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Forum: HF, Funk und Felder UWB Pulserzeugung


Autor: Heinz (Gast)
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Für ein Projekt suche ich eine möglichst gut funktionierende Lösung um 
spezifikationskonforme UWB-Pulse, also -41,3dBm/MHz von 6 bis 8,5 GHz, 
zu erzeugen.
Bislang nutzen wir einen Anritsu Pulsgenerator, der soll nun durch eine 
billigere Lösung welche per Mikrocontroller einstellbar ist ersetzt 
werden.
Es geht hier nur ums erzeugen der Pulse, das Empfangen ist eine andere 
Geschichte.
Kennt jemand eine Schaltung oder gar einen IC der sowas kann?

Autor: 3347 (Gast)
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Wie macht man einen Puls der 6 bis 8.5 GHz abdeckt ? Indem man einen 
Dirac (oder aehnlich) auf einen Bandpass (aka Resonator) mit 7.25GHz 
Mittenfrequenz und 2.5GHz Bandbreite (macht Guete = 3) gibt.

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (christoph_kessler)
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Vielleicht einen 1 MHz Puls auf einen Hochpass aus einem Stück 
Hohlleiter geben? Der läßt sich aus Platinenmaterial auf die Platine 
auflöten, zwei Lötnägel als Ein/Auskopplung. Nach höheren Frequenzen hin 
wird das Spektrum von Natur aus schwächer.

Autor: Heinz (Gast)
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Ich habe mir mal die Möglichkeit mit Steilen Puls mittels Step-Recovery 
effekt eines npn Transistors zu erzeugen und diesen zu differenzieren.
Hat aber nicht so toll funktioniert...

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (christoph_kessler)
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Erst mal rechnen: 6 bis 8,5 GHz sind 2500 MHz. Das entspricht 34 dB über 
-41,3 dBm also -7,3 dBm maximal zulässige Gesamtleistung, also 0,2 
Milliwatt.

Autor: 3348 (Gast)
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Das Problem scheint damit zu beginnen eine genuegend steile Flanke mit 
tiefer Wiederholrate zu erzeugen. Ich wurd mal mit einem ECL Komparator 
beginnen. zB einem ADCMP573, der hat eine Verzoegerung von 150ps und 
eine minimale Pulsbreite von 80ps. Der wird etwa hinkommen. Davon 2 
Stueck. Der erste wird an ein TTL/HCMOS Generatur gehaengt und macht 
einen richtigen Rechteck aus dem Schwamm des TTL/HCMOS Generaturs. 
Hintendran einen RC Hochpass mit RC=0.5ns oder so. Dann der zweite 
Comparator. Mit diesem Signal kann man dann auf den Bandpass/Hohlleiter 
gehen.

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (christoph_kessler)
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http://de.wikipedia.org/wiki/Hohlleiter
"...Grenzwellenlänge λc (mit c für „cut-off“). Sie errechnet sich nach 
der Beziehung λk= 2·a (wobei a die längere Seite des 
Rechteckhohlleiterquerschnitts ist"
6 GHz sind 5 cm Wellenlänge, also ist für den Hochpass eine Breite von 
mehr als 30mm nötig, nach der Tabelle
http://de.wikipedia.org/wiki/Hohlleiter#Hohlleiter...
wäre das mindestens Standardmaß R70/WR 137 mit 34,85mm

Autor: Heinz (Gast)
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Hohlleiter geht vom Aufbau her leider nicht so gut.
Die Pulserzeugung sollte eben auf der Platine integriert werden.

Autor: Hase (Gast)
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Hallo,

ich finde das UWB-Zeugs sehr interessant, mich würde interessieren, wie 
man dafür typischerweise einen Empfänger bauen würde. Meine Idee wäre 
es, empfangsseitig den möglichst selben Puls zu erzeugen (wie oben 
vorgeschlagen z.B.) und damit mit dem Empfangssignal dann mit einem sehr 
breitbandigen Mischer auf 0 runtermischen. Wenn dann der Pulsgenerator 
im Empfänger genau synchron (dafür braucht man dann wohl noch irgendein 
Korrelator, der das demodulierte Signal auswertet) zum Sender läuft, 
müsste sich doch dann dort eine Gleichspannung einstellen? Und wie wird 
dann moduliert? Einzelne Pulse verschoben zum Synchrontakt, oder Pulse 
auslassen?

Gruß,
Hase

Autor: Hase (Gast)
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Nachtrag: Bei wikipedia war zu UWB eine nette Einführung verlinkt, das 
hat mir schonmal geholfen:

> http://wiki.der-wenz.de/download/hs_final.html

Was mich noch interessieren würde, wie wird der Mischer praktisch 
realisiert? Und davor ist kein Vorverstärker für die Antenne?

Gruß,
Hase

Autor: Hase (Gast)
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Nochwas ;-) Habe dieses hier über Umwege entdeckt:

https://www.mikrocontroller.net/attachment/27468/osee.pdf

Das könnte evtl. auch dem ursprünglichen Fragesteller (Heinz) helfen. 
Der Autor schreibt dort, man könnte die Frequenz durch schnellere Dioden 
erhöhen. Inwiefern das dann aber gesetzkonform ist, muß man natürlich 
messen. Evtl. braucht man doch zwingend den Bandpassfilter. Könnte man 
das nicht auch in Microstriptechnik direkt auf der Platine machen 
(anstatt Hohlleiter). Als Antenne auf der Platine könnte man doch auch 
so einen Breitbanddipol nehmen, der zu den Enden hin dicker wird. (Das 
sind jetzt mal nur meine Gedanken, ich bin bin kein Hf-Profi).

Gruß,
Hase

Autor: Heinz (Gast)
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Das bisherige Verfahren beruht auf
http://www.freepatentsonline.com/EP1528679.html
Ist aber leider nicht Gesetzeskonform. Genaueres steht unter
http://www.bundesnetzagentur.de/media/archive/13155.pdf

https://www.mikrocontroller.net/attachment/27468/osee.pdf
kenne ich schon.
Den Puls kann man nach dem Samplingprinzip abtasten, also mit einer 
leicht zum Sendesignalwiderholfrequenz verschobenen Abtastfrequenz ein 
sehr schnelles S&H Glied ansteuern und den Wert dann wandeln.

Autor: Heinz (Gast)
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Ich bin jetzt auf der Suche nach einem möglichst einfachen Design für 
eine Breitbandantenne von 1-4GHz welche ich direkt auf die FR4 Platine 
"aufbauen" kann. Also Sendeschaltung und Platine auf wenn möglich halber 
Europlatine und Empfangsantenne und LNA und SMA-Stecker zum Oszi 
anschließen auf der anderen oder wenn möglich sogar alles zusammen auf 
Europlatine.
Ich möchte mich nicht in Antennenberechnungstools einarbeiten sondern 
benötige eigentlich nur eine Antenne die halt in diesem Bereich was 
abstrahlt (möglichst gerichtet) und auch wieder empfangen kann.
Ist nur fürs (abgeschirmte!) Labor, also keine Sorge wegen irgendwelcher 
Grenzwerte.

Autor: 3355 (Gast)
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Eine Log Antenne kann das.

Autor: Heinz (Gast)
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Die Log Antennen die ich zum Routen auf die Platine gefunden habe 
strahlen leider nicht besonders gerichtet ab. Es wäre mir aber eben 
wichtig das nur in eine Richtung gesendet wird um die anderen 
Messschaltungen (Das Teil wird 4-8x gleichzeitig verwendet) wenig zu 
beeinflussen.

Autor: Martin Laabs (mla)
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FR4 dämpft ab einem GHz schon recht deutlich und ist spätestens ab 3GHz 
nicht mehr wirklich zu gebraucht - erst recht nicht als Antenne. Also 
nimm ein geeignetes Material. Man kann dreiecksförmige Dipole bauen und 
diese "stocken" um eine Richtcharakteristik zu machen. Die 
Phasenverschkebung muss aber über den Frequenzbereich einigermaßen 
konstant bleiben. Breitbandig und richtscharf ist halt nichttrivial.

Viele Grüße,
 Martin L.

Autor: Heinz (Gast)
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FR4 muss zum Testen ausreichen, später kann ich ev. Duroid nehmen.
Die Dämpfung war bei unseren Versuchen erst ab 4-6 GHz kritisch.
Gibt es irgendwo einfache Designdaten? Es braucht wirklich keine extreme 
Richtwirkung zu haben. Ist nur zum Testen eines Prinzips.

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