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超宽带功率放大器的设计
传输。
至于信道中的误码，在通常的无线通信中并不仅是噪音，还有墙壁等障碍物的电波反射和折射等造成的多重传播，即所谓多径(Multi-path)造成信号间的干扰而且在多个用户接入无线信道，即所谓多重接入时，用户间的脉冲在时间上冲突引起用户间干扰，也会产生误码。为此，在UWB中，对各个用户进行时跳模式(TH)的分配，以尽可能避免脉冲在时间上的冲突。尽管如此，但他局脉冲与本局脉冲冲突的概率仍决定着系统的性能。因此，在传输速度一定的条件下，如能扩大脉冲的间距，那么UWB的系统性能会更好。
UWB技术更早是作为脉冲雷达来研究开发的，用UWB信号测距的单，当所发送的脉冲碰到障碍物，计算收到其反射信号的时间，用电磁速度乘以该脉冲的往返时间，便能计算出往返的距离。
虽然UWB在过去已进行了应用开发，但要商用化应用研究的课题尚有以下各点：
(1) 在超宽频段产生时间极短脉冲的电路、元件以及超宽频段天线、高频电路的制造。
(2) 接收时每个脉冲位置的检测精度。 (3) 多路径环境下脉冲信号间的干扰。
(4) 多用户环境下脉冲冲突产生的用户间的干扰(系统内干扰)。 (5) 共用频率(共存系统)产生的系统间干扰。
1.1.2 UWB的应用
近年来，对移动信息通信系统的大容量、高可靠和高品质化的要求普遍增强，多种多样的服务正在出现。在超宽带无线通信系统已引入了CDMA的IMT2000及其下行宽带流的HDR，在无线LAN中已开发了2.4GHz频段采用SS(扩频)方式的IEEE801.11b及采用FH(跳频)的蓝牙，5.2GHz频段采用OFDM(正交频分复用)的HyperLAN2及IEEE802.11a，以及可以说是2.4GHz版的IEEE802.11g等，并正在商用化。
这些方式都使用超宽带的调制方式，也能实现高速无线传输。而不用载波、用占用非常宽的频带的脉冲信号进行无线传输的UWB方式，由于高频器件、信号处理技术的研究开发已经实现。尤其是考虑到电波法对发送功率的限制等，在
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应用蓝牙等技术的近距离无线市场中，可实现更高速的基带无线通信，且具有传感功能的UWB技术，一下子就受到了人们的关注。可考虑的主要应用包括室内通信、高速无线LAN、家庭网络、无绳电话、安全检测、位置测定、雷达等。尤其是可考虑以下应用：
(1) 通信
① 数据速度：低速(几十kbps)~超高速(数百Mbps)，通信范围：几米(约几米)。
②“第3代”蓝牙发展或无线PAN(个人局域网)。
③ IEEE802.15(无线PAN)把TG3(达到20Mbps)规范高速化。 ④ 家庭内为主要的数据传输，近距离100Mbps以上的无线传输。 ⑤ 无线USB2.0数据速率：480Mbps(USB2.0)。
⑥ 美国XtreheSpectrum及Tiue Domain公司的UWB技术方案。 (2) 雷达、检测器 ① 军事用途。
② 警察及消防(穿墙检测器等)。 ③ 高精度测距(防撞检测器等)。
1.1.3 UWB的发展现状
面对美国主导的UWB商用化，日本基于产业界的要求，出现了一些动向，但尚未成为统一的行动。日本通信综合研究所(CRL)从2002年5月开始UWB特别R&D小组的筹备，8月成立了实施UWB计划的特别小组，全面进行微波到毫米波的UWB研究开发以及技术标准的制定等，并以CRL为中心组成UWB产学官财团，为有关UWB的电波制度的国际协调及日本有关UWB商品化的服务为主要目的，推进产学官的合作研究开发。UWB产学财团的目的为： (1) 超宽带无线接入系统的研发。
(2) 通过采用测试台的微波段系统(960MHz、3.1GHz~10.6GHz频段、22GHz~29GHz频段)进行检证试验。
(3) 未利用频段(亚毫米波~毫米波段)的研发。
(4) 达到高速数据传输(100Mbps以上)的低成本收发组件及通信方式的确定。
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(5) 希望在信息技术审查/ARIB等方面标准化。 UWB产学财团的主要研究课题为： (1) 频率共用技术。 (2) 超宽带专用通信方式。
(3) 高速(100Mbps以上)传输技术。 (4) 超宽带微波、毫米波器件技术。
(5) 电波传输特性的了解与模型化。 (6) 干扰抑制与去除方式。
(7) 高速脉冲信号处理技术(RF段、BB段)。 (8) 位置测定方式。
1.2 功率放大器的分类、特点、现状及发展趋势
1.2.1 功率放大器的分类和特点
在多级放大电路中，输出信号往往都是送到负载，去驱动一定的装置，这类主要向负载提供功率的放大电路常称为功率放大电路。其中用的主要器件为功率放大器。
根据匹配网络的性质，可将功率放大器分为非谐振功率放大器和谐振功率放大器。非谐振功率放大器的匹配网络，例如高频变压器、传输线变压器等非谐振系统，其负载呈现纯电阻性质。而谐振功率放大器的匹配网络是谐振系统，其负载呈现电抗性质。
按照电流导通角的不同[4]，放大器可分为甲类(A类)、甲乙类(AB类)、乙类(B类)、丙类(C类)等。甲类(A类)放大器电流的导通角为180度，适应于小信号小功率放大。乙类(B类)放大器电流导通角为90度；甲乙类(AB类)介于甲类和乙类之间，电流导通角大于90度、小于180度；丙类(C类)放大器电流导通角小于90度。乙类和丙类都适应于大功率工作状态。丙类工作状态的输出功率和效率是这几种中最高的。功率放大器多采用丙类放大器的形式。但是丙类放大器具有电流波形失真大的缺点，只能采用调谐回路作为负载谐振功率放大。由于调谐回路具有滤波能力，回路电流与电压仍然接近于正弦波形，失真很小。
功率放大器还有使功率器件[5]工作与开关状态的丁类(D类)放大器和戊类
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(E类)放大器。丁类放大器的效率高于丙类放大器，理论上可达到100％，但它的最高工作频率受到开关转换瞬间所产生的器件功耗(集电极耗散功率或者阳极耗散功率)的限制。如果在电路上加以改进，使电子器件在通断转换瞬间的功耗尽量减小，则丁类放大器的工作频率可以提高，即构成所谓的戊类放大器。这两类放大器是晶体管射频放大器的新发展。
功率放大器按照工作状态可分为线性放大器和非线性放大器两种。线性放大器的效率最高也只有50％，而非线性放大器则具有较高的效率。
功率放大电路主要要求获得不失真（或失真较小）的输出功率[6]，要求输出功率较大和工作效率较高，同时还要满足带宽、增益和稳定性的要求。通常处在大信号工作状态下，放大过程中会产生非线性失真[7]。
功率放大器工作在非线性状态下，属于非线性电路，因此不能用线性等效电路来分析。通常采用的分析方法是图解法和解析近似分析法。图解法是利用电子器件的特性曲线来对它的工作状态进行计算；解析近似分析法是将电子器件的特性曲线用某些近似解析式来表示，然后再对放大器的工作状态进行分析计算。最常用的解析近似分析法是用折线来表示电子器件的特性曲线，称为折线法。总的来说，图解法是从客观实际出发，计算结果比较准确，但对工作状态的分析不方便，步骤比较繁冗；折线近似法的物理概念清楚，分析工作状态方便，但计算准确度较低。
1.2.2 功率放大器的现状
哪里有无线通信，哪里就有发射机，而只要有发射机，就一定有功率放大器。功率放大器发展至今，有许多种类和应用，有几百毫瓦的蜂窝电话发射机、有基站几十瓦的功放、也有上千瓦的电视信号发射机，但所有的功放，其设计所遵循的基本规律几乎是相同的。
功率放大器的历史很悠久，甲、乙、甲乙类、丙类的划分方法可以追溯到上世纪30年代，现今这样的概念仍然被广泛使用。然而，随着现代通信体制的发展，特别是数字调制技术的产生和应用。功率放大器所涉及的许多概念正被重新定义或者修正。现代功率放大器设计中，引入了很多过去没有的概念和技术。功率放大大器的设计考虑的因素越来越多，设计中折衷考虑的过程也越发复杂。随
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