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基于高精度电离层虚高测量的短波定位方法高精度电离层虚高测量是一种常用的短波定位方法，可用于测量目标的精确位置和高度信息。
该方法基于电离层对短波信号的折射现象，通过测量接收设备接收到的信号的到达时间差，以及信号的折射角度，从而计算目标的位置和高度。
高精度电离层虚高测量的原理是，短波信号在穿过电离层时会发生折射现象，导致信号路径的弯曲。
当信号从不同方向到达接收设备时，由于折射角度的差异，会产生到达时间的差异。
通过测量这些到达时间差异，可以计算出目标的相对位置。
具体的定位过程如下：
1.首先，需要设置至少三个接收设备，分布在不同的位置，并且能够接收到目标的短波信号。
2.接收设备接收到信号后，会将信号的到达时间记录下来。
3.根据接收设备之间的距离和所测得的到达时间差异，可以计算出信号的折射角度。
4.通过已知的目标位置，可以计算出信号从目标位置到达各个接收设备的距离。
5.将测得的折射角度与计算得到的距离进行比对，可以得到目标的位置和高度信息。
高精度电离层虚高测量的优点是精度较高，可达到几米的定位精度，而且不依赖于地面基站，适用于远程、复杂地形的定位环境。
但是该方法也存在一些挑战和限制因素，如电离层条件的变化会对信号的折射产生影
响，导致定位精度下降；同时，需要具备一定的短波通信设备和信号处理算法的支持，增加了定位系统的复杂性和成本。
总结起来，基于高精度电离层虚高测量的短波定位方法是一种可靠、精确的定位方法，可应用于需要高精度定位的场景，如航空航天、导航等领域。
然而，随着技术的不断发展，其他定位方法如卫星导航技术的精度也在不断提高，所以在实际应用中需要综合考虑不同方法的优劣，选择最适合的定位方案。
电离层垂直探测电离层垂直探测目录一、概论二、系统设备三、基本原理四、电离层垂测图数据处理及分析五、电离层垂测的目的与用途电离层垂直探测一、概论电离层垂直探测是电离层研究中历史最悠久、至今仍然广泛使用的电离层地面常规探测方法。
这种方法通过垂直向上发射频无线电脉冲，频率f在1～30MHz范围内变化（频率扫描），接收在不同频率上由电离层反射的回波（Echo），测量回波的传播时间τ（Time of Flight），或者虚高（h’= cτ/2）随频率变化的频高图(Ionogram)。
根据对频高图的度量分析和反演，可以获得电离层特征参数，如F 层临界频率foF2，最大电子密度NmF2，以及探测点上空峰值高度以下电子密度随高度的一维分布，即电子密度剖面。
这是传统垂直探测方法能够提供的最重要的关于电离层结构的信息。
现代数字测高仪除了测量回波的传播时间，还可测量回波的偏振、振幅和相位谱，以及回波到达角，提供更丰富的关于电离层结构与动力学信息。
简单地说电离层垂直探测是用电离层测高仪（垂测仪）从地面对电离层进行日常观测的技术。
这种技术垂直向上发射频率随时间变化的无线电脉冲，在同一地点接受这些脉冲的电离层反射信号，测量出电波往返的传递时延，从而获得反射高度与频率关系的反射曲线。
二、 系统设备垂直探测设备主要包括：发射系统、接收机系统、频率合成系统、同步控制与时钟系统、数字处理、数据终端、自动判读和天线系统等。
垂测设备组成框图发射天线接收天线GPS 天线输出滤波发射机频率合成接收机信号处理控制器网络计算机数据线端电源 时钟 接口电离层测高仪（垂测仪）：电离层测高仪是从地面对电离层进行常规探测。
测高仪从地面垂直向上发射脉冲调制的高频无线电波，并在同一地点接收它的反射信号，测量出频率连续改变的电波来回传播的时间（称为时延），从而获得反射高度与频率的关系曲线，这种曲线称为频高图或垂测电离图，从而获得电离层电子密度的高度分布。
电离层探测仪（垂测仪）按功能可以分为：发射机、滤波器、接收机、信号处理、系统电源、数据终端。
基于高精度电离层虚高测量的短波定位方法作者：李硕胡文丽胡敬杨胡山林来源：《中国军转民》 2013年第2期李硕胡文丽胡敬杨胡山林定位技术自产生之日起，便受到了社会各界人士的欢迎。
目前，比较常用的定位技术有GPS 定位技术、WIFI 定位技术、基站定位技术、IP 定位技术、蓝牙定位技术、声波定位技术等。
以上多种定位技术虽然在定位精度上能够精确到几十米甚至几米，但却都基于较大功率和基本通视。
像GPS 定位技术就需依靠3 个星通视的情况下，才能保证定位精度比较准确。
如果在某些特定地带，被定位点被巨大障碍物遮挡而不能接收到4 颗或4 颗以上定位卫星的定位信息的话，则不能完成精确定位。
基站定位技术也是如此，需要被定位点在基站可通信范围内才能得到比较准确的定位信息。
如在某些无基站地区，基站定位技术便“无计可施”了。
如果在山区，GPS 和基站则基本连正常通信都无法完成，精确定位问题就更无从谈起了。
短波通信作为唯一不依靠中继便可以实现远距离通信的波段，具有较低的功率便可以实现远距离通信的特点。
而且，短波是唯一一种可以在山区进行通信的电磁波。
笔者根据短波的可以通过电离层反射的来进行通信的特点，将短波天波通信路径近似为倒U 型抛物线，并根据抛物线公式求出两点间直线距离。
同时结合短波天线的距离特性和立体几何中的定位原理，提出了依靠短波通信进行定位的方法，仅供参考。
一、山地地形下短波通信点大致位置的确定方法对于未知通信点的定位方法，应首先判断未知通信点的大概位置。
对于确定未知通信点大概位置的确定，最好的方法是通过三个电台分别连接地波天线、无盲区天线和天波天线，通过天线的特性来大致判断未知通信点的大致位置。
在短波天线的应用中，地波天线主要用于近距离的短波通信；无盲区天线主要应用于中距离的短波通信；天波天线主要用于远距离的短波通信。
根据短波天线的距离特性及接收信号的强弱特点，则可通过以下两种方式来判断未知通信点距已知点的大概距离：（一）当一种天线信号明显强于另外两个天线时，未知通信点的大概距离判定方法当地波天线接收端信号强度明显强于另外两个天线时，则可知道未知点处于近距离（大概处于25公里以内）范围内。
常见短波数字信号分析罗士伟【摘要】随着短波通信技术的不断发展应用，短波通信目前在军事以及民用中逐渐得到更加广泛的应用，同时社会对于短波通信环境中目标信号的需求也越来越迫切，本文主要针对短波信号检测中出现的实际问题，建立短波促发信号宽带检测模型，提高检测准确度，并采用数字图像处理技术清除干扰信号，满足检测需求，希望本文能为相关人员带来一些帮助。
【期刊名称】《电子制作》【年(卷),期】2014(000)012【总页数】2页(P118-118,119)【关键词】短波信号;数字图像处理技术;检测【作者】罗士伟【作者单位】国家无线电监测中心哈尔滨监测站黑龙江哈尔滨 150010【正文语种】中文短波信号具有费用低廉以及抗干扰性强的优点，广泛应用在各个领域中，随着信道编码技术的不断提高，短波通信的质量也极大地提高，短波信号容易受到天电噪声以及人为噪声的影响，因此需要对频段内的信号进行分析，传统电磁频谱监测领域采用的短波信号分选方式主要是窄带接受方式，采用宽带接收后的数据量与传统方式相比，在信号的分选和检测方面更加困难，本文主要研究宽带接收条件的信号检测和分选的技术问题。
短波概指频率在3MHz~30MHz范围内的电磁波，短波通信主要是通过天波传输和地波传输，受到电离层的影响，信号在通过信道容易产生多径时延以及扩散等现象，因此接收信号不仅受到信道的影响，还会受到背景噪音的影响。
电离层是短波信号的开放的信道，具有背景噪声起伏、频谱动态变化、难以发现有用信号和信号类型丰富的特点，在短波信号中不仅存在着数字信号以及模拟信号等，还存在扩频、复合调制等信号。
短波信道是一种色散信道，具有频域性和时域性常会因为环境因素导致短波通讯受到影响，短波信号在传播的过程中因为途经的影响，在各路径中的传输不相同，信号随机变化。
短波频段内存在大量的短波信号，资源紧张，造成信道之间干扰严重，短波信号传输主要采取的是数字调制技术，可以分为幅度键控、相位键控等，调制信号模型采用附属表示为，式中A代表信号幅度，P(t)代表矩形脉冲。
短波导航电离层异常检测方法研究引言：在全球化的今天，短波导航技术已经成为了人们出行、搜索信息、紧急救援等方面不可或缺的重要手段。
然而，由于导航本身的物理特性限制和地球大气层与空间环境的影响，短波导航中存在着多种信号传播异常，其中最为常见的是电离层异常。
如何高效准确地检测和分析电离层异常对于提高短波导航数据的可靠性和稳定性至关重要。
本文将针对短波导航中电离层异常检测方法进行讨论，主要包括以下几个方面：一、电离层与短波导航；二、电离层异常的种类及成因；三、电离层异常检测方法；四、电离层异常检测方法的研究进展。
一、电离层与短波导航电离层分为F层、E层、D层、C层和B层。
其中，F层最为重要，也是对于短波导航最为关键的一层。
这是因为F层的电离程度最高，能反射NAVI信号，同时F层的高度具有静态的稳定性。
因此，短波导航常常利用F层电离层反射的信号来进行导航，同时也需要对F层电离层异常进行检测和修正，以提高导航的准确性。
二、电离层异常的种类及成因在电离层中，异常主要包括飞跃、偏转、衰减和消失。
这些异常的成因也各不相同，简要解释如下：1、飞跃：即导航信号从本应出现的电离层出现在比较高的电离层或下一层中。
主要原因是电离层一部分电子被高能粒子轰击使其逸出，一部分逸出电子穿越了本应被反射的区域，所以导致信号飞跃。
2、偏转：即导航信号的传播方向发生改变，导致误差。
偏转异常的成因是电离层中存在不均匀的空间电离层密度结构，形成了电离层梯度折射作用。
3、衰减：即由于电离层的消散导致信号在传播过程中逐渐降低，最终消失。
衰减异常的成因是通过电离层和大气层散射和吸收导致导航信号的振幅减小。
4、消失：即导航信号完全丧失，无法接收。
主要原因是电离层密度太低，无法反射信号。
此类异常通常在大规模的空间活动（如太阳风暴、恒星耀斑、地震）引发的强电离层扰动中出现。
三、电离层异常检测方法要诊断和修复电离层异常，需要利用一系列的方法和措施。
其中，最常用的方法包括：1、空基探测利用全球分布的接收设备对短波导航信号引起的电离层扰动进行监测，以判断各地电离层异常的位置和程度。
基于Chirp探测技术的短波自适应选频通信应用摘要：论文首先介绍了Chirp探测技术与自适应选频通信技术，并对Chirp探测在自适应选频通信过程中的作用进行了分析。
最后做出了在通信链路建立和通信过程中的频率实时调整时Chirp探测数据的具体应用方法。
关键词：自适应选频通信；Chirp探测自适应选频通信是在第三代短波链路自动建立（3G-ALE）技术基础上，根据通信双方事先按照预测的全时段覆盖的频率表进行自动链路建立。
其以操作简便，与通信系统结合紧密而受到用户的追捧。
如果能够结合探测数据选频与自适应选频通信各自的优点，必将在很大程度上提升短波通信链路的通信效果。
一、现有短波通信技术（一）短波Chirp探测技术Chirp探测是一种广泛使用并由国际电联ITU推荐的标准探测方法。
它是利用FM/CW信号，即频率线性扫描信号，来测量短波电路的多径时延、信号强度、最高可用频率等电离层传播信道参数，并能精确地探测到所探测路径的电离层传播模式。
从站的探测接收机所接收到的FM/FC信号的时延情况转换成音频信号，通过对该音频信号进行频谱分析而得到有关时延和能量的频率分布；它通过对短波电离层信道进行扫频探测，并对接收到的探测信号进行处理，可形成反映实时变化的电离层信道特性的电离图。
由于电离图数据客观的反映了的通信链路间电波传播和电离层结构信息，利用这些信息通过一定的选频算法就可以进行最佳通信频率选择和通信频率管理。
（二）自适应选频通信技术自适应选频通信技术是在两个站点之间预先规划频率表，通信利用通信系统本身的线路质量分析(LQA)和自适应建链功能建立通信链路和链路维护。
初始建立时，在双方时间同步的基础上，收发双方按照划分好的时间间隙，一方在指定频率组上呼叫，另一方扫描，下一个周期上方呼叫和扫描进行调换，直至通信链路建立。
链路建立好后，双方就将当前组的频率作为通信链路工作的频率，利用通信系统的链路质量分析，进行频率质量监控和频率排序，当质量下降时，可通过人工指定或预测频率等方式对这些频率更新。
短波天线的原理和应用摘要：本文从电波传播和电离层分布特性的角度解释了短波电波辐射的特点，并介绍了常用短波天线的种类和特性。
对各类短波天线的架设要求和注意事项给出了建议和参考。
最后对短波天线的接地系统的设计给出了一些参考方案。
关键词：天线、电离层、极化、接地1. 序无线电通信就是依赖于无线电电波在空间的传播而建立通信链路的,因此电波传播是无线电的一个重要环节。
对于不同的工作频段，电波的传播特性将有所不同。
同时所采用的辐射天线也将有很大的不同。
本文将就电波的传播特性和短波常用天线以及电台架设的注意问题作一些介绍。
1．1 电离层特性电波在空间传播将会受到电离层的影响，尤其是中短波的传播就是依赖于电离层的反射进行传输的，因此对电离层应有一些了解。
a）电离层的产生地球表面有1000公里高的大气层，由于太阳光辐射（x射线，紫外线）空气不断电离同时不断复合，这样空气中将存在着游离的带电粒子；b）带电粒子随高度增加而增加，在离地面较近的地方每立方米只有几个或几十个粒子，到接近1000公里时，每立方米将有上千或上万个带电粒子。
因电离层一般按如下分层：C层 D层 E层 F1层 F2层0～50kM 60～90kM 100～120kM 170～220kM 225～450kMc）电离层在白天、黑夜，一年四季将会有不同的变化。
白天由于有阳光，低层(D层)电离层浓度升高，反之黑夜时将降低。
一年四季变化也是由于因受阳光照射时间长或短而变化。
d）电离层在不断上下或水平运动，从而造成电波反射传播过程中的瑞利衰落和多普勒效应。
e）电离层具有非均匀分布性，类似云彩的特点，因而造成电波反射时的散射,多径时延。
f）电离层对电波的吸收随工作频率升高而减少。
对中长波吸收很大，如10～20kW的中波广播机覆盖面在100km左右，而1kW的短波可传送3000km。
即频率愈高的中短波信号愈容易穿越低层(D层)的电离层。
1．2 大地对电波的影响大地对电波的影响主要是地波传播的影响，大地不能视为良导体也不能视为绝缘体，由于地质不同应区分对待。
基于α稳定分布的短波宽带信道模拟器实现李迎辉;巩克现;孟祥玉【摘要】针对现有短波信道模拟器在FPGA实现时存在占用资源多,计算量大的问题,采用α稳定分布的方法实现多普勒频率扩展,提出采用查表实现各个模块.仿真结果表明,模拟器消耗的资源大幅度减少,证明了有效性.且模拟器产生的信道衰落分布与理论值吻合,模拟器设计值与设置的信道时延,多普勒效应基本一致,误差为0.39％,证明了其准确性,可高效准确地用于模拟短波电离层对信号的影响.【期刊名称】《电子科技》【年(卷),期】2017(030)002【总页数】5页(P8-11,15)【关键词】α稳定分布;信道模拟器;短波信道【作者】李迎辉;巩克现;孟祥玉【作者单位】解放军信息工程大学信息工程学院,河南郑州450001;解放军信息工程大学信息工程学院,河南郑州450001;解放军信息工程大学信息工程学院,河南郑州450001【正文语种】中文【中图分类】TN926.2短波信道模拟器在信道理论研究、通信技术开发、通信设备研发阶段等方面具有重要作用，其优点是重构性强、测试费用少，且可大幅缩短通信设备的研制周期。
国外的短波信道模拟器技术成熟[1-2]、带宽大、性能稳定，但价格昂贵。
国内的信道模拟器也取得一定成果[3-5]，且基于窄带Watterson模型，已不能满足日益增长的对带宽的需要。
在这种背景下，本文设计了一种基于FPGA平台的短波宽带信道模拟器，该信道模拟器带宽大、精度高、实时性好，使研究人员在实验室的环境下能模拟短波信道的主要特性。
短波信道模型的准确性和有效性决定了短波信道模拟器的性能。
短波信道有多种数学模型，其中有Watterson模型[6]和ITS模型[7]，Watterson模型结构明确，能够很好地反映短波信道特征，但Watterson模型最大有效带宽为12 kHz，已不能满足宽带短波高速数据传输的条件。
ITS模型可适用于宽带和窄带两种情况，是迄今为止理论最成熟的宽带模型，但结构相对复杂，运算复杂度高。
第2期2011年4月Journa l of CA EITV o.l 6No .2A pr .2011工程与应用收稿日期:2010 10 28 修订日期:2011 02 18基于短波宽带接收机的并行电离层探测方法王 昶,焦培南,孙广俊,张曙光(中国电波传播研究所青岛分所,山东青岛 266107)摘 要:提出了一种新的电离层探测方法,不同于传统的串行探测方式,该方法利用短波宽带接收机并结合软件无线电技术,实现了同时对多个电离层信道进行并行探测,大大的缩短了整个短波波段扫频探测的时间,拓宽了电离层探测在一些实时性要求高的场合中的应用。
关键词:电离层探测;短波宽带接收机;软件无线电;并行探测中图分类号:TN 011 文献标识码:A 文章编号:1673 5692(2011)02 208 04Ionos pheric Soundi ngM et hod Based on HF W ideband ReceiverWANG Chang ,JI A O Pei nan,SUN Guang jun ,Z HANG Shu guang(Chi na R esearch Institute o f R ad i owave Propagation ,Q indao Shandong 266107,Ch i na)Abst ract :A ne w ionospheric sound i n g m ethod is proposed .Co m b i n ed w ith the app li c ation ofH F w i d e band rece i v er and So ft w are Rad i o techno l o gy ,this ne w m ethod sounds severa l i o nospheric channels si m u ltaneously(like a paralle l m ode),wh ich i s d ifferent fro m traditi o na l serial sound i n g m ode .This w ill grea tl y reduce the period of the scan sounding a m ong theH F range and ex tend the application o f the iono spheric soundi n g in t h e rea l ti m e conditi o n .K ey w ords :ionospheric sounding ;H F w ide band rece i v er ;soft w are rad i o ;para lle l sounding0 引 言1924年英国E .V Appleton 和Ba m et 利用电波探测的实验方法证实了电离层的存在,从此人们开始用无线电波探测电离层,并出现了各种电离层电波探测技术和设备[1]。
电离层探测一般采用扫频的方式,在整个或部分H F 频段按频率步进依次发射探测信号,并在接收端依次进行接收,其时序如图1所示。
图1 传统电离层扫频探测工作时序从图1中可以看出,电离层扫频探测是一种串行的方式,即完成对一个频率的探测后再进行下一个频率的探测,这使得完成整个扫频探测的时间较长[2]。
在这种体制下,发射脉冲占空比很小,意味着发射机很多时候都处在空闲状态。
如果能找到一种方法,使得发射机连续的发射探测信号,而在接收端可同时接收并区分这些信号,则相当于实现了对多个电离层信道的并行探测,从而能极大的缩短整个扫频探测的时间。
1 基于多个接收机的并行探测设发射机依次连续发射M 个不同频率的探测信号,再利用M 部接收机同时对M 个频率的探测信号进行分离接收,则可并行的完成对M 个电离层信道的探测,发射和接收的时序如图2所示。
图中, t 为单个频率发射脉冲宽度;ct 为发射2011年第2期王 昶等:基于短波宽带接收机的并行电离层探测方法209图2 基于多个接收机的并行探测时序机的换频时间;T为整个发射机的工作时间;PT为整个系统的工作周期;DT为单个接收机的工作时间。
在接收端,M部接收机在各自对应的信道频率上驻留DT的时间。
以返回散射为例,设 t=2m s, ct=0.5m s,M=16,则T=16 2.5=40m s,探测距离为3000k m,则DT=20m s,PT=T+DT=60m s。
系统能在60m s内完成16个信道的探测,完成对整个短波波段3~30MH z的900个频点一次探测只需要约3.4s的时间,大大的提高了扫频探测的速度。
但是这样接收系统要求的设备量非常的大,特别当M较大时实现起来非常困难。
在图2中,可以看出,单个接收机在很多时候都处于空闲状态,现实中是不可能以这种资源的浪费为代价来换取扫频速度的提高的。
但是随着短波宽带接收机的出现,应用软件无线电技术[3],其实现成为可能。
2 基于宽带接收机的并行探测设M个探测信号的载波都相差 f,每个信号的带宽均为 B,总的带宽为B=M f。
当M=16, f=80k H z,B=1280k H z。
传统的短波接收机的带宽通常为几十千赫兹,无法同时接收这16个探测信号。
而短波宽带接收机的带宽可达1.5MH z,则可利用一台短波宽带接收机将这16个探测信号同时接收,然后对其中频进行采样,再在数字域分离这M 个信号。
这样,仅用一台接收机就完成了并行接收,而核心的处理部分都利用数字信号处理来完成。
这一思想称为软件无线电(so ft w are rad i o),由M I TRE公司的Joe M itola在1992年的全美电信年会上提出[4]。
下面讨论如何分离这M个信号。
一个直观的方法是将中频采样的信号分别通过一组带通滤波器组,如图3所示,则每个滤波器的输出则为该信道的探测信号。
由于电离层探测不需要对整个短波波段进行 无缝 探测,所以允许存在一定的保护带宽。
由图可以看出,保护带宽pf越宽(即 B/ f越小),则滤波器要求的阶数越低,信道间的串扰越小,但是要求探测信号的带宽 B小,或载波间隔 f大,设计时需折衷考虑。
图3 带通滤波器组并行多通道数字接收机结构图如图4所示,也可以用该等效结构来实现上述的处理过程,将宽带中频采样信号通过M路的窄带下变频结构的数字接收机,则可得到M个探测信号的数字基带信号。
图4中,低通滤波器均相同,而且M路的数字基带信号的采样率均下降为原采样率的M倍,数据量和后续的处理难度都大为降低。
图4 并行多通道数字接收机尽管如此,上述方法实现起来仍是比较困难的,尤其当信道较多时对低通滤波器的阶数要求很高,而且每个信道都需要在抽取前进行低通滤波,使得数字接收机的硬件资源需求量很高。
下面讨论利用一种高效结构来实现上述过程。
3 数字接收机的高效实现上节讨论的数字接收机每路都是在A/D的采样率f s上进行处理的,而为了获得数字信号处理的增益,f s一般都选的较高,因此上节所述的结构需要很多运算资源。
可以先对整个带宽B完成一次下变频,将整个带宽B搬移到基带,这时采样率可以降为2B,再来完成M个信号的分离就更为容易。
短波宽带接收机一般采用高中频,可考虑采用带通采样[5],采样频率f s应满足关系式(1)。
2f0nf s2(f0+B)n-1,1 nf0B+1(1)下变频的过程如图5所示,图中FI R滤波器为抗混叠滤波器,与抽取倍数D有关,若D很高,还可考虑采取分级抽取的方式。
采用DDC芯片很容易实现这一过程。
按照上述方法选择f s和抽取倍数D,使抽取后的2102011年第2期图5 下变频数字接收机基带复采样率f B s=B(相当于对实信号的采样率为2B),这时M个探测信号的数字频谱如图6所示。
图6 基带数据数字频谱此时M个探测信号载波的数字频率分别为k=- +(2k-1)M,k=1,2, M(2)为了进行信道分离,需要分别进行下变频和低通滤波,其中一路(第k路)的结构如图7所示,并进行等价变换,为简便以复数的形式给出。
图7 等价变换结构图中低通滤波器H0(z)称为原型滤波器,其通带应对应于探测信号的带宽,过渡带应小于保护带宽pf的一半,否则会引起信道间串扰。
H k(z)为中心频率为 k的带通滤波器,相当于把H0(z)的频率响应搬移到 k的位置。
则下变频后通过H0(z),相当于通过H k(z)后再下变频。
X Bk(n)即为信道k的基带信号。
再将下变频放到抽取后,如图8所示。
图8 等价变换其中,exp(-j k M n)=exp[j(M+1) n]=(-1)n,M为偶数1,M为奇数注意到,Hk(z)=H(z e-j k)= M-1m=0(z e-j k)-m E m(z M)=M-1m=0z-m e j m k Em(z M)(3)式中,E m z m= + n=- h(n M+m) z-n,E m(z)为原型滤波器H0(z)的M相滤波器的第m个分支[6]。
又e j m k=e-j m +j m(2k-1)M=(-1)m e j m M W-(k-1)M(4)将式(4)带入式(3)中,有H k(z)= M-1m=0z-m(-1)m e j m M W-(k-1)M E m(zM)(5)式中,W M=e-j2 /M。
比较式(5)与I D FT的公式,可得到M路并行接收机的一种高效结构,如图9所示。
将图9与图4进行比较,可以看出,不仅每路信号的滤波都在M倍抽取之后进行,而且每个信道的滤波器只是原型滤波器H0(z)的多项分量E m(z),其阶数只有H0(z)的1/M,极大地提高了这种并行多通道接收机的实时处理能力。
另外,图中的I D FT还可以采用高效算法I FFT来实现,运算速度可以大大的加快。
图9 并行数字接收机的高效结构上述的数字接收机可以利用FPGA来实现,后续的数据处理可用DSP完成。
注意M个信道的值在每个时刻都被计算,但DSP只用在每个信道的有效探测时间内读取DT长的数据。
4 系统仿真用MATLAB对M=4的数字接收机系统进行仿真。
首先产生一个中频信号,信号形式为线性调频信号,f I F=41.4MH z, t=2m s,ct=0.5m s, B=10k H z, f=30kH z,B=M f=120kH z,DT=5m s。
根据式(1)选取fs=12MH z,D=100,经过如图5所示的处理后得到的基带信号时域波形(I路)和数字域频谱如图10所示。
再将得到的信号经过如图9所示的处理,分离这4路信号。
其原型滤波器用切比雪夫逼近法设计,其幅度响应如图11所示。
经处理后得到4个探测信号的基带信号,如图12所示。
