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宽带数字接收机的技术

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合成孔径雷达宽带数字接收机技术研究

合成孔径雷达宽带数字接收机技术研究

收/发技术合成孔径雷达宽带数字接收机技术研究3史明霞,沈　汀(中国科学院电子学研究所,　北京100080)【摘要】　提出了一种适用于合成孔径雷达的宽带数字接收机的实现方法。

针对合成孔径雷达海量数据处理的特点,此宽带数字接收机采用了多相H ilbert数字变换的体系结构,通过此结构可以降低系统的吞吐量,满足系统实时性处理的要求。

【关键词】　合成孔径雷达;宽带数字接收机;多相H ilbert数字变换中图分类号:T N958、T N957.5 文献标识码:AI m plem en t a ti on of a Broad2band SAR D i g it a l Rece i verSH IM ing2xia,SHEN Ting(I nstitute of Electr onics,China Acade m ic of Science,　Beijing100080,China)【Abstract】　I n this p r opose,we p r ovide a feasible i m p lementati on of br oad2band S AR digital receiver.According t o the large data p r ocessing volu me of S AR,the receiver e mp l oys a fra me work based on multi phase H ilbert Transfor m,which can reduce the syste m thr oughput and meet real2ti m e p r ocessing require ment.【Key words】synthetic aperture radar;br oad2band digital receiver;multi phase H ilbert digital transf or m0　引　言在雷达中频接收机中,传统的方法采用模拟器件来实现,其温度稳定性、指标精度较差。

宽带数字接收机技术

宽带数字接收机技术
（2.7）
任取两个边带(这里假设是第i个和第j个)， 与单信号的带通直接采样类似，可以推导出
多信号情况下的带通采样
任取两个边带(这里假设是第i个和第j个)，与单信号的带通直接采样类似，可以推导出 其中
多信号情况下的带通采样
在频率轴上以从左至右的顺序对这2N个边带重新作如下命名：
（2.7）
任取两个边带(这里假设是第i个和第j个)， 与单信号的带通直接采样类似，可以推导出
数字接收机尽量减少系统结构中的模拟环节，利用数字信号处理技术来处理ADC输出数据。
图 1‑1 数字接收机实现框图
01
03
02
引言
面临的问题 高速ADC采录大量的数据 现有的高速DSP的工作速率大约比ADC的采样速率低1～2个数量级。
图 1‑1 数字接收机实现框图
降数据率
主要方法就是降低高速ADC的输出数据率，使之与高速DSP的处理速度相匹配。降数据率的前提是保证信号信息不丢失。这样，可以将如图 1‑1所示的数字接收机结构改为如图 2‑1所示的结构：
数字下变频的优缺点
缺点2 需要先验知识 与带通采样一样，数字下变频需要得到信号的中心频率，这样才能确定NCO产生的本振频率，而在ADC采样率极高的情况下，很难找到能实时准确地得到信号频率参数的有效算法。
带通采样技术与数字下变频技术在面对合作信号时，能有效地降低数据率，有利于后续DSP对信号进行实时处理。
图 2‑5 数字下变频的一种具体实现
数字下变频---具体实现
数字下变频方案框图中的低通滤波器位于抽取之前，其速度难以满足实时滤波要求，采用如上图中CIC（级联积分梳状滤波器）、HF（半带滤波器）和普通FIR滤波器级联的形式，可以大大降低对每一级滤波器阶数的要求，同时由于CIC和HF滤波器的特殊结构，能有效地降低对于运算量的要求。

全数字宽带接收机的并行结构

全数字宽带接收机的并行结构
Y##Y \ #] \ Y" ! 收稿日期：
万方数据 作者简介： 陈大夫 （"^T$ \ ） ， 男 （汉） ， 湖南， 博士生， 主要从事航天通信、 编码调制技术的研究。
第"期
陈大夫等： 全数字宽带接收机的并行结构
,,
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宽带数字接收机的并行处理结构
任何一个序列都有必要经过一定的数字滤波处理运算， 以提取有用的信息。对于高速采样的数据序
{ {
（ "） ， ) ! " ! #" ( " & )， #" ! " ! # ( " （ "） ， ) ! " ! ## ( " ! )， ## ! " ! # ( "
滤波器输出 （ （ "） （"表示循环卷积） ， 这时它与离散傅立叶变换 * （ +） （ +） （ +） 具有一 ) "） !（ ! "） !$ , "& 一对应关系。 实际应用中输入序列 （ 就是我们所讨论的高速数据序列， 它的长度很长， 不可能按以上方法进行 ! "） 运算处理。一般在信号处理中要避免大的时间延迟， 以满足实时处理要求。为了达到这个目的， 将输入信 号序列进行分段处理， 而且每一段的卷积输出按适当方式衔接在一起， 以构成正确的滤波序列输出。假设 （ "） 分成为长度 # 的小段， 滤波器 & （ "） 仍然不变， 且 # * #" 。若用 # 点离散傅立叶变换进行处 将序列 ! 必须舍弃。为了得到正确的结果， 分段时在第 - 段和第 - ’ " 理， 则循环卷积的结果前 # " ( " 点是混叠的， 段之间插入 # " ( " 个重复的信号采样点， 也就是说， 每一段信号均由 #（即 个点的新数 ## ! # ( #" ’ "） # 据序列和前一段保存下来的 # " ( " 个点的旧数据序列组成。这就是所谓的重叠保存法。每段可以表示 为 （ ! - " ）’

宽带数字信道化接收机综述

宽带数字信道化接收机综述

宽带数字信道化接收机综述作者：郑保佐来源：《数字技术与应用》2018年第05期摘要：本文分析了数字信道化接收机的系统结构，研究了数字信道化接收机技术的发展趋势。

关键词：宽带；数字信道化接收机；处理技术中图分类号：TN851 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2018）05-0037-01数字信道化接收机是一种基于数字信道化滤波器组形成的结构设计模式，它可分为不同的类型，而数字信道化接收机在实践中具有一定的灵活性，可以提升工作效率。

1 数字信道化接收机的系统结构1.1 单通道的数字信道化接收机单通道的信道化接收机主要是通过不同接收机并联形成不同的信道接受模式，通过构建多通道的数字信道化接收方式，不同的子信道的接收机结构相对较为完整。

1.2 中频数字信道化接收机中频数字信道化接收机是一种基于模拟混频器和滤波器进行信道的划分整理，利用采样以及数字信号处理的方式加强控制管理的结构模式。

但是，此种模式缺乏稳定性与灵活性。

而DDC类型的数字信道化接收机，可以对射频信号进行采样，在利用数字混频以及滤波对信道进行划分，这样就可以凸显数字电路以及数字信号的优势特征，但是此种模式在系统接受宽带以及动态范围的过程中会受到ADC的性能限制与影响。

单通道的数字信道化接收机的子信道是独立的，可以对其进行独立的设计，且灵活性相对较高，系统中的硬件资源利用效率则相对较低，在其需要数目种类较多的子信道的时候，就会导致硬件资源过度消耗，其结构相对较为复杂，而单通道的数字信道化接收机职能在少量的子信道系统中应用[1]。

1.3 FFT类型的的数字信道化接收机快速傅里叶变换是一种应用较为频繁的信道技术，而通过FFT则可以构建平频域滤波器，进而对频域信道进行分析。

但是频域滤波器的频率呈现Sinc函数，其阻带衰呈现减低的状态，对此，可以利用视域家窗户的方式增强滤波器组的整体性能，也就是一种将STET作为核心技术的信道化接收机类型，此种数字信道化结构在实践中运算效率相对较高，且其系统相对较为简单，可以保障接收机分布均匀的效果。

一种用Hilbert算法实现的宽带数字接收机技术

一种用Hilbert算法实现的宽带数字接收机技术

信号转换为宽带数字信 号 ， 采用 Ｈｌｅ 数字变换 的体系结构 ， ｉ ｒ ｂｔ 产生 ｊＱ两路数据． 、 后处理 中采用多相分并行处理方法对数据
流进行降速． 最后在计算机上使用 Ｍａｌ 进 行仿真 ， ｔｂ ａ 将 与 匹配和不 匹配时 的两种输 出结果 分别进 行匹 配滤 波处理． 数
ａ ｌ ｌｆ －ｎｅｔ ｒ ｍ ｃ ｅ ｏ ｏ． ｍ ｔ ｂｐａ ｅＴ ｉ ｅ ｔｈ ｒｎ ｔ Ｔｈｓｄｃｔｌ ｅｅｖ ｄ ｐ ｓｔ ｅＤ６ ｅｈ ｉｕ 。 ｉｈｃ ｎｎ ｔ ｎｙｒ ｕ ｅ ａ １ ｈ ａ ｄ ｉ ｉ ａ ｃ ｉｅ ａ ｏ ｔ ｈ Ｐ ｔ ｎｑ ｅ ｗｈｃ ａ ｏ ｌ ｅ ｃ ｒ ｒ ｃ ｏ ｄ ｔ ｅｓｓｅ ｔ ｒ ｕ ｈ ｕ ｄｍｅ ｔ ｅｌ ｉ ｒｃ ｓｉｇ ｒ ｕｒ ｅ ｔ ｕ ｌ ｈ ｙ ｔｍ ｈ ｏ ｇ ｐ ｔ ｎ ａ ｅ ａ － ｍｅｐ ｏ ｅｓ ｅ ｉｅ ｎ ，ｂ ｔ Ｓ ｒ ｔ ｎ ｑ ｍ ａＯ ｄｒｃ－ｕ ｒｎ ｖ ｌ ｒｋｉ ｄＳ ｎ ｉ ｔｃ ｒｅ ｔｌ ｅ ｉ ｎ ａ ｏ ． ｅ ｅ ｄ ｇ ｎ Ｏ Ｋｅ ｒ ｓ Ｂｒ ａ — ａ ｄＤｉｉ ｌＲｅ ｅｖ ｒ ；Ｈｉ ｅｔＴｒ ｎ ｆ ｒ ；ｍｕ ｔｐ ａ ｅｄ ｃ ｍｐ ｓ ｙｗｏ ｄ ： ｏ ｄ Ｂ ｎ ｇ ｔ ｃ ｉｅ ａ ｌ ｒ ａ ｓｏ ｍ ｂ ｌｉｈ ｓ ｅｏ ｏ ｅ Ｅ ＥＡＣ １ ６ Ｈ Ｃ： ２ ５ ｔ ｐ ｒｔ ｒ ｒｆ， ａ ｈ ｎ ｅ ｍ ｅ ｅａｕｅｄｉ ｇ ｉ ｃ ａ ｇ ， ｔ ｎ
ｄｃｍｐ ｓ ｒｖｄｓ ｙｔ ｄ ｂｓ ｅｓｅｄｏ ａ ｕ ｔ ｓ，ｆ ｄ ｆ ａｅ ｔ ｅ ｌ ｒ ｇｄｓｏｅ ｎ ｅｏ ｏｅｐｏ ｉｅ ｗａ ｅ ａｅｔ ｐｅ ｆ ｔ ｆ ｅ ．Ａｔａｔ ｓ ｔ ｒ ｃｄ ｆｔ ｉ ｐ ｓ ｏ ａ ｏ ｈ ｄ ａｌ ｎ ｌ ｎ ａ ｍａｈ ｉｅ ｎ ｉ ｄ

宽带数字侦察接收机若干关键技术研究及应用

宽带数字侦察接收机若干关键技术研究及应用

宽带数字侦察接收机若干关键技术研究及应用宽带数字侦察接收机若干关键技术研究及应用随着现代通信技术的高速发展，侦察和监听技术也在不断创新和改进。

宽带数字侦察接收机作为一种重要的侦察设备，具有高灵敏度、宽带调谐、高精度定位等特点，被广泛应用于侦察情报收集、通信干扰和电子对抗等领域。

本文将对宽带数字侦察接收机的关键技术进行研究和分析，并探讨其在实际应用中的优势和挑战。

首先，宽带数字侦察接收机的核心技术之一是高灵敏度接收技术。

由于现代通信系统日趋复杂，传输信号的功率越来越小，因此侦察设备需要具备超高的灵敏度来接收弱小的信号。

宽带数字侦察接收机通过采用高速采样率的A/D转换器和先进的数字信号处理算法，能够实时捕捉、提取和分析各类信号，从而满足对高弱信号的有效接收和处理要求。

其次，宽带数字侦察接收机的另一个重要技术是宽带调谐技术。

传统的调谐方式需要频道切换，导致带宽和频率范围的限制。

而宽带数字侦察接收机采用宽带调谐技术，可以同时接收多个频段的信号，实现对整个频率范围的实时监测和分析。

这种技术可以极大地提高侦察设备的工作效率和信息获取能力，为后续的信号识别和解析提供更多的数据。

另外，宽带数字侦察接收机的精度定位技术也是其关键技术之一。

侦察情报收集常常需要定位信号源的位置，精确的定位能够帮助侦察人员更准确地确定目标，并采取相应的行动。

宽带数字侦察接收机通过采用多通道接收和多天线阵列的方式，可以根据信号到达的时间差和方向差等信息，实现对信号源的三维定位。

这种技术的精度高，能够满足侦察任务对定位的要求。

除了上述关键技术，宽带数字侦察接收机还涉及到多个方面的应用。

首先，它可以用于通信情报收集和分析，包括监听通信频率、解析通信内容等。

其次，它可以应用于通信干扰，通过精确识别和跟踪敌对通信系统，实施干扰打击。

此外，它还可以用于电子对抗和无线电侦察等领域，对敌方电子设备进行情报收集和干扰。

然而，宽带数字侦察接收机的应用面临一些挑战。

宽带数字接收机的设计与实现


的滤波 器 ， 滤波 器具有 特定 的 中心频 率和带 宽 。 每个 这种 滤波器的布置如 图 １ 所示 。然而 ， 该设计 的缺点 是显 而易见的 ： 一是每个滤波器 的特 性难 以做 得完全
一
１ 宽 带 数 字接 收 机 的 工作 原 理及 实现 方 法
宽带数字接收机 的实现手段通常有三种： 频率 引导式 、 采样 多通道并 行式 和数字信 道化 接收 机 。 欠
技 术 。对 多项 关键技 术进行 了论述 ， 并给 出了相 应的公 式推 导和 原理 框 图 ， 电子 战 （ Ｗ） 域 的 在 Ｅ 领 数 字接 收机 工程 设计 中， 有很 高的应 用价 值 。 具 关键词 ： 字接 收机 ； 字信 道化 ； 数 数 多相 滤波 中 图分 类号 ：Ｎ ５ ． Ｔ ９７ ５ 文 献标识码 ： Ａ 文章编 号 ：６ ３５ ９ （ ０ ０ ０ —８ — １ ７ —６ ２ ２ １ ） １０ ６０ ４
无 源定位 、 源雷达等 Ｅ 系统 中发挥 着重要 作用 。 无 Ｗ
速率下 运行 ， 简化对 处理 芯片 的要 求 ， 高系统 的可 提 靠性。 实 现数字 信道化 的基本 途径 是建立 一组性 能相 同 的滤 波器组 ， 它等 效于一 个 １ 输入 Ｎ一１ 出的 Ⅳ 输 端 网络 。实现 滤波器 组 的直接方 法是设计 多个 单独
雷 达信号参 数 的截 获 、 析 是 Ｅ 系统 对 抗 雷 分 Ｗ
达威胁 的重要 手段 。现 代 雷 达 的特 点是 多 功 能 、 多
字接 收机 中的采集 电路模 块 ， 同时也 带 来 了 系统 但 瞬时带 宽较 窄的缺 点 ； 欠采 样 多 通道 并 行 接 收机 采 用多块 低速采 集模 块 以达 到 较 宽 的系 统 瞬 时带 宽 ， 但 处理 系统 比较复 杂 ， 得 多采 集 通道 一 致性 难 以 使

宽带数字信道化接收机技术的热点和发展趋势

宽带数字信道化接收机技术的热点和发展趋势苏翔;傅其祥;李永祯;刘能【摘要】数字信道化接收机具有瞬时频带宽、动态范围大、能实现超宽带侦察的特点,能较好地满足现代电子战接收机的要求.首先介绍了数字信道化接收机的基本原理,在此基础上,重点分析了数字信道化接收机在信道化过程中的研究热点和难点,并简述了信道化接收机技术的发展趋势.【期刊名称】《航天电子对抗》【年(卷),期】2014(030)001【总页数】4页(P32-35)【关键词】数字信道化接收机;多相滤波;研究热点;发展趋势【作者】苏翔;傅其祥;李永祯;刘能【作者单位】国防科学技术大学电子信息系统复杂电磁环境效应国家重点实验室,湖南长沙410073;国防科学技术大学电子信息系统复杂电磁环境效应国家重点实验室,湖南长沙410073;国防科学技术大学电子信息系统复杂电磁环境效应国家重点实验室,湖南长沙410073;国防科学技术大学电子信息系统复杂电磁环境效应国家重点实验室,湖南长沙410073【正文语种】中文【中图分类】TJ76;TN970 引言数字信号处理理论的日益成熟和高速ADC、FPGA、DSP等数字信号处理芯片工艺水平的显著提高，推动宽带数字接收机技术迅猛发展。

目前，美军已经装备了瞬时带宽达500MHz的宽带中频数字接收机，康多公司生产的以宽带超外差调谐器和宽带信号处理器为核心的CS－6700高级电子支援／电子情报侦察系统，其频率范围为0.5～18GHz，系统灵敏度达到－90dBm。

相较于国外，国内对信道化接收机技术的研究起步较晚，大多处于理论探讨阶段，部分高校和研究所研制了一些实验系统。

例如，西安电子科技大学采用Xilinx公司的FPGA器件设计完成了一套雷达数字接收机系统，能处理的最大带宽为5MHz，最高工作频率为70MHz，幅度不一致性小于0.01dB，相位不一致性小于0.05°等［1］。

数字信道化接收机有两个工作过程：前端信道化过程和后端基带信号处理过程。

宽带高灵敏度数字接收机

宽带高灵敏度数字接收机一、本文概述随着信息技术的飞速发展，无线通信已成为现代社会不可或缺的一部分。

作为无线通信中的关键环节，数字接收机的性能直接影响到通信质量和效率。

本文旨在探讨和研究宽带高灵敏度数字接收机的设计原理、关键技术和应用前景，为无线通信领域的进一步发展提供理论和技术支持。

文章首先介绍了宽带高灵敏度数字接收机的基本概念和研究背景，阐述了其在无线通信中的重要地位。

接着，详细分析了宽带高灵敏度数字接收机的设计原则和技术要求，包括宽带信号的捕获、高灵敏度信号的检测与处理、数字信号处理算法的优化等方面。

在此基础上，文章还探讨了宽带高灵敏度数字接收机的实现方法，包括硬件平台的选择、软件算法的设计以及系统性能的评估与优化。

本文还关注了宽带高灵敏度数字接收机的应用前景，分析了其在无线通信、雷达探测、电子对抗等领域的潜在应用价值。

总结了宽带高灵敏度数字接收机的发展趋势和挑战，为未来的研究提供了参考和借鉴。

通过本文的阐述，读者可以对宽带高灵敏度数字接收机的设计原理、关键技术和应用前景有全面的了解，为相关领域的研究和应用提供有益的参考。

二、宽带高灵敏度数字接收机的关键技术宽带高灵敏度数字接收机作为现代通信系统中的核心设备，其关键技术对于实现高效、稳定的信号接收与处理至关重要。

以下将详细介绍几种关键技术。

宽带信号处理技术：宽带高灵敏度数字接收机需要处理频带范围宽广的信号，因此，宽带信号处理技术是其中的核心。

这涉及到信号的采样、量化、滤波以及解调等多个环节。

特别是在采样率方面，需要设计高性能的模数转换器（ADC），以实现对宽带信号的高效采样。

高灵敏度技术：高灵敏度是数字接收机的重要特性之一，它决定了接收机能够检测到的最小信号强度。

为实现高灵敏度，需要采用低噪声放大器、优化的接收算法以及高动态范围的ADC等。

数字信号处理算法：数字信号处理算法是实现宽带高灵敏度接收的关键。

这包括数字滤波、频率同步、符号同步、信道估计与均衡等技术。

基于STFT的宽带数字ESM接收技术


Wideband digital ESM receiving technique based on STFT
WANG Xu dong, SONG M ao zhong
( Coll. of I nf or mation Science and T echnolog y , N anj ing Univ . of A er onautics and A str onautics , N anj ing 210016 , China)
第 32 卷 第 9 期 2010 年 9 月
文章编号 : 1001 506X( 2010) 09 1811 04
系统工程与电子技术 Systems Engineer ing and Electr onics
Vol. 32 No. 9 September 2010
基于 STFT 的宽带数字 ESM 接收技术
念, 省去了信道判断逻辑。首先对输入宽带信号 ( 采样频率 f s = 400 M H z) 直接作短时傅里叶变换 ( short time Fourier tr ansform, ST FT) ; 然后根据一种多门限判决逻辑, 取出最大 两根谱线, 进行频率估计、 信号判别和带宽估计; 再作 IFFT 转回时域, 根据估计带宽, 对输出信号进行抽取, 在保证频率 不混叠的前提下, 降低了数据率。其原理框图如图 1 所示。
收稿日期 : 2008- 07- 08; 修回日期 : 2010- 03- 18。
基金项目 : 国家自然科学基金 ( 60572108) ; 南京航空航天大学青年创新基金 ( Y 0618- 041) ; 南京航空航 天大学基 本科研业 务费专项 科研 项目 ( N S2010109) 资助课题 作者简介 : 王旭东 ( 1978- ) , 男 , 讲师 , 博士 , 主要研究方向为电子侦察、 FPG A 应用。 E m ail : xudong@ nuaa. edu. cn
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宽带数字接收机技术
数字接收机的概念

理想的数字接收机可以用以下一段话来描述：“前端的 ADC对天线的全频段进行高速数字化，所有的处理工作 全在后续的高速DSP上进行，采用数字信号处理的各种 高分辨率算法，实时地得到所需的全部信息。”这就是 数字接收机的发展方向——宽带、高速实时信号处理。
数字接收机尽量减少系统结构中的模拟环节，利用数字信号处 理技术来处理ADC输出数据。

带通采样的优缺点
缺点：面对同时到达信号

面对同时到达信号，带通采样也缺乏完 善的解决方案：以增加设备量为代价显然 会增大设计成本；通过多带通信号的采样 定理确定的采样率可以回避这个问题，但 会使降数据率倍数降低，同时无法克服抽 取带来的信噪比恶化这一问题。
数字下变频
数字下变频的主要思想是在中频采样对 ADC的输出数据进行数字正交混频，用正 交的两个中频本振把信号频谱搬移到基带， 然后通过低通滤波器滤除数字混频时产生 的本振的二次谐波，再进行抽取以满足后 续DSP实时处理的要求。 这种方法目前在软件无线电中被广泛 使用，其具体实现如图 2-4所示：
多信号情况下的带通采样
因为缺少降数据率前的带通滤波，降 数据率(抽取)后信噪比将恶化。 同时由于的取值范围是多个单独信号 采样率范围的交集，必然使的范围变小 ，从而使降数据率的倍数相对于各个单 信号降低。
带通采样的优缺点
优点 目前，带通采样理论已经广泛运用于 通信接收等领域。对于中心频率和带宽已 知的窄带信号，利用带通采样理论能够在 无损信号信息的情况下大大降低信号数据 率，有利于对信号的实时处理。
（2.10）
x (n)sin n0 = Acos[ n0 +(n)]sin n0 =A/2sin[2n0 +(n)]-A/2sin(n)
（2.11） 再经过数字低通滤波器后就可以得到基带信号的I、Q分量。
数字下变频---具体实现
对于低通滤波的运算，可以采用各种高效滤波器来 提高系统的运算实时性，图 2-5所示结构是一种数 字下变频的具体实现方案，这种方案目前被广泛应 用于各种专用的数字下变频芯片中。
（2.7）
任取两个边带(这里假设是第i个和第j个)，
与单信号的带通直接采样类似，可以推导出
多信号情况下的带通采样
任取两个边带(这里假设是第i个和第j个)，与单信 号的带通直接采样类似，可以推导出
f ju fiL k ji 1 fsi ,j f jL fiu k ji
其中
f jL fiu 0 k ji fix fs min
多信号情况下的带通采样
带通均匀采样理论只适用于单信号情 况，在空间同时有多个信号到达时， 必须寻找新的解决方案。面对同时到 达信号，可以采取以下两种措施：
ReTurner.D
多信号情况下的带通采样
1．在带通采样之前对同时到达的每个带通信号进 行带通滤波处理，然后分别进行带通采样和重 构，也就是将同时到达的带通信号当成多个单 信号来处理。实现方法如图 2-3所示：
带通采样的优缺点
缺点：需要先验知识
有人试图将带通采样理论引入到电子战接收 机中来。但是在电子对抗领域，由于ADC采集 的敌方信号是非合作信号，事前没有对信号的 中心频率和带宽的任何先验知识，也就无法确 定一个合理的二次采样率来进行降数据率处理 。 文献提出了短时数据测频算法来快速得到信 号频率参数，但在ADC采样率极高(GHz)的情 况下，很难找到能实时准确得到信号频率参数 的有效算法。源自其中T1 fs
,对于(2.3)
对于(2.4)
fs 1 f (N ) 2 2
' c
fs 1 f (K ) 2 2
' c
带通采样的优势
带通均匀采样定理说明，对于带通信号，并 不一定需要采样率大于信号最高频率分量的两 倍。对于窄带信号，只要采用比信号中心频率 小得多的采样率，就能够实现对信号的无混叠 采样。
j
10倍抽取的CIC滤波器幅频响应图如图 2-7所示。
CIC滤波器
图 2-7 CIC滤波器的幅频响应
CIC滤波器
一 级 CIC 滤 波 器 的 第 一 旁 瓣 衰 减 为 13.46dB，为降低旁瓣电平，可以采样级 联的形式，n级CIC滤波器的第一旁瓣衰减 为n* 13.46dB。其实现如图 2-8所示：
x I (m)
CIC HF FIR
cos 0n
x(n)
NCO
sin 0n
CIC HF FIR
xQ (m)
图 2-5 数字下变频的一种具体实现
数字下变频---具体实现
数字下变频方案框图中的低通滤波器位于抽 取之前，其速度难以满足实时滤波要求， 采用如上图中 CIC（级联积分梳状滤波器 ）、HF（半带滤波器）和普通FIR滤波器 级联的形式，可以大大降低对每一级滤波 器阶数的要求，同时由于CIC和HF滤波器 的特殊结构，能有效地降低对于运算量的 要求。
H(e j( ) )
1/2
0
c
/ 2
A


图 2-9 半带滤波器幅频特性
数字下变频的优缺点
数字下变频结构具有如下优点： 1．滤波器易于实现； 2．能得到正交的两路信号， 可以快速得到信号的幅度、相位、频率等信息，：
I(m) I(m)
a(m) I 2 (m) Q2(m)
(m) arctan Q(m) I(m)
数字下变频
x I (m)
低通滤波 抽取
cos 0n
x(n)
sin 0n
低通滤波 抽取
xQ (m)
图 2-4 数字下变频方案框图
数字下变频
信号经A/ D 变换后可表示为
x ( n) = A cos n0 + n
经混频器得到
（2.9）
x (n)cos n0 =Acos[ n0 +(n)]cos n0 =A/2cos[2n0 +(n)]+A/2cos(n)
（2.7）
任取两个边带(这里假设是第i个和第j个)，
与单信号的带通直接采样类似，可以推导出
多信号情况下的带通采样
f ju fiL k ji 1
其中
fsi ,j
f jL fiu k ji
K max
（2.8）
f jL fiu 0 k ji fix fs min
Q(m) a(m) (m) f (m)
Q(m)
f(m) (m) (m 1)
图 2-10 由正交输出得到信号各项信息
数字下变频的优缺点
3 ．技术成熟，已经在软件无线电中得到广泛应用，并 已 有 专 门 的 数 字 芯 片 推 出 ， 如 intersil 公 司 的 HSP50214、HSP50216等。
均匀带通采样定理
工程上将带通信号作为一种带限信号作如下定义：
d(t) Rem(t)exp(j2(fc t ))
如果m(t)的频谱
（2.1）
B 0, f M(f ) 2 0, 其他
则d(t)称为中心频率为
fc
B 2
（2.2）
，带宽为 B的带通信号。 fc
带通滤波器1 带通信号1 带通采样，重 构
N个 带 通 信 号 同时到达
带通滤波器2
带通信号2
带通采样，重 构
带通滤波器N
带通信号N
带通采样，重 构
图 2-3 用分别滤波的方法对多信号带通采样
多信号情况下的带通采样
2．改造带通均匀采样定理。 使其能够同时对多个带通信号进行欠采样并 能够准确恢复原信号。这就是下面将要介绍的 内容。 假设N个实带通信号，它们的边界满足：
图 2-1数字接收机实现框图
带通采样
接收信号相对于整个频段为一个窄带信号，如果按照经典 的香农抽样定理来抽取信号，即（其中为带通信号的上 限频率），必然造成系统资源的浪费，在极高的情况下 也没有能够达到这个速率的 ADC ，即使 ADC 的速度达 到了要求，后续DSP也无法实时处理如此庞大的数据。 如果把信号处理的频段集中在带通信号的带宽之内，而 不是在整个监视频段内，就可以大大降低数据率，这样 就引入了带通采样理论。
带通采样
H(f )
带通采样理论所要处理的频段 B
Fs
0
： ADC采 样 率
fc
经典采样理论所要处理的频段
Fs / 2
f
图 2-2 经典采样与带通采样的比较
带通采样
带通采样能大量缩减处理的数据量，而且实现较 为简单。 前提：数据的中心频率是已知的。 未知情况下： 通过短时数据测频估计得到带通信号的中心频率 ，将这个估计频率作为带通采样的引导频率， 通过带通采样定理得到二次采样率，从而达到 降低数据率的目的。
fl1 fu1 fl2 fu2
flN fuN
（2.6）
Bi fui fli ,i 1, 2,
,N
多信号情况下的带通采样
在频率轴上以从左至右的顺序对这2N个边带重新 作如下命名：
f1L f uN , f1u f LN ; f f u ( N 1) , f 2u f L( N 1) ; 2L f (2N)L f LN , f (2N)u f uN ;
K max
fs min 2 B i
i 1
N
多信号情况下的带通采样
在频率轴上以从左至右的顺序对这2N个边带重新 作如下命名：
f1L f uN , f1u f LN ; f f u ( N 1) , f 2u f L( N 1) ; 2L f (2N)L f LN , f (2N)u f uN ;
CIC滤波器