基于fpga的宽带数字信道化接收机的设计

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1、万方数据第31卷第12期2009年12月现代雷达ModernRadarV01．3lNo．12Dec．2009·牲：／发技术·中图分类号：TN959．1文献标识码：A文章编号：1004—7859{2009}12—0073—04基于FPGA的宽带数字信道化接收机的设计陈海红，汪欣(南京电子技术研究所，南京210039)摘要：提出一种基于多相滤波器组的宽带数字信道化接收机的实现结构和设计方法，该方法可以满足侦察接收机宽频段覆盖、高灵敏度、高截获概率和实时处理能力，较好地解决高速A／D芯片与低速信号处理器之间的矛盾。用基于CORDIC算法和一阶相

2、位差分算法进行瞬时测频。对系统中的每个功能模块进行了基于FPGA的设计与实现，从signaltab中验证了该方法的正确性。关键词：信道化接收机；多相滤波器；数字接收机；CORDIC算法ADesignMethodofDigitalChannelizedWidebandReceiverBasedonFPGACHENHai．hong。WANGXin(NanjingResearchInstituteofElectronicsTechnology，Nanjing210039，China)Abstract：Adesignmethodandstruct

3、uralimplementationofwidebanddigitalchannelizedreceiverbasedonpoly—phasefiltersisintroduced．Themethodsatisfiestherequirementsofwidebandfrequencycoverage，hashighsensitivity，highprobabilityofinter-ceptionandfullornearreal-timeoperationforreceiver，andsolvesthecontradictionbet

4、weenthehiShspeedA／Dchipandlow-speeddigitalsignalprocessor．WeproposeoneinstantaneousfrequencymeasurementmethodbasedonCordicalgorithmandone—of-derphasedifferencealgorithm．AllfunctionalmodulesofthedigitalchannelizedreceiverareimplementedonFPGAdevice，there-suitofsisnalreceive

5、provesthismethodiseffective．Keywords：channelizedreceiver；poly-phasefilter；digitalreceiver；CORDICalgorithm0引言在电子战场上，面临着日益严峻的电磁环境，表现为要截获的信号形式多样、频率范围宽和测频精度高。电子战侦察接收机通常要求对信号进行全概率信号截获，即具有实时处理多信号的能力，基于多相滤波器组的数字信道化接收机相比于模拟信道化接收机，具有高精度，高稳定性，抗干扰能力强，灵活可变等优点。随着高速ADC器件和现场可编程门阵列(FPGA)

6、器件的发展，为数字信道化接收机带来了实现的可能。为了实现较高的频率分辨，基于FPGA的多信道数字接收机是一种理想的结构，其实现了频分和下变频的作用，又较好地解决高速A／D芯片与低速信号处理器之问的矛盾。1数字信道化接收机的原理数字接收机使A／D尽可能地靠近天线，对射频或中频的回波信号进行A／D采样，最大限度地保留信号的信息量以获得更高的截获概率，然后对采样后的数通信作者：陈海红Email：happy_cey@163．corn收稿日期：2009-08—12修订日期：2009-11-17字信号送人数字滤波器组，完成频域均匀信道化，再进行抽取，

7、输出低速率的子频带信号以便于后续的测频和数字信号处理。信道化数字接收机的低通型原理框图，如图l所示‘11图1信道化数字接收机低通型原理框图数字信道化接收机的每个通道乘以变换因子，将该通道的信号变为零中频，然后再通过低通滤波器得到该频率信号。马。(n)为Ⅳ阶多相滤波器组的原型低通滤波器。该结构可以有效地实现信道分离，但对宽带数字信道化接收机系统而言，A／D采样率很高，图中的混频器与低通滤波器工作的速率与采样率相等，而混频器与低通滤波器中的乘法器也工作在采样速率，目前的FPGA器件无法达到这样高的乘法速度。且其必须进行K个低通滤波，当低通滤波

8、器阶数比较大，在信道数K比较多时，每一个信道配一个这样的一73—万方数据现代雷达高速滤波器实现起来很困难，所以采用高效的宽带数字信道化接收机结构。1．1基于多相结构的滤波器组从图1的结构中可以