超窄脉冲RF技术是指用极窄脉冲(纳秒,皮秒,甚至飞秒脉宽)发射和接受的RF技术。由于其脉冲宽度极窄,所以带宽极宽,它将是下一代移动通信技术,下一代全球定位技术,和下一代雷达技术的基础。这可以说,它将是新一代RF电子技术公司都要抢占的技术制高点,也是推动RF电子技术进步的核心,并将对电子技术提出更高要求。
近期中国科学技术大学研制成功我国首个脉冲超宽带无线通信系统和网络应用系统,并通过了科技部组织的专家验收。该系统使用的核心技术芯片是完全自主研发的,为亚nS级。
这说明其潜在通讯带宽为GHz,比现在市面上的3G通讯的7-10MHz,高了2个数量级。
也说明我国自主研发芯片技术已达亚nS级,数字信号处理技术已经可以在pS级发展了。
超窄脉冲通讯也是潜在的第5代移动通讯技术,和长期演进通信技术。其编码复用技术与当今的3G的CDMA一致,只是处理速度要高几个数量级。
国外研究测试的系统应用技术已达2pS,这将给通讯技术以更广阔的发展空间。
用超窄脉冲信号建立的下一代高分辨率全球定位系统,分辨率可达厘米或毫米级,这比美国第3代军用GPS技术有更大的发展潜力。
如果采用多部地面设备,可以构成高精度高分辨率瞬时场地精确定位系统。还可以在高速通讯的同时进行定位。
这可用于多车道收费车辆位置判别;公路流量精确计量;各种车辆精确识别;
成像探测:毫米级的多层成像技术,对公路场地的精细监测很有好处,监测范围大,是摄像监测的很好的补充。这也可以用于车载监测。
超窄脉冲技术在通讯中的应用不但给军事通讯技术发展提供有利平台,如瞬时通讯,低截获概率通讯等。也对新一代雷达系统建设有指导意义。
军用雷达,下一代高分辨率雷达,集成通讯、敌我识别应答、定位和反隐身。
超窄脉冲发射功率问题是主要的军用雷达的障碍,但随着高功率超高速半导体器件的不断改进,这个问题将会越来越小。另一个加大功率的办法是采用长编码压缩技术,如用1024位编码压缩可提高几十dB。
超窄脉冲军用雷达优点:1.高分辨率,可电磁波成像,这样对目标的识别有很大帮助。2.功能集成,可将敌我识别、战场通讯,制导等功能集成在一起,减少设备,提高设备应用率。3.低截获概率,广谱特性和伪随机编码都具有这个特性。4.抗干扰,广谱特性使敌方干扰更困难。5.反隐身,广谱特性提高了对隐身目标的发现概率。
边防无人值守:超窄脉冲成像扫描雷达系统,是全天候监视系统,是对现有摄像监视系统的补充。如果采用低功率系统,造价可以足够低。
多层成像地雷探测:毫米级的多层成像技术,对指导排除地雷很有好处,可以较快较仔细地分析地雷的特性,减少排雷失误,特别是塑料地雷。
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超窄脉冲技术另一特点是:它的电磁波散射谱较宽,因而这种电磁波照射物体物体后,产生的电磁散射回波,
携带有更多的信息,这些信息包含大量的,这个物体的特征和特性信息。
“美国纽约州伦斯勒理工学院7月11日发布新闻公报称,该机构研究人员日前在美国国防部大力资助下研制出
一种THz遥感设备,可在20米外探测目标物体是否装有爆炸物。”
这条消息就是超窄脉冲技术这一特性的典型应用。记录各种物质在超窄脉冲电磁波照射下的反射回波谱,可以
看做是物质的“指纹”,对比这些“指纹”库,就可判别目标物体里的物质特性,从而发现是否包含有爆炸物
。这种特殊的“探针”用来对物质内部进行深入研究的新设备,可以“看透”衣服和包装物,迅速确定除金属
和液体外的几乎所有其他物质的THz“指纹”,而且与X射线检测设备不同,它基本不威胁人体健康。
这里 THz = 1000 GHz,所对应的超窄脉冲为 pS(皮秒)= 1/1000 nS(纳秒)。