數(shù)字正交-雷達(dá)原理大作業(yè)

數(shù)字正交采樣與實(shí)現(xiàn)姓名：楊寧學(xué)位：專業(yè)：電子信息工程學(xué)院：電子工程學(xué)院1 .基本原理帶通信號(hào)：以前示例：換句話說(shuō)：(1)信號(hào)的同相分量I(n )的偶數(shù)項(xiàng)和正交分量Q(n )的奇數(shù)項(xiàng)可以直接從采樣值交替獲得，但是符號(hào)需要校正(2)I、q的雙向輸出信號(hào)在時(shí)間上相差一個(gè)采樣周期。 由于在相同時(shí)刻獲得信號(hào)處理的I和q值，所以需要當(dāng)前場(chǎng)的插值或頻域的濾波，這兩者相等。2 .實(shí)現(xiàn)方式實(shí)現(xiàn)框圖如圖1所示。圖1是數(shù)字正交采樣系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方框圖實(shí)現(xiàn)方法主要有低通濾波法、Bessel插值法、多相濾波法3種。2.1、低通濾波法圖3是圖2低通濾波法的框圖混合A/D樣品前，采用數(shù)字混頻器和低通濾波器，提高了精度和穩(wěn)定性。以fs=4 f0/3=2 fs2=4 fs1、f0=3 fs1為例，采樣后信號(hào)的頻譜、數(shù)字混合后的信號(hào)的頻譜、輸出信號(hào)的頻譜分別如圖3(a )、(b )、(c )所示.圖3(a )圖3(b )圖3(c )這種方法的優(yōu)點(diǎn)是，對(duì)2s信號(hào)進(jìn)行同時(shí)變換，在所使用的兩個(gè)信號(hào)(比如濾波器系數(shù))通過(guò)低通濾波器的情況下，由于非理想濾波器引起的失真匹配，不影響I、q2s信號(hào)的幅度一致性和相位正交性，因此能夠具有良好的負(fù)頻譜對(duì)消除功能，從而實(shí)現(xiàn)高精度(1)處理信號(hào)具有寬的帶寬(2)數(shù)據(jù)收集時(shí)需要較高的采樣率，數(shù)據(jù)輸出率未降低(3)濾波器次數(shù)相對(duì)較高，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的實(shí)現(xiàn)2.2、Bessel插值法圖4插值方法的實(shí)現(xiàn)框圖n(n為偶數(shù))下面的Bessel中點(diǎn)插值表達(dá)式為其特點(diǎn)包括：1. n階Bessel插值公式只有n/2個(gè)不同的系數(shù)2 .分母為2的整數(shù)冪。在工程上，插值表達(dá)式通常使用四階Bessel插值表達(dá)式。圖54次Bessel內(nèi)插圖2.3、多相濾波法基于圖6的多相濾波法的框圖與原理多相濾波方法的原理是：使用兩個(gè)不同的延遲濾波器對(duì)I、q兩者進(jìn)行濾波以獲得正交信號(hào)。分?jǐn)?shù)延遲濾波器的設(shè)計(jì)可以利用如圖7所示的濾波器的多相網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。圖8是圖7多個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖該方法進(jìn)行光譜分析。 每個(gè)采樣信號(hào)的頻譜、每個(gè)奇偶校驗(yàn)提取信號(hào)的頻譜、每個(gè)符號(hào)轉(zhuǎn)換信號(hào)的頻譜和每個(gè)輸出信號(hào)的頻譜在圖8 a、8 b、8 c和8 d中示出。圖8(a )圖8(b )圖8(c )圖8(d )3 .相關(guān)配置文件：輸入中頻信號(hào)(f0=10MHz、fs=8MHz、帶寬B=4MHz )相當(dāng)于將fs=4f0/(2m-1 )時(shí)的m的值設(shè)為3。信號(hào)頻率分量fd(- 2MHz，2 MHz )為橫軸表示信號(hào)載波頻率偏移量fd與采樣頻率之間的比值?？v軸為反射鏡頻率分量抑制M=20 lg| X(-fd)/X(fd)|，如下圖所示其中，低通濾波法： 32次FIR等波紋濾波器；Bessel插值法： 8次插值濾波器多相濾波法： 64階插值低通濾波。圖9理想情況下的反射鏡頻率抑制比比較圖您可以看到：內(nèi)插方法：在頻率偏移較窄的情況下，具有高鏡頻率抑制效果，但是，在有效帶寬較小的情況下，如果信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)化帶寬超過(guò)10%，IR會(huì)立即衰減到較低的電平多相濾波法：有效帶寬相對(duì)較大(20% )，所需濾波器的次數(shù)僅為低通濾波法的1/L，能夠相對(duì)簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)低通濾波法：幾乎在整個(gè)頻帶中具有相對(duì)平均的衰減，即使信號(hào)的正規(guī)化頻帶為40%左右，也能夠?qū)崿F(xiàn)170dB左右的鏡像抑制比，適用于邊帶的頻譜強(qiáng)的情況當(dāng)將量化噪聲相加