超宽带正交波形设计研究

脉冲波形的设计是超宽带（UWB）系统的关键技术之一。为了设计满足FCC辐射掩蔽及降低系统多用户干扰的超宽带波形,本文研究了两种产生UWB信号正交成形脉冲的新方法。一种是首先对高斯导函数的组合进行了研究,然后在高斯组合函数的基础上提出了一种利用Gram-Schmidt正交化方法产生UWB正交成形脉冲;另一种是基于Coiflets正交小波产生UWB信号正交成形脉冲。MATLAB仿真结果表明,产生的新UWB脉冲的功率谱密度满足FCC辐射掩蔽的限制;而且是完全正交的,可将其用于多用户通信,降低多用户干扰。     

超宽带正交波形设计研究

脉冲波形的设计是超宽带（UWB）系统的关键技术之一。为了设计满足FCC辐射掩蔽及降低系统多用户干扰的超宽带波形,本文研究了两种产生UWB信号正交成形脉冲的新方法。一种是首先对高斯导函数的组合进行了研究,然后在高斯组合函数的基础上提出了一种利用Gram-Schmidt正交化方法产生UWB正交成形脉冲;另一种是基于Coiflets正交小波产生UWB信号正交成形脉冲。MATLAB仿真结果表明,产生的新UWB脉冲的功率谱密度满足FCC辐射掩蔽的限制;而且是完全正交的,可将其用于多用户通信,降低多用户干扰。     

基于DSP的UWB信号混沌调制实现

采用DSP技术产生混沌信号,再量化、编码成二值序列,用来调制UWB脉冲信号.充分利用DSP数据处理的快速、灵活的优点,也能满足UWB信号传输速率快的特点.实验最后给出UWB通信系统在TH-PPM方式下,采用混沌序列调制UWB信号所得到的功率谱结果,并和未采用混沌序列调制的功率谱结果进行比较.     

一种新的超宽带窄脉冲产生方法

超宽带(UWB)技术是通过持续时间极短的脉冲传送信息的无线新技术.本文采用数字集成芯片设计了低功耗的UWB脉冲发生器.实验获得了纳秒级的超短、快速前沿的单极性高斯型UWB脉冲,脉冲的峰峰值为0.77V,半宽度为455ps.该电路结构简单、体积小、电路稳定、易于集成,适用于短距离环境下的超宽带无线通信系统.     

脉冲超宽带信号调制技术分析

脉冲超宽带信号的单脉冲形式能够影响到传输信号的功率谱密度,单脉冲形式的选择应遵循频谱利用率高,抑制干扰灵活,脉冲产生容易等原则。对于信息数据的调制主要有基于幅度的调制（PAM ）和基于时延相位的调制（PPM）,主要的多址技术有跳时（TH）扩频调制、直接序列（DS）扩频调制,最主要的两种基本调制方式是 TH‐PPM 和DS‐PAM。采用高斯脉冲,将脉冲波形调制,跳时技术,直接扩频技术组合在一起,组成一种新的组合调制方式DS‐T H‐PSM调制,使一种信号具有3个属性,降低了信号捕获时判决的难度,增加了系统的安全性。     

超宽带无线接入技术UWB应用领域不断拓展

超宽带无线技术UWB（UltraWideBand）是一种应用于1GHz以上带宽的无线通信技术。由于UWB是无载波通信技术，利用纳秒至微微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，因此其所占的频谱范围很宽。UWB是利用纳秒级窄脉冲发射无线信号的技术，带宽频率范围为从3．1GHz到10．6GHz之间，适用于高速、近距离（有效传输距离在10m以内）的无线个人通信。     

基于微波可控振荡器的高速UWB信号设计和实现

基于微波晶体管负阻特性原理,设计出一种应用于高速超宽带(ultra wideband,UWB)脉冲调制的微波可控振荡器。该振荡器采用电容级联模式的谐振回路和Q值可调的T型匹配电路,具有极快的调谐速度、较高的频率稳定度和较低的相位噪声,并且利用微波晶体管的高速开关特性实现了高速UWB信号设计。实际测试表明该振荡器中心频率为3.500 GHz,峰值输出功率1.57 dBm,调谐时间τ小于1ns,相位噪声为-108.31@300 kHz,对于高速UWB脉冲信号频谱的带宽可达600 MHz。     

通信系统的Multisim仿真分析

调制和解调是通信技术的核心.鉴于Multisim分析高频电路的优点,在深入分析双边带幅度调制和解调的基础上,本文在Multisim环境下建立了一个通信系统模型.通信系统模型利用磁场感应,采用变压器模块实现天线的收发功能;采用放大器对解调信号进行放大,实现对输入信号的再现;利用Muhisim提供的示波器模块和频谱分析模块,分别对调幅波和解调波进行了波形和频谱分析.实验结果表明,Muhisim在高频电路仿真中具有快速、准确、灵活等优点.     

一种局部放电脉冲信号频域变换的新方法

为了提高检测系统识别局部放电信号和干扰信号的能力,笔者根据局部放电脉冲信号的超宽带特性,提出使用梅林变换对其进行处理,得到该脉冲信号的特殊"频域"波形。针对实际信号的离散特性,给出了基于快速傅立叶变换(FFT)而实现信号快速梅林变换(FMT)的方法。实例分析结果表明:该变换算法简单、运算速度快,可以应用于宽带信号的在线实时处理。这为局部放电脉冲信号"频域"变换以及"频域"波形特征参数提取提供了一种新的方法。     

基于FPGA的改进正交GMSK调制器

GSM系统中采用GMSK调制方式.GMSK调制恒定包络,且具有较高的频谱利用率,与其它调制技术相比,GMSK具有频谱副瓣低、带外辐射小等优点.目前,GMSK调制主要有锁相环与正交调制两种实现方式,随着软件无线电的提出,正交调制实现方式逐渐得到广泛的研究与应用.介绍了利用波形存储正交调制法调制GMSK的方法,同时利用单象限正余弦波形存储结构降低波形存储容量,提高了硬件的性能.     

考虑灵活性供需平衡的输电网扩展规划

随着可再生能源的大规模并网,其时空分布特性和不确定性将改变电力系统原有的运行方式,传统电网规划已无法适应当前多重不确定性影响下的电力系统需求。灵活性指标能够量化电力系统应对不同时间尺度下不确定性的能力,以消除或减小其带来的负面影响,对电力系统安全稳定运行具有重要意义。从灵活性出发,兼顾灵活性供需平衡,考虑网—源协调,建立电力系统灵活性评估指标,综合评价电力系统对不确定因素的耐受能力。基于灵活性评估指标,提出了一种考虑灵活性供需平衡的输电网双层规划模型。采用改进混沌交叉变异遗传算法求解最优规划方案。通过对Garver-18节点系统的仿真,分析证明了所提指标与规划模型的有效性和可行性。     

基于宽频传感技术的高压电机能效计量检测平台建设及关键技术研究

为满足对高压三相异步电动机能源效率的准确计量,使其满足高压高效电机的能效计量检测要求,研究分析了高压电机能效计量检测的关键技术难点和解决方案,并基于损耗分析法建设了高压电机能效计量试验平台。文章系统阐述了基于宽频功率测量系统的能效计量检测平台组成,克服了传统方式中宽频信号采集难、稳定性差、准确度不高等问题,采用了宽频测试和数字光纤传输,有效提升了各频带信号采集、分析处理、传输以及抗电磁干扰能力,极大降低损耗。平台通过变频数字电源和光纤传输、全自动化操作和人机互动界面,实现频率覆盖1Hz-1kHz,额定功率为2MW以下高压电机能效计量检测,以两表法进行了测试系统量值溯源分析并进行平台验证试验,结果表明平台的测量不确定度和技术参数满足国家能效计量检测要求,具有较好的先进性和开放性。     

分频海上风电系统的技术经济分析

介绍了分频输电系统(FFTS)应用于海上风电的拓扑结构,并通过一个装机容量300 MW、离岸距离250km的算例,比较其与现有高压交流(HVAC)和高压直流(HVDC)并网方式的技术及经济优劣。FFTS通过降低输电频率(如50/3Hz),显著降低交流电缆中的充电电流,提升海底交流输电的效率与性能。结果表明,FFTS能满足算例的并网需求,且风电穿透率大于HVAC。算例中FFTS换流站的投资折算和年维护费用比HVDC少9 126万元,等年值比HVDC低7.28%。在算例的基础上,文中进一步给出了FFTS-HVDC临界经济距离—装机容量曲线,相对而言FFTS更适用于装机容量大、离岸近的风电场,对于300 MW风电场,二者的临界经济距离约为634km,远超已有和规划中的海上风电场的离岸距离。分析结果表明了分频海上风电系统所具有的应用潜力。     

基于双PWM控制的转子侧变频调速系统研究

风机、水泵在电力系统中耗电量巨大,调速性能和范围要求不高,因而串级调速是一种经济实用的调速方案.探索性地提出了一种新拓扑,分别采用IGBT桥构成前级整流器和后级逆变器,同时将串级调速技术与双PWM技术结合起来,既保留了串级调速性价比高的优势,又增加了双PWM控制变频器调速系统网侧谐波污染小、功率因数高和能量可双向流动、方便电机四象限运行的优点.双PWM变频调速控制策略采用独立控制方式.给出了该双PWM控制的串级调速系统控制框图,最后通过仿真和实验验证了该方案的可行性.     

Photonics for ultrawideband communications

Ultrawideband (UWB) for applications such as broadband wireless communications have been a topic of interest recently. Due to the low power density regulated by the Federal Communications Commission (FCC), the communication distances are limited, typically extending less than 100 meters. To increase the area of coverage, UWB signals should be distributed over wired lines such as coaxial cable or optical fiber. Thanks to the low loss and broad bandwidth of state-of-the-art fiber, the distribution of UWB signals over optical fiber, or UWB-over-fiber, is considered a promising solution. In this article, the concept of UWB-over-fiber is briefly introduced, and different techniques for generating and encoding impulse UWB signals in the optical domain is discussed. The challenges of implementing UWB-over-fiber systems is also examined.     

基于人体通信的生物特征身份识别方法研究

由于人体通信技术发展迅速且应用前景广阔,提出一种基于人体通信技术的生物特征身份识别方法。在适合人体通信的UWB频段和HBC频段下,将人体通信链路的路径损耗作为生物特征。首先根据不同链路的测量值,使用支持向量机进行身份识别;再使用带有不同核函数的C-SVM和Nu-SVM方法在11条链路的数据集下进行身份识别;最后选取8～10 GHz的UWB子频段进行识别提高计算速度。结果表明,链路通信距离越长,识别率越高。带高斯核的C-SVM在UWB频段下的识别效果最好,识别率达96.41%、AUC为0.999 1以及0.017 2%的EER。通过选取子频段将计算时间降低到0.142 s,速度得到明显提高。     

超宽带脉冲信号的一种频域采样和接收方法

对纳秒级的超宽带脉冲信号进行采样需要设计采样速率高达数十GHz,且必须具有较低功耗的超高速模数变换器,提出了一种频域模数变换的方法,使超宽带脉冲信号通过一个频域滤波器组,并采用一组低速模数变换器在频域对脉冲信号并行采样,大大地降低了接收机对前端模数变换器采样速率的要求。并给出了频域同步、频域信道估计和频域解调的设计算法,计算机仿真结果证明了在能够大大降低采样速率的情况下,频域采样超宽带脉冲通信接收机具有和传统时域高速采样接收机相近的误码率性能。     

低压大容量配电网无功与谐波综合补偿控制方法研究

针对目前配电网低压系统中常见的无功补偿和谐波治理装备难以兼顾无功与谐波综合动态治理的问题,结合配电网低压系统中的APF容量小以及DSTATCOM无法补偿高次谐波的现实,在多模块型并联主电路拓扑的基础上,提出了一种大容量的无功补偿和谐波治理的综合控制策略。将无功补偿和谐波治理的容量实时分解到不同频带内,通过不同的功率模块,实现动态无功调节和谐波的分频段补偿,有效提高了多模块型APF在大功率场合应用的灵活性。理论分析和仿真证明了无功和谐波分频段综合补偿的有效性和可行性。     

A linear,ultra wideband,low‐power, 2.1–5 GHz,VCO

A linear, Ultra Wideband, low‐power VCO, suitable for UWB‐FM applications is proposed, forming the main part of a UWB‐FM transmitter. The VCO is designed in TSMC 90thinspacenm digital CMOS process and includes a Source‐Coupled Multivibrator, used as current‐controlled oscillator (CCO) which generates output frequencies between 2.1 and 5 GHz and a voltage‐to‐current (V‐to‐I) converter which translates the VCO input voltage modulation signal to current. Two single‐ended inverter buffers are employed to drive either a differential or a single‐ended UWB antenna. The presented VCO is designed for 1 V power supply and exhibits a linear tuning range of 2.1–5 GHz, a differential output power of ?7.83 dBm±0.78 dB and low power consumption of 8.26 mW, including the output buffers, at the maximum oscillation frequency. It is optimized for a very high ratio of tuning range (81.69%) over power consumption equal to 9.95 dB. The desired frequency band of 3.1–5 GHz for UWB‐FM applications is covered for the entire industrial temperature range (?40 to 125^°C). Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

A fully‐integrated CMOS UWB transceiver for ultra‐low‐power short‐range application

In short‐range UWB communication systems, the low‐power design is the most important issue to make UWB technology attractive. A novel trigger receiving algorithm for UWB signals is proposed, which can reduce the system power significantly at the cost of slight performance degrade. A UWB transceiver based on the trigger receiving algorithm is designed and fabricated in HJTC 0.18 µm CMOS process with a total size of 0.45 mm². The experimental results show that the total power consumption of the transceiver is only 12 mW at 100 Mb/s data rate from a 1.8 V supply, making it suitable for low‐power short‐range communication. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.