的无线局域网网设备更好一些。因此在目前UWB发射功率受限的情况下，UWB只能用于10m以内的高速数据通信，而10m到100m的无线局域网通信，还需要由802.11来完成，当然与UWB相比，802.11的功耗大，传输速率低。
3.2 UWB与Bluetooth
自从2002年2月14日，FCC批准UWB用于民用无线通信以来，就不断有人将UWB评论为蓝牙（Bluetooth）的杀手，因为从性能价格比上看，Bluetooth是现有无线通信方式中最接近UWB的，但是从目前的情况看UWB不会取代Bluetooth。首先从应用领域来看，Bluetooth工作在无须申请的2.4GHz ISM频段上，主要用来连接打印机、笔记本电脑等办公设备。它的通信速率通常在1Mbps以下，通信距离可以达到10m以上。而UWB的通信速率在几百Mbps，通信距离仅有几米，因此二者的应用领域不尽相同。其次，从技术上看，经过多年的发展，Bluetooth已经具有较完善的通信协议。Bluetooth的核心协议包括物理层协议和链路接入协议，链路管理协议及服务发展协议等等，而UWB的工业实用协议还在制定中。还有，Bluetooth是一种短距离无线连接技术标准的代称，蓝牙的实质内容就是要建立通用的无线电空中接口及其控制软件的公开标准，从这方面讲，UWB可以看作是采用一种特殊无线电波来高速传送数据的通信方式，严格地讲，它不能构成一个完整的通信协议或标准。考虑到UWB高速、低功耗的特点，也许在下一代Bluetooth标准中，UWB可能被用做物理层的通信方式。最后，从市场角度分析，蓝牙产品已经成熟并得到推广和使用，而UWB的研究还处在起步阶段。基于以上原因，在未来的几年内，UWB和Bluetooth更有可能既是竞争对手，又是合作朋友。
超宽带低噪声放大器设计与研究
摘要摘要随着信息化时代的到来，人们对通信的需求越来越高，为了提高通信效率、降低通信成本、加强通信安全性，超宽带技术（Ultra WideBand,UWB）应运而生。
而超宽带低噪声放大器作为无线接收机前端的重要模块，其性能直接影响着超宽带接受机的整体性能。
本文的研究对象为超宽带低噪声放大器。
在系统分析了近年来全球的超宽带低噪声放大器研究状况后，对超宽带低噪声放大器的实现原理进行了分析，并将目前主流的几种超宽带低噪声放大器拓扑结构进行了详细的分析以及对比，总结其优点以及缺点。
然后，在现有结构的基础上，提出一种新型的全对称自偏置低功耗的超宽带低噪声放大器电路，并进行设计仿真得到结果以及版图。
最后，在前文设计的基础上,又提出了一种结合人工神经网络工作特点，对超宽带低噪声放大器进行进一步优化的设计。
本次设计，主要结合了近年来超宽带低噪声放大器的主流设计架构，通过将可以实现带宽展宽的自偏置电阻负反馈匹配电路和用以实现良好阻抗匹配电感源极负反馈电路结合得到了电路的第一级结构即输入匹配级电路，在获得足够增益带宽的同时也满足了输入阻抗的匹配条件；而为了使低噪声放大器得到足够的增益尤其是高频增益，又进一步设计了第二级高频增益放大电路来使得总体电路的增益满足条件，并利用电感串联峰化技术将两级电路级联在一起以保证获得足够的工作带宽。
论文的第三章最后给出了本次超宽带低噪声放大器的仿真结果，其工作带宽为1GHz-10.6GHz，在此工作带宽内，电路增益为15.6-18dB，噪声系数NF为2.4dB-3.9dB，并实现了不错的输入阻抗匹配（S11<-10dB），而整个电路的功耗也较低，电路的总功耗仅仅为9.75mW。
同目前的同类研究对比，该电路的带宽、增益、噪声都有着一定的优势。
为了进一步提高超宽带低噪声放大器的性能，本文第四章提出了一种利用人工神经网络的记忆能力以及学习能力来对超宽带低噪声放大器性能进行优化的方法，并给出了实际案例。
uwb技术原理
UWB技术原理详解1. 引言超宽带（Ultra-Wideband，简称UWB）技术是一种用于无线通信的调制和传输技术。
与传统的窄带通信技术相比，UWB技术具有更大的频谱带宽、更低的功率密度和更高的数据传输速率。
本文将详细解释UWB技术的基本原理。
2. UWB技术概述UWB技术是一种基于短脉冲的无线通信技术，其核心思想是通过在时间域上使用非常短且宽带的脉冲来传输信息。
这些脉冲通常持续时间仅为纳秒级别，但频谱却非常宽广，覆盖几个GHz甚至更多。
由于这种特殊的脉冲形式，UWB技术能够实现高速数据传输、高精度定位以及低功耗通信等应用。
3. UWB脉冲生成在UWB系统中，脉冲生成是实现高速数据传输和定位功能的关键步骤之一。
一般来说，UWB系统中使用两种方法来生成宽带脉冲：直接序列扩频（Direct Sequence Spread Spectrum，简称DSSS）和脉冲形状调制（Pulse Shape Modulation，简称PSM）。
3.1 直接序列扩频（DSSS）DSSS是一种将窄带信号扩展到宽带信号的技术。
在UWB系统中，DSSS通过将窄脉冲与一个高速伪随机码序列进行乘积运算来生成宽带脉冲。
这个伪随机码序列通常是一个具有良好相关性特性的码片序列，其周期远远小于脉冲持续时间。
具体而言，DSSS的过程如下： - 步骤1：将要传输的信息数据进行调制，得到基带信号。
- 步骤2：将基带信号与伪随机码序列进行乘积运算。
- 步骤3：将乘积结果进行滤波处理，得到宽带脉冲。
3.2 脉冲形状调制（PSM）PSM是一种通过调制脉冲形状来实现宽带通信的方法。
在UWB系统中，PSM通过改变脉冲的幅度、宽度和相位等参数来实现信息传输。
常见的PSM技术包括正弦调制、高斯调制和Hermite-Gauss调制等。
具体而言，PSM的过程如下： - 步骤1：将要传输的信息数据进行调制，得到基带信号。
- 步骤2：根据基带信号的特性，设计合适的脉冲形状函数。
超宽带天线 (2)
超宽带天线1. 引言超宽带（Ultra-Wideband，简称UWB）技术是一种基于大带宽无线传输的技术，可以实现高速数据传输、精确定位以及物联网应用等多种功能。
而超宽带天线作为UWB系统中至关重要的组成部分，其设计和性能对系统的整体性能有着重要影响。
本文将详细介绍超宽带天线的概念、设计原则以及常见的超宽带天线类型。
2. 超宽带天线概述超宽带天线是一种能够在超宽带频段内工作的天线。
它能够传输大量的数据，且具备透过墙体和障碍物传输数据的能力，因此在无线通信、雷达系统、物联网等领域有着广泛应用。
与传统窄带天线不同，超宽带天线具备以下特点：•带宽宽广：超宽带天线的工作频率范围通常达到几百兆赫兹到几十吉赫兹，因此能够传输更多的信息。
•抗干扰能力强：超宽带技术采用短脉冲信号传输，在频域内具有较好的抗多径干扰能力。
•精确定位能力：超宽带信号能够提供高精度的时延测量，从而实现精确定位功能。
3. 超宽带天线设计原则3.1 带宽匹配超宽带天线的设计需要考虑到其工作频率范围的宽广性。
天线的输入阻抗和辐射模式应当在整个超宽带频段内保持稳定，以保证信号的传输质量和距离。
在设计过程中，可以采用多种技术手段来改善带宽匹配，如使用宽带阻抗转换器、多振子设计等。
3.2 辐射效率超宽带天线的辐射效率对系统性能至关重要。
辐射效率高意味着更好的信号传输质量和更远的传输距离。
辐射效率的提高可以通过合理的设计天线结构、优化天线材料以及减小辐射功率损耗等方式来实现。
3.3 多频段覆盖超宽带天线不仅要满足带宽宽广的要求，还需要能够在不同频段内工作。
因此，设计超宽带天线时需要考虑多频段覆盖的需求。
可以采用多种技术手段，如使用多振子结构、配置可调谐元件等来实现多频段覆盖。
4. 常见的超宽带天线类型4.1 偶极天线偶极天线是最常见的超宽带天线类型之一。
它由两个电极构成，能够在多个频段内较好地匹配和辐射。
偶极天线具有简单的结构和方便的制造工艺，因此被广泛应用于超宽带通信系统中。
基于CMOS工艺的超宽带低噪声放大器设计的开题报告
基于CMOS工艺的超宽带低噪声放大器设计的开题报告一、研究背景和意义超宽带（Ultra-WideBand, UWB）是近年来新兴的无线通信技术，其传输带宽一般大于20 MHz，一般以极短脉冲时间间隔传输数据。
UWB技术具有以下优越性：（1）高速传输：UWB技术的传输速度可达到数Gbps，比传统的通信技术（如WLAN、Bluetooth）快上几个数量级。
（2）高保真度：UWB技术具有极好的时域特性，可提供准确可靠的位置和距离信息，适用于高精度定位和跟踪应用。
（3）抗干扰：UWB信号是低功率、短脉冲的宽带信号，干扰产生的能量很小，因此UWB信号不容易被其他无线设备干扰。
低噪声放大器（Low-Noise Amplifier，LNA）作为UWB系统中一项重要且难以实现的关键电路，承担着接收器前端的信号放大和噪声降低的任务。
在UWB系统中，LNA的主要目标是最大限度地提高接收器的灵敏度，并提高传输速率和特征值的信噪比。
此外，LNA还需要尽可能降低功耗、占用面积和成本，以提高整个系统的性能。
基于CMOS工艺的LNA已经成为了UWB通信领域的核心研究方向。
CMOS工艺具有功耗低、占用面积小、成本低等优点，可以满足UWB通信系统对电路设计的要求。
因此，设计一种基于CMOS工艺的超宽带LNA，具有促进新一代UWB无线通信技术发展的重要意义。
二、研究内容和方法本文旨在设计一种基于CMOS工艺的超宽带LNA，并分析其性能表现。
具体研究内容和方法如下：（1）分析UWB系统的要求和LNA的设计指标，建立设计模型。
（2）根据设计模型，利用Cadence软件设计出LNA电路，并进行仿真验证。
该电路包括放大器的结构、调制方式、传输媒介和双平衡混频器（Double Balanced Mixer，DBM）的设计。
（3）根据仿真结果优化LNA电路，进一步提高其性能表现，并进行特性分析。
（4）在TSMC 65nm工艺下进行电路实现，对电路进行测试评估，比较仿真结果和实验结果，验证设计结果的准确性和性能表现。
31～106 GHz CMOS超宽带低噪声放大器设计
第１期王春华等：３．１～１０．６ＧＨｚＣＭＯＳ超宽带低噪声放大器设计７５软件完成。
最终的各项仿真结果见图５～图９。
图５是通过原理图仿真得到的Ｓ参数￥２１、Ｓｌｌ和Ｓ２２曲线，图６在完成版图验证和寄生参数提取之后通过后仿真（Ｐｏｓｔ—ｌａｙｏｕｔＳｉｍｕｌａｔｉｏｎ）得到的相应的Ｓ参数结果。
对比图５和图６不难发现，在３．１～１０．６ＧＨｚ频带内，后仿真得到的放大器正向增益Ｓ２ｌ较之前仿真结果减小了大约６ｄＢ，降到了１４士０．４ｄＢ，增益曲线仍然具有比较好的平坦度。
后仿真得到的放大器增益有所下降，特别是高频端的增益下降得比较快，是因为后仿真考虑了电路版图中存在的寄生电容等影响，并且考虑到工艺中电感Ｑ值不高这一实际情况，能比较真实的反映出电路的实际性能。
电路在３．１～１０．６ＧＨｚ频带内的输入反射系数Ｓ１ｌ、输出反射系数￥２２均小于．１０ｄＢ。
电路的反向隔离性也比较好，整个频带内Ｓ１２保持在．７５ｄＢ以下。
由图７，后仿真的噪声系数最小值为３．２ｄＢ，３．１．１０．６ＧＨｚ范围内的平均值约为５．８ｄＢ。
在高频端的噪声性能有所恶化，这与电路结构有关，凶为共栅极结构本身噪声系数比较大１１３１０本文之所以采用共栅极结构而没有采用ＬＣ无源滤波器结构【８】，是在实现超宽带的阻抗匹配和低噪声系数的折衷权衡。
后仿真结果显示电路Ｐ１ｄＢ压缩点为一３７ｄＢｍ。
图９是电路版图结果，芯片面积约为０．９５ｍｍ２（１．３ｍｍｘ０．７３ｍｍ）。
本设计的工作电压为０．８５Ｖ，电路的直流功耗为１０ｍＷ。
表１给出了本设计与近年来部分采用０．１８ＬＬｍＲＦＣＭＯＳ工艺的超宽带低噪声放大器设计的比较。
由表１可知，文献８和文献１５中电路的直流功耗虽然低于ｌＯｍＷ，但是同时它们的增益也较低，均为１０ｄＢ左右。
文献［１４】的设计功耗与本设计频率（ＧＨｚ）图７噪声系数ＮＦ图８反向隔离Ｓ１２图９放大器电路版图相当，但是增益也不高（峰值为１２ｄＢ），且带内增益曲线平坦度也不理想。
微弱信号检测的超低噪音宽带放大器设计
产能经济微弱信号检测的超低噪音宽带放大器设计秦正波 任羊弟 王 辉 安徽师范大学物理与电子信息学院摘要：本文简要报道了微型超低噪音宽带快电荷灵敏前置放大器。
该放大器主要采用高增益宽带低噪音电压反馈型集成运放芯片OPA847，其低电压输入噪音低至0.85nV/Hz1/2, 带宽高至3.9GHz。
整个成本低至数百元，是同类型产品的1/10或更少，该前置放大器具有电路结构简单、紧凑，超高速，极低噪音，超高稳定性等优点。
经实验测试，该放大器能有效进行微弱信号的放大和噪音的抑制，可广泛应用于普通物理实验的光电探测的前置放大，科研上也具有较可观的应用前景。
关键词：微弱信号检测；前置放大器；超低噪音中图分类号：TN722 文献识别码：A 文章编号：1001-828X(2017)007-0339-02The design of an ultra-low-noise wideband amplifier for the weak signal measurementQIN Zheng-bo，REN Yang-di，WANG Hui(Department of Physics, Anhui Normal University, Wuhu 241000, Anhui, China)Abstract: A miniature, ultra-low-noise, and high-sensitivity preamplifier has been introduced in brief in this paper. The design is adopted which mainly combines a high-gain bandwidth, low-noise, voltage-feedback operational amplifier OPA847. The input voltage noise density reaches to as low as 0.85nV/Hz1/2 and bandwidth gets up to 3.9 GHz. The device costs only several hundred yuan, which is less than one tenth of cost for similar products. The preamplifier has the advantage of simple, compact, super-high speed, ultra-low noise and super-high stability et al. The amplifier has the function of the gain of weak signal and suppression of noise after testing. It is applied to the amplification of photoelectric detection and has the application foreground for scientific research.Key words: weak signal detection; pre-amplifier; ultra-low-noise引言在大学物理实验中的光电测量，光信息传输实验中的微弱信号检测或者飞行时间质谱实验中的质谱检测，无论光谱测量中使用的光电倍增管[1]，还是质谱实验中使用的微通道板[2-3]，最终输出的都是脉冲电子流，尤其是电子流具有瞬态性和高速性(10-9秒)，而普通的低带宽的放大器无法有效的进行高速电子脉冲信号的放大，并且会造成时间积分上的拉宽，造成信号损失乃至丢失，最终可能不为采集装置所采集，因此从检测器上所获得的微弱信号，需要经过前置放大器进行预放大才可以被瞬态采集卡或者示波器进行信号采集及数据处理。
射频超宽带CMOS低噪声放大器研究与设计
摘 要近年来，无线通信领域的进步以及高速数据通信的需求促使了通信技术的快速发展。
超宽带系统由于具有高吞吐率的优点，目前已成为非常受欢迎的通信技术。
超宽带低噪声放大器作为超宽带接收机的第一级系统，它性能的好坏直接对其后各个系统有较大的影响，因此对于超宽带低噪声放大器的研究很有必要。
在文中首先讲述了超宽带低噪声放大器的研究背景和近几年国内外的研究现状，其次简要阐述了低噪声放大器的主要性能参数，如噪声性能、输入阻抗匹配性能、线性度以及电路的增益性能，并且分析了三种无源器件的特性。
在第三章中主要总结了各类常见的低噪声放大器电路结构及其优缺点，另外，片上电感作为超宽带低噪声放大器设计中最常见的无源器件，对其模型的研究是很有意义的，因此，在本章中也提出了一种改进型单π模型。
通过对各种电路成果进行改进，设计了分别工作在4-18GHz和3-5GHz的高增益、低功耗的超宽带低噪声放大器电路。
主要的研究工作和成果为：(1) 针对片上螺旋电感提出了一种改进型单π集总参数等效电路模型。
提出的模型可以很好地模拟高频下的衬底耦合效应、趋肤效应以及邻近效应；利用R-L-C并联结构实现衬底的寄生耦合效应；使用二端口分析方法和拟线性函数方法可以很容易地得到参数值。
提出的片上电感的模型与HFSS软件仿真的结果相比，模型在0-20GHz时拟合度很高。
(2) 设计并研究了一种工作频带为4-18GHz的超宽带低噪声放大器，该放大器基于TSMC 0.18μm RF CMOS工艺，通过在放大级采用三谐振匹配网络技术不仅提高了电路的增益，而且拓宽了电路的频带。
此外，通过引入衬底偏置技术使电路的功耗下降。
利用ADS软件对电路进行优化仿真，并分析了温度以及工艺角对电路的影响。
最终的仿真结果表明，该放大器在室温25℃的状态下，工作带宽为4-18GHz，增益为15.95-18.73dB，增益的平坦度为2.78dB，噪声系数小于4.9dB，其中最小的噪声系数为3.22dB，电路的工作电压为0.9V，功耗仅为5.715mW，该放大器可广泛应用于低功耗、宽频带的射频集成电路中。
DC-6GHz超宽带低噪声放大器的开题报告
DC-6GHz超宽带低噪声放大器的开题报告
1. 研究背景：
超宽带（Ultra-Wideband，UWB）技术是一种新兴的高速无线通信
技术，具有低功耗、低成本、高带宽和强抗干扰等优点。
在无线通信、
雷达测量、物联网等领域具有广泛的应用前景。
超宽带信号的实现需要
大量的高性能RF设计器件，其中之一是低噪声放大器。
2. 研究目的：
本项目旨在设计并实现一款频率范围为DC-6GHz的超宽带低噪声放大器，在保持低噪声系数和高增益的基础上，满足超宽带信号特殊的频
谱需求，为超宽带通信、雷达和物联网技术的发展提供支持。
3. 研究内容：
本项目的主要内容包括：
①超宽带低噪声放大器的电路设计，包括前端匹配电路、反馈电路、功率稳定器等。
②超宽带低噪声放大器的仿真分析，对放大器的性能进行评估。
③超宽带低噪声放大器的制作和测试，对实验数据进行分析。
4. 预期成果：
本项目预期实现一款频率范围为DC-6GHz的超宽带低噪声放大器，具有以下特性：
①低噪声系数，高增益，满足超宽带信号特殊频谱需求。
②符合超宽带技术应用的实际需求，具备较高的性能和可靠性。
③为超宽带通信、雷达和物联网等领域的应用提供支持。
rfid替代方案
rfid替代方案近年来，RFID技术在许多领域中得到了广泛应用，例如物流管理、供应链追溯、智能交通等。
然而，RFID技术也存在一些局限性，如成本高、读写距离有限等。
为了解决这些问题，研究人员和工程师们正在积极寻找RFID的替代方案。
本文将介绍几种目前被广泛研究和应用的RFID替代方案。
1. NFC（Near Field Communication，近场通信）NFC是一种短距离无线通信技术，可实现设备之间的近场通信。
与RFID相比，NFC可以实现更接近距离的通信，通常在几厘米范围内。
这种技术已被广泛应用于移动支付、智能门锁等领域。
NFC设备可作为RFID标签的替代方案，用于物品追踪、门禁系统等。
2. BLE（Bluetooth Low Energy，低功耗蓝牙）BLE是一种低功耗蓝牙通信技术，用于设备之间的无线通信。
与RFID不同，BLE设备可以实现较远距离的通信，通常可达数十米。
BLE技术已广泛应用于IoT（Internet of Things，物联网）设备中，例如智能家居、健康监测等。
利用BLE技术替代RFID标签，可以实现更广泛的应用范围和更远的通信距离。
3. QR码（Quick Response Code，快速响应码）QR码是一种二维码，可通过扫描读取其中的信息。
与RFID相比，QR码在成本和读写设备的要求上更为低廉，且可携带更多的信息。
许多消费者在购物时已经习惯扫描商品上的QR码以获取相关信息。
QR码可以作为RFID标签的替代方案，应用于产品追溯、库存管理等领域。
4. UWB（Ultra-Wideband，超宽带）UWB技术是一种无线通信技术，具有极高的传输数据速率和精确的定位能力。
与RFID相比，UWB技术在数据传输和定位方面更为优越。
因此，UWB被广泛应用于室内定位、无线传感器网络等领域。
利用UWB技术，可以实现高精度的物品追踪和定位，替代传统的RFID系统。
综上所述，RFID替代方案的研究和应用正日益活跃。
超宽带定义与特性分析报告
超宽带定义与特性分析报告声明：本文内容信息来源于公开渠道，对文中内容的准确性、完整性、及时性或可靠性不作任何保证。
本文内容仅供参考与学习交流使用，不构成相关领域的建议和依据。
一、超宽带的定义超宽带（Ultra-Wideband,UWB）是一种无线通信技术，利用极宽的频谱带宽进行数据传输。
相较于传统的窄带和宽带技术，超宽带技术具有更高的数据传输速率、更低的功耗以及更强的抗干扰能力。
超宽带技术在精确定位、无线通信、雷达探测等领域具有广泛的应用前景。
（一）超宽带的基本原理超宽带技术通过发送和接收具有极宽频谱的信号来实现通信。
这些信号的带宽通常大于500MHz,或者相对带宽（即信号带宽与中心频率之比）大于20%。
超宽带信号可以采用脉冲无线电（ImPUlSeRadiO）或多频带正交频分复用（MB-OFDM）等方式产生。
1、脉冲无线电：脉冲无线电是超宽带技术的一种实现方式，它通过发送极短时间的脉冲信号来传输数据。
这些脉冲信号的持续时间通常在纳秒级别，具有极宽的频谱。
接收端通过检测脉冲信号的到来时间以及幅度等信息来恢复原始数据。
2、多频带正交频分复用：MB-OFDM是另一种超宽带实现方式,它将可用频谱划分为多个正交子载波，并在每个子载波上进行数据调制。
通过采用先进的信号处理算法，MB-OFDM可以实现高速数据传输和较低的误码率。
（二）超宽带的特性1、高数据传输速率：由于超宽带信号具有极宽的频谱带宽，因此可以实现非常高的数据传输速率。
这使得超宽带技术在需要传输大量数据的场景下具有优势，如高清视频传输、实时数据采集等。
2、低功耗：超宽带技术采用脉冲无线电或多频带正交频分复用等高效调制方式，使得在相同传输速率下，相较于其他无线通信技术，具有更低的功耗。
这有利于实现更长的设备续航时间，适用于物联网、可穿戴设备等低功耗应用场景。
3、强抗干扰能力：超宽带信号的宽频带特性使其具有较强的抗干扰能力。
在复杂的电磁环境下，超宽带技术可以保持稳定的通信性能，降低误码率。
超宽带技术要求和测试方法
超宽带技术要求和测试方法超宽带技术（Ultra-Wideband，UWB）是一种短距离、高速率的无线通信技术，具有大带宽、低功耗和高抗干扰能力等特点。
它在无线通信领域有着广泛的应用，如无线传感器网络、高清视频传输、室内定位等。
为了确保超宽带技术的性能和可靠性，需要进行相应的技术要求和测试方法的研究和制定。
一、超宽带技术的要求1. 频率范围：超宽带技术的频率范围应在3.1GHz到10.6GHz之间，以满足不同应用场景的需求。
2. 带宽要求：超宽带技术应具备大带宽特性，传输速率应达到100Mbps以上，以满足高速数据传输的需求。
3. 功耗要求：超宽带技术在实际应用中应具备低功耗的特点，以延长设备的续航时间。
4. 抗干扰能力要求：超宽带技术应具备较强的抗干扰能力，以保证在复杂的无线信道环境中能够稳定地传输数据。
5. 安全性要求：超宽带技术应具备一定的安全性能，以防止数据被非法获取或篡改。
二、超宽带技术的测试方法1. 频谱测试：通过频谱分析仪对超宽带技术的频谱进行测试，检测其频率范围是否满足要求。
2. 带宽测试：利用测试设备对超宽带技术的传输速率进行测试，检测其是否达到100Mbps以上。
3. 功耗测试：通过电流表或功率计等测试设备对超宽带技术的功耗进行测试，检测其是否符合低功耗要求。
4. 抗干扰测试：通过在复杂的无线信道环境下进行实验，测试超宽带技术在不同干扰条件下的性能表现，评估其抗干扰能力。
5. 安全性测试：通过搭建安全性测试平台，对超宽带技术进行安全性测试，检测其是否存在安全漏洞。
6. 传输距离测试：通过在不同距离下进行数据传输实验，测试超宽带技术的传输距离限制。
7. 灵敏度测试：通过在不同信噪比下进行实验，测试超宽带技术的灵敏度，评估其在弱信号环境下的表现。
8. 时延测试：通过对超宽带技术的数据传输时延进行测试，评估其实时性能。
9. 兼容性测试：通过与其他无线通信技术进行兼容性测试，确保超宽带技术能够与其他技术共存。
uwb功率转换载波输出功率公式(二)
uwb功率转换载波输出功率公式(二)UWB功率转换载波输出功率公式1. UWB功率传输公式•UWB（Ultra-Wideband）表示超宽带技术，是一种能在极低功率下传输大量数据的通信技术。
•UWB功率传输公式用于计算UWB信号的传输功率，一般表达为：UWB_voltage_equationUWB_voltage_equation其中，P_T表示传输功率，V_T表示传输电压，R_T 表示电阻。
•例子：假设传输电压V_T为3V，电阻R_T为5Ω，计算UWB信号的传输功率P_T。
解：根据UWB功率传输公式，将V_T和R_T代入计算：P_T = (V_T^2 / R_T) = (3^2 / 5) ≈2. 转换效率公式•转换效率是指输入功率与输出功率之间的比值，用于衡量功率转换的效率。
•转换效率公式一般表示为：conversion_efficiency_equationconversion_efficiency_equation其中，η表示转换效率，P_out表示输出功率，P_in 表示输入功率。
•例子：假设一个电子设备的输入功率P_in为5W，输出功率P_out为3W，计算该设备的转换效率。
解：根据转换效率公式，将P_out和P_in代入计算：η = (P_out / P_in) = (3 / 5) = = 60%3. 载波输出功率公式•载波输出功率是指在无线通信中，信号经过调制后在载波上的输出功率。
•载波输出功率公式一般表示为：carrier_output_power_equationcarrier_output_power_equation其中，P_c表示载波输出功率，P_t表示传输功率，η表示转换效率。
•例子：假设传输功率P_t为，转换效率η为60%，计算载波输出功率P_c。
解：根据载波输出功率公式，将P_t和η代入计算：P_c = P_t * η = * =总结•UWB功率转换载波输出功率公式涉及到UWB功率传输、转换效率和载波输出功率的计算。
翻译1超宽带低噪音放大器——中文部分[资料]
![翻译1超宽带低噪音放大器——中文部分[资料]](https://img.taocdn.com/s3/m/3a71154dbf23482fb4daa58da0116c175f0e1e90.png)
翻译1超宽带低噪声放大器Ultra-Wideband Low-Noise Amplifier摘要超宽带(超宽频)低噪声放大器是数字电视及宽频信号处理器的一个最基本组成部分,但是由于考虑到带宽、噪音和增益控制等综合性能，一般设计很难实现。
一种低噪音,超宽频和高性能直流放大器设计如图1。
该设计涉及AD797构成的精密前置放大电路，VCA810构成的数字电位器控制步进增益电路、、eight-order贝低通滤波器和LC网络以及零点漂移数字校正补偿算法。
试验结果(标签1 - 3和图6)表明,放大器的增益可从0到80dB步进可调,直流到10MHz 的通频带波动小于0.87dB,阻带衰减达到-42dB/ 2 fc、等效的输入噪声电压小于7.2μVrms。
本设计成功地解决一些宽带放大器中的高挑战性矛盾,如超宽带和噪音小,阻带衰减和通频带波动、精确控制增益和更正零点漂移。
关键字：放大器、超宽带、增益可控、零点漂移校正一、介绍超宽带(宽频)低噪声放大器被广泛用于中频和视频放大器中。
这种电路不仅应用在放大视频信号，以及带宽范围从几兆赫甚至到几万兆赫的脉冲信号与射频信号，而且广泛应用于信号处理方面。
近年来，在秘密通讯和目标检测方面超宽带迅速发展，超宽频信号需要更高的带宽要求，因此前端的预处理接收电路必须是一个低噪声的超宽频放大器。
超宽频放大器的性能直接影响信号检测的精度和处理。
所以，低噪音的设计，零点漂移的校正和超宽带成为具有重要的工程意义和应用价值的关键点。
在其它文献,典型的超宽频放大器增益为12-20dB，也有性能和可行性的矛盾。
例如，文献[13][14]提出了放大器超宽带和低噪音问题的解决,但它无法避免零点漂移。
本文设计并实现了一种低噪声宽带放大器、高性能过滤网络,数字化的程控零点漂移校正电路、单片机控制系统和高精度的电力供应。
解决了若干如超宽带和低噪音、阻带衰减和通频带波动、精确控制增益和更正零点漂移等问题。
一种0.8GHz～6GHz CMOS超宽带低噪声放大器设计
一种0.8GHz～6GHz CMOS超宽带低噪声放大器设计肖奔;邓爱萍
【期刊名称】《电子技术应用》
【年(卷),期】2008(34)12
【摘要】给出了一个针对0.8GHz～6GHz的超宽带低噪声放大器UWB
LNA(ultra-wideband low noise amplifier)设计.设计采用0.18μm RF CMOS工艺完成.在0.8GHz～6GHz的频段内,放大器增益S21达到了17.6dB～13.6dB.输入、输出均实现良好的阻抗匹配,S11、S22均低于-10dB.噪声系数(NF)为
2.7dB～4.6dB.在1.8V工作电压下放大器的直流功耗约为12mW.
【总页数】4页(P57-60)
【作者】肖奔;邓爱萍
【作者单位】湖南人文科技学院,湖南,娄底,417000;湖南人文科技学院,湖南,娄底,417000
【正文语种】中文
【中图分类】TP3
【相关文献】
1.CMOS超宽带低噪声放大器设计难点和要点分析 [J], 石磊;华梦琪;张惠国
2.一种新型超宽带CMOS低噪声放大器设计 [J], 戴彬;陈迪平;刘文用
3.基于3.1～10.6 GHz CMOS超宽带低噪声放大器设计 [J], 赵小荣;范洪辉;朱明放;傅中君;黄海军;陈鉴富
4.3～5 GHz超宽带无电感CMOS低噪声放大器设计 [J], 王巍;宫召英;杨铿;马晓
英;唐政维;王岳生
5.0.13微米CMOS双通道超宽带低噪声放大器设计 [J], 张弘;梁元
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
uwb的定位原理与应用
UWB的定位原理与应用1. UWB技术概述UWB（Ultra-wideband）是一种无线通信技术，其特点是传输频带宽度非常大，可以覆盖从几百兆赫兹到几十吉赫兹的频段。
UWB技术由于其高精度、低功耗、高抗干扰性等特点，在室内定位、物品追踪、智能交通等领域应用广泛。
2. UWB定位原理UWB定位主要通过测量信号的到达时间、到达角度与多径传播等参数来确定目标物体的位置。
其基本原理如下：•传输：发送方通过将数据信号通过超宽带脉冲进行调制，将信号以非常窄、非常短的脉冲形式发送出去。
•接收：接收方接收到发送方的信号，并通过时间差测量等方法分析信号，获取到达时间、到达角度等信息。
•多路径衰减：由于UWB信号在传播过程中会遇到反射、衍射等现象，因此会形成多条传播路径。
通过对多路径信号进行分解和处理，可以实现对目标物体的精确定位。
3. UWB定位方法UWB定位可以通过多种方法实现，以下是常见的几种方法：3.1. TOA（Time of Arrival）TOA方法是通过测量信号从发送器到接收器的时间来确定目标物体的位置。
具体步骤如下：1.发送端发送校准信号。
2.接收端接收到校准信号，并记录接收时间。
3.计算校准信号的传播时间差。
4.根据传播时间差及速度，计算目标物体的位置。
3.2. TDOA（Time Difference of Arrival）TDOA方法是通过测量信号到达不同接收器的时间差来确定目标物体的位置。
具体步骤如下：1.发送端发送校准信号。
2.不同接收器接收到校准信号，并记录接收时间。
3.计算每个接收器之间的时间差。
4.根据时间差及速度，计算目标物体的位置。
3.3. AOA（Angle of Arrival）AOA方法是通过测量信号到达接收器的角度来确定目标物体的位置。
具体步骤如下：1.发送端发送校准信号。
2.接收器接收到校准信号，并记录接收到信号的角度。
3.根据接收到信号的角度及发送器与接收器之间的距离，计算目标物体的位置。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2012 International Conference on Solid State Devices and Materials ScienceUltra-Wideband Low-Noise Amplifier Kaizhuo Lei, Jiao Su, Jintao Shang, Quanshun Cui and Haibo YangCollege of Marine EngineeringNorthwestern Polytechnical UniversityXi’an, Shaanxi Province, China 710072AbstractUltra-Wideband (UWB) Low-Noise Amplifier (LNA) is an essential part of the digital TV and UWB signalprocessor, but what makes it hard to design is the comprehensive consideration of bandwidth, noise and gain controlperformance. A new solution of high performance amplifier with low-noise, UWB and direct current (DC) ispresented (Fig.1), which is composed of a precision pre-amplifier with AD797, a stepped gain controller withVCA810 and a digital potentiometer, an eight-order Bessel low-pass filter with LC network, a zero-drift correctorwith the digital compensation method. The test results (Tab 1-3 & Fig.6) show that the gain of amplifier can beadjusted from 0 to 80dB by step, the fluctuation of the pass band from DC to 10MHz is less than 0.87dB, stop-bandattenuation reaches -42dB/2fc, the equivalent input noise voltage is less than 7.2μVrms. This design successfullysolves some high challenging contradictions, such as ultra-wideband and low-noise, stop-band attenuation andpass-band fluctuation, precise gain control and DC zero-drift correction.©2012 Published by Elsevier B.V. Selection and/or peer-review under responsibility of Garry LeeKeywords :amplifier; ultra-wideband; low-noise; gain control; zero-drift correction1 Introduction1Ultra-wideband (UWB) Low-Noise Amplifier (LNA) is widely used inthe mid-frequency and videoamplifiers. This kind of circuit is not only used to amplify the video signal, impulse signal and RF signalwith the bandwidth ranging from DC to several MHz or even tens of MHz [1], but also widely applied inthe signal processing [2]. In recent years, with the rapid development of ultra-wideband in the covertcommunication [3] and target detection [4], higher requirements for the bandwidth are claimed by theUWB signal, thus the front-end preprocessing circuit of the receiver must be a low-noise amplifier [5][6] with UWB [7]-[9].The performance [10] of the ultra-wideband amplifier directly influences the precision of signaldetection and processing. As a consequence, the design of low-noise, low zero-drift and ultra-widebandbecomes the key point which is of great engineering significance and application value [11]. In other references, the typical gain of UWB LNA was 12-20dB [12] and there was also a contradiction between performance and feasibility. For example, Ref.[13] [14] proposed the amplifier which solved the problem of ultra-wideband and low-noise but it couldn’t avoid zero-drift and high NF.This paper designed and realized a low-noise wideband amplifier made up with the low-noise amplifier, high performance filter network [15], and digital program control circuit for zero-drift correction [16], MCU control system and high precision power supply. Several contradictions such as the ultra-wideband and low-noise, the high stop-band attenuation and low pass-band fluctuation, the high precise gain control and the compensation of DC zero-drift, etc. were successfully solved [17]. The design of our machine got superior parameters and reliable performance together with better promotion value.2 Solution Of Low-Noise And Ultra-widebandThe functional block diagram of the low-noise wideband DC amplifier is shown in Fig. 1. Theamplifier system contains five parts: the primary amplifier, filter network, zero-drift correction circuit,control system and high performance power supply. The primary amplifier consists of low-noise precise pre-amplifier, gain control, mid-amplifier and power driver circuit outputted by the final push-pull. Thelow-noise precise pre-amplifier adopts the ultra low-noise integrated operational chips, realizing the low-noise for the whole system. Voltage gain is adjusted by the MCU. Mid-amplifier consists of the low-noise, high speed integrated amplifier in order to increase the system gain. Final end power driver adopts the dual op-amp consisting of the pull-push output to increase the loading ability of the system. The high performance filter adopts the passive filter proposal to realize the 0~5MHz and 0~10MHz dual channel, eight-order Bessel low-pass filter with the switchable wave band. The zero-drift correction hastwo proposals: analog revised and digital revised, and here we adopt the digital one to increase the correction precision. The control system is to realize the gain and zero-drift digital control with the MCU AT89C52 [18] as the centre. Power supply adopts the mixed regulator, through the decoupling filter, secondary regulator and precise regulator in order to provide the precise low-noise DC power for the whole system.3 Design Of Circuits And Calculation Of Parameters3.1 The design of low-noise and ultra-widebandDecreasing the output noise is the key to the wideband amplifier. By using the Friis Formula we can get the noise coefficients of the cascade amplifier [19]:Where NF1、NF2…NFn are the noise coefficients of each amplifier, and Kpa1、Kpa2…Kpa(n-1) are the gains of each amplifier. From the Friis Formula we can see what affects the cascade amplifier most is the first stage amplifier, so we should try to get an amplifier of smaller noise coefficient and larger gain in the low-noise design.The design chooses the ultra low-noise integrated op-amp AD797 as the pre-amplifier matching the appropriate source impedance. The peripheral devices consist of high performance low-noise metal film resistors and each stage adopts low-noise chips. The LC low-pass filter with bands of 0~5MHz and 0~10MHz is designed. And also the analog and digital grounds are separated in the PCB layout and masking technique is also adopted in the preceding stage in order to decrease the output noise voltage. The low-noise pre-amplifierconsisting of AD797 is shown in Fig. 2.3.2 Program gain controlGain controller is a kind of control method with the amplifier gain changing along with the external control signal. In this system, the program gain control is realized easily by using the external keyboard to set the gain, the voltage gain control amplifier VCA 810 is selected as gain controller.With the control of MCU, the digital potentiometer X9C103 adjust the output voltage ranging between 0~2V, which is added to the VCA810 gain control pin. In this way, we can reach the system with the gain of 0~80dB and the 1dB step adjustable. The principle circuit of gain controller is shown in Fig. 3.3.3 DC zero-drift correctionDC zero-drift is that the operating point of DC amplifier irregularly, slowly and gradually changes.The greater the gain and the more magnification series, the more serious the phenomenon will be, even making the op-amp work badly when the zero-drift reaches the saturation. So a DC zero-drift correction circuit must be designed in order to guarantee the stability of DC amplifier. Through A/D sampling, the DC zero-drift detected in the final stage is sent into the MCU, then we can realize the automatic set of zero by choosing the proper reference voltage and using MCU to control digital potentiometer X9C102 with a compensation voltage adding to the zero regulating end. The zero-drift correction circuit is shown in Fig. 4.3.4 High performance filter networkThe filter is mainly used to reduce the noise, filter band interference and improve system stability. In this design, two low-pass filter pass-bands are 0..5MH and 0..10MHz, with the additional requirements of the pass-band fluctuation less than 1 dB, and stop-band attenuation 40dB/2fC, so precise capacitance and inductance are used to achieve the eight-order passive LC low-pass filter. In order to realize the linear phase, the Bessel filter has to be adopted. As for the complicated calculation and hardship in setting the parameters of LC filter, we can use the software named Filtering Solutions to do some computer aided design. The high performance filter is shown in Fig. 5.4 System performance test4.1 The measurement of the system’s self-noiseThe system is plugged in ±15V DC power supply with the input shorted to GND. The amplifier gain was adjusted to Av=40dB、60dB、80dB. The oscilloscope was used to observe the output noise waveforms of each amplifier and the Agilent 34401A was used to measure the RMS of noise voltage, the measure results are shown in TABLE I.4.2 The test of zero-drift correctionKeeping the input shorted and use the MCU to control the digital potentiometer, adding the compensation voltage by a step of 20 dB, adjusting the gain of amplifier in order to suppress the DCzero-drift .Use Agilent 34401A to measure the correction voltage under different magnifications, the results are shown in TABLE II.4.3 The calibration of the gainSet the working frequency band at 0~10MHz and the input signal frequency fi = 2MHz. Respectively,set the gain of amplifier separately at 0、20dB、40dB、60dB、80dB and input the appropriate signal amplitude Vi, use dual-channel oscilloscope to observe the input and output, record the output signal amplitude, calculate amplifier real gain and make comparisons with the set, the results are shown in TABLE III.4.4 Amplitude-frequency characteristics of the systemFix the amplitude of the input signal Vi = 100mVpp, AV=40dB, adjust the signal frequency between0~20MHz, then use the oscilloscope to observe VPP of the output signals with different frequency input signals and record them. Draw the curve of amplitude-frequency characteristic with MATLAB [20],which is shown in Fig.6.5 ConclusionIn this paper, the key technology of the ultra-wideband low-noise DC amplifier was researched. A high performance amplifier based on ultra-low-noise pre-amplifier, LC filter network, digital program gain control and zero-drift correction circuit was presented. The D/A converter was adopted to control the low-noise wideband amplifier VCA810, and the dynamic voltage gain range 0~80dB was achieved, the linear phase low-noise filter with band 0~10MHz was realized with the passive wideband Bessel low-pass filter, which composed by the inductance and capacitance, matched up with the low-noise preamplifier AD797, the equivalent input noise less than 7.2 μVrms was guaranteed. The MCU was used to control the digital potentiometer X9C102 to add compensation voltage to the zero-set end in order to realize the auto-adjustment of DC zero-drift. The test results show that the amplifier designed works with low-noise, small offset, high cost-effective, great stability and reliability.6 AcknowledgmentThe authors would like to thank Tiande Gao and Linwei Tao for help in the experiment, Zengxiang Fu and Hai Huang for advice in English writing.。