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1、火控雷达技术年第期总第期正交采样的理论和技术实现’杨平耿富录航天部所西安电子科技大学西安,、。【摘要】在雷达等数字信号处理中常常先需要将接收信号分解为正交的口两路数字信号、,口信号的幅相不平衡会使得信号处理系统的性能降低而传统的双通道正交检波方法又会。、,使得这种不平衡性较大本文通过对获得信号的几种典型采样方法进行的理论分析表明,,、对中频信号直接进行正交采样的单通道处理方法最优它不仅只需要一个转换器肠且还可以消除、信号的幅度误差,有效地降低、信号的相位误差。通过选取工程较易实现,。的中点肠“己内
2、插函数中频直接正交采样的硬件实现得以完成对实脸结果进行的大量浏试,、“,,,表明信号的相位误差小于无幅度误差由此说明这一方法不仅在理论上可行而且具有极大的实用价值。传统的正交检波器,在雷达等信号处理系统中常需要将接收的信号转换为基带的同相分量和正交分量分。别表示为和心窄带信号可以表示为如下形式二。甲名一小汀一‘左汀二艺,。。,。式中和分别表示泞的同相和正交分量为的载频和,分别为的包。络和初相位且有关系
3、小‘伊·口了一‘犷,传统的正交检波数字采洋电路如图所示它是通过对模拟正交检波器的输出进行转,。换来实现仪拟检波器的误差是数字输出的上要误差源‘今、州七‘夕丸一公加’中图传统数宇正交检波器,本文于年月日收到,当战一叭,几时检波器输出为。。,。。,二,甲甲,。、」,、卿一。〕〔伪一又沙〕。一叮,、,,二式中一,图示出式的频谱它是通过对
4、图犷二,。,速率采样得到的图为的频谱下变频后。得到图华,‘为了提高输出数字信号的精度也可以采用如下。所示的方法它是将带通信号直接采样或是义一占,将混频到一个较低的中频信号再采样把采杆样本通过两个数字凡变换滤波器就可以实现丁彻。,其频谱变化过程如图所示、交检波的输出结果。,、日协为信号的频谱瑕变频到一个较低中频这里图涛之乞姿、。,止人孔烦旨。‘对。取酌得的频普以速率采样后得。的频,通过两个数字滤波器得单边带谱,谱再对的以速率抽
5、样或者说对样本进得到所需频普如图。行分选刁、’沁‘··夕·残拘,、,’翻二⋯图传统的中频数字末样技术,但这一方法对采样速率要求很高与前一方法相比提高到倍同时受数字滤波器阶数限制,也难以得到高精度的、心数字信一号。中频直接正交采样,,。。,这种正交采洋技术不仅速度高失真小而且结构简单实现框图如图所示从图可知它仅有一个混频器、一个低通滤波器及一个。转换器其实现正交采样的过程如下,,,。把中心频率为工的窄带信号下变频为一个低中频信号此时中心频率为川但仍。即
6、假定信号带宽较大程度地小干刀。。。〔,,。,,‘一无小,「‘一止一〕汉乙凌,‘,一哪吐卿记甲,。式中尹为一固定相移乙尸尸为理想低通滤波器将。,、按速率一几一进行转换输出结果还要分别乘以系数,·,,,、、,’‘二介和一几以进行符号变换其中为正整数同时必须满足条件。,对于通道有结果以一」为例讨论,。,乡。之·叮,“。将式伐入有。为奇数,。
7、。。左甲叨」为偶数同理有通道的输出·甲·、砂为偶数犬‘〔·,之为奇数,,。对于其他取值和式亦成立在此不再作推导中频直接正交采样的信号频谱变化过程如。。,a(t)b图6所示()为窄带信号的频谱()为低,一s。;(c)、4f中频信号(t)的频谱为按速率f一,1伞一一华(即取M=})对(b)采样所得结果,对(c)进行频侈便得到频谱(d),即为所需的最后输出结果。S。月2又‘当寸()采样口寸把速率改为J一音f;(即取“一2),则得频谱(e),经频移后得(
8、f)所示频谱。如果中频直接正交采样信号频谱变化过程速
