超窄脈沖RF技術是指用極窄脈沖(納秒,皮秒,甚至飛秒脈寬)發射和接受的RF技術。由于其脈沖寬度極窄,所以帶寬極寬,它將是下一代移動通信技術,下一代全球定位技術,和下一代雷達技術的基礎。這可以說,它將是新一代RF電子技術公司都要搶占的技術制高點,也是推動RF電子技術進步的核心,并將對電子技術提出更高要求。
近期中國科學技術大學研制成功我國首個脈沖超寬帶無線通信系統和網絡應用系統,并通過了科技部組織的專家驗收。該系統使用的核心技術芯片是完全自主研發的,為亞nS級。
這說明其潛在通訊帶寬為GHz,比現在市面上的3G通訊的7-10MHz,高了2個數量級。
也說明我國自主研發芯片技術已達亞nS級,數字信號處理技術已經可以在pS級發展了。
超窄脈沖通訊也是潛在的第5代移動通訊技術,和長期演進通信技術。其編碼復用技術與當今的3G的CDMA一致,只是處理速度要高幾個數量級。
國外研究測試的系統應用技術已達2pS,這將給通訊技術以更廣闊的發展空間。
用超窄脈沖信號建立的下一代高分辨率全球定位系統,分辨率可達厘米或毫米級,這比美國第3代軍用GPS技術有更大的發展潛力。
如果采用多部地面設備,可以構成高精度高分辨率瞬時場地精確定位系統。還可以在高速通訊的同時進行定位。
這可用于多車道收費車輛位置判別;公路流量精確計量;各種車輛精確識別;
成像探測:毫米級的多層成像技術,對公路場地的精細監測很有好處,監測范圍大,是攝像監測的很好的補充。這也可以用于車載監測。
超窄脈沖技術在通訊中的應用不但給軍事通訊技術發展提供有利平臺,如瞬時通訊,低截獲概率通訊等。也對新一代雷達系統建設有指導意義。
軍用雷達,下一代高分辨率雷達,集成通訊、敵我識別應答、定位和反隱身。
超窄脈沖發射功率問題是主要的軍用雷達的障礙,但隨著高功率超高速半導體器件的不斷改進,這個問題將會越來越小。另一個加大功率的辦法是采用長編碼壓縮技術,如用1024位編碼壓縮可提高幾十dB。
超窄脈沖軍用雷達優點:1.高分辨率,可電磁波成像,這樣對目標的識別有很大幫助。2.功能集成,可將敵我識別、戰場通訊,制導等功能集成在一起,減少設備,提高設備應用率。3.低截獲概率,廣譜特性和偽隨機編碼都具有這個特性。4.抗干擾,廣譜特性使敵方干擾更困難。5.反隱身,廣譜特性提高了對隱身目標的發現概率。
邊防無人值守:超窄脈沖成像掃描雷達系統,是全天候監視系統,是對現有攝像監視系統的補充。如果采用低功率系統,造價可以足夠低。
多層成像地雷探測:毫米級的多層成像技術,對指導排除地雷很有好處,可以較快較仔細地分析地雷的特性,減少排雷失誤,特別是塑料地雷。
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超窄脈沖技術另一特點是:它的電磁波散射譜較寬,因而這種電磁波照射物體物體后,產生的電磁散射回波,
攜帶有更多的信息,這些信息包含大量的,這個物體的特征和特性信息。
“美國紐約州倫斯勒理工學院7月11日發布新聞公報稱,該機構研究人員日前在美國國防部大力資助下研制出
一種THz遙感設備,可在20米外探測目標物體是否裝有爆炸物。”
這條消息就是超窄脈沖技術這一特性的典型應用。記錄各種物質在超窄脈沖電磁波照射下的反射回波譜,可以
看做是物質的“指紋”,對比這些“指紋”庫,就可判別目標物體里的物質特性,從而發現是否包含有爆炸物
。這種特殊的“探針”用來對物質內部進行深入研究的新設備,可以“看透”衣服和包裝物,迅速確定除金屬
和液體外的幾乎所有其他物質的THz“指紋”,而且與X射線檢測設備不同,它基本不威脅人體健康。
這里 THz = 1000 GHz,所對應的超窄脈沖為 pS(皮秒)= 1/1000 nS(納秒)。