应用于脉冲超宽带系统的非线性信号处理装置

摘要

本发明公开了一种应用于基于能量检测的接收机的非线性信号处理单元，可在信号解调之前处理接收到的基于脉冲的超宽带（Ultra-wideband,UWB）信号。该非线性信号处理单元包含一个或者多个子单元，每一个子单元包含一个非线性器件和一个滤波器。在此非线性信号处理单元中使用的非线性器件可以是任何可以对信号、噪声和干扰实现非线性频谱搬移的器件，包含且不仅限于平方律器件和Teager-Kaiser运算器。

主权项

一种用于UWB信号传输的基于能量检测的接收机，其特征在于，包含：一个放大器；一个带通滤波器用于滤除带外噪声和干扰；以及一个至少包含一个子单元的非线性信号处理单元，每个子单元有一个非线性器件和一个滤波器；当其中的非线性信号处理单元只有一个子单元，且子单元中的非线性器件不是Teager‑Kaiser运算器；其中在至少一个子单元中的滤波器至少有一个带通滤波器；UWB信号具有的频率范围从f_L到f_H，UWB系统满足f_H<3f_L，非线性信号处理单元的设计包括以下情况：情况I：当没有窄带干扰存在时，非线性信号处理单元的主要作用是降低噪声能量；非线性处理单元仅包含一个由平方律器件和带通滤波器组成的子单元；混有噪声的UWB信号通过平方律器件后，经带通滤波器滤除噪声；情况I I：存在一个窄带干扰时的情况，非线性信号处理单元仅包含一个由平方律器件和带通滤波器组成的子单元；当UWB信号通过非线性处理单元中的平方律器件后，输出的UWB信号的频率分布在：i)直流，ii)直流到f_H‑f_L，以及iii)2f_L到2f_H；类似地，当一个分布在频率范围f_IL到f_IH之间的窄带干扰通过非线性处理单元中的平方律器件后，输出的窄带干扰信号将分布在：i)直流，ii)直流到f_IH‑f_IL，以及iii)2f_IL到2f_IH；输出的UWB信号和输出的窄带干扰信号经过一个通频带设置在f_IH‑f_IL到f_H‑f_L的带通滤波器，滤除带外噪声和干扰；情况III：存在两个窄带干扰的情况，在此情况下，非线性处理单元中包含两个子单元；第一个子单元包含一个平方律器件和一个带通滤波器，第二个子单元则包含一个TKO器件和高通滤波器；当UWB信号通过第一个子单元的平方律器件后，输出的UWB信号分布在：i)直流，ii)直流到f_H‑f_L，以及iii)2f_L到2f_H；当两个频率范围分别在f_IL1到f_IH1、f_IL2到f_IH2的窄带干扰信号通过第一个子单元的平方律器件后，输出的窄带干扰信号分布在：i)直流，ii)直流到max(f_IH1‑f_IL1,f_IH2‑f_IL2)，iii)f_IL2‑f_IH1到f_IH2‑f_IL1，iv)2f_IL1到2f_IH1，其中心频率在2f_I1，以及v)2f_IL2到2f_IH2，其中心频率在2f_I2；输出的UWB信号和输出的窄带干扰信号经过一个通频带设置在max(f_IH1‑f_IL1,f_IH2‑f_IL2)到f_H‑f_L的带通滤波器滤除分布在f_IL2‑f_IH1至f_IH2‑f_IL1频率之外的窄带干扰能量；当第一个子单元输出的UWB信号再通过第二个子单元的TKO器件后，输出的UWB信号将分布在：i)直流，以及ii)直流到f_H‑f_L；当分布在f_IL2‑f_IH1至f_IH2‑f_IL1的窄带干扰通过第二子单元的TKO器件后，输出的窄带干扰信号将分布在：i)直流，以及ii)直流到f_IH1‑f_IL1+f_IH2‑f_IL2；经TKO器件输出的信号经过一个截止频率设置在f_IH1‑f_IL1+f_IH2‑f_IL2的高通滤波器滤除带外噪声和干扰。