對中頻數(shù)字化接收機(jī)的數(shù)字信號處理技術(shù)的探討

　　摘要：數(shù)字化接收機(jī)中，其自身的功能與硬件結(jié)構(gòu)是獨立的，這樣的方式就可以在硬件平臺上，通過軟件編程等具體的設(shè)置方式，實現(xiàn)對中頻數(shù)字化接收機(jī)信號的處理。對此，本文將簡單闡述中頻數(shù)字化接收機(jī)的數(shù)字信號處理技術(shù)的指標(biāo)、硬件平臺，然后對技術(shù)的具體應(yīng)用方式進(jìn)行探究，以期為相關(guān)人員提供參考。

　　關(guān)鍵詞：中頻；數(shù)字化接收機(jī)；數(shù)字信號；處理技術(shù)

　　前言：

　　在當(dāng)前的通信系統(tǒng)中，中頻信號是常見的信號形式，在數(shù)字化的背景下可以需要保證信號接收機(jī)實現(xiàn)對數(shù)字化信號的處理?；谛盘柼幚?，可以實現(xiàn)不同用戶之間信息的溝通，發(fā)揮通信系統(tǒng)的作用，滿足通信用戶的基本需求。為了保證信號處理的高效性、準(zhǔn)確性，技術(shù)人員實際上應(yīng)該結(jié)合當(dāng)前時代的發(fā)展，對中頻數(shù)字化接收機(jī)的數(shù)字信號處理技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，強(qiáng)化該項技術(shù)的性能。

　　一、中頻數(shù)字化接收機(jī)的數(shù)字信號處理技術(shù)的基本指標(biāo)

　　在中頻數(shù)字化接收機(jī)的數(shù)字信號處理技術(shù)中，其所需要的指標(biāo)主要包括以下幾方面：（1）輸入信號，中頻41.44MHz；寬帶12kHz。（2）輸出信號，兩路獨立音頻，即USB、LSB；一路模擬電壓，即AGC電壓。（3）接收機(jī)解調(diào)樣式，主要包括FSK、ASK、LSB、DSB、FM、CW、AM等。（4）系統(tǒng)標(biāo)頻，主要就是10MHz。

　　二、中頻數(shù)字化接收機(jī)的數(shù)字信號處理技術(shù)的硬件平臺

　　在中頻數(shù)字化接收機(jī)的數(shù)字信號處理技術(shù)的硬件平臺中，其具體的工作流程主要包括：（1）硬件接收到模擬前端的中頻信號，即41.44MHz，然后將其時輸入之轉(zhuǎn)換器中，并對其信號進(jìn)行帶通采樣、模數(shù)轉(zhuǎn)換，其中采樣的具體速率等于10MHz。（2）A/B轉(zhuǎn)換器會形成相應(yīng)的數(shù)字信號，該信號會被以編程的形式被變頻器PDC進(jìn)行處理，并將41.11MHz的中頻信號中的為頻譜，調(diào)整到基帶信號的范圍內(nèi)。（3）對信號進(jìn)行逐次濾波，保障寬帶的理想值，同時將采樣率逐漸縮小至39.0625kHz，并將Q、I兩路基帶的數(shù)據(jù)傳輸?shù)接布腄SP中，并通過不同的軟件對信號進(jìn)行相應(yīng)的處理。（4）在使用DSP完成數(shù)字信號處理以后，會再次通過不同的軟件實現(xiàn)對信號的解調(diào)。（5）經(jīng)過DSP的處理，在由數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC進(jìn)行內(nèi)插、轉(zhuǎn)換，最終將下邊帶LSB、上邊帶USB獨立信號輸出，并且能夠?qū)崿F(xiàn)對增加控制電壓進(jìn)行控制，實現(xiàn)所有D/A、增益控制、解調(diào)、濾波、下變頻的功能。

　　三、一種寬帶數(shù)字信道化接收機(jī)的設(shè)計

　　一種基于可編程門陣列（FPGA）和數(shù)字信號處理技術(shù)（DPS）設(shè)計的寬帶數(shù)字雷達(dá)信號數(shù)字接收機(jī)，瞬時寬帶為640MHz，采用多相FFT算法進(jìn)行信號處理。為降低數(shù)據(jù)丟失率，射頻部分采用模擬正交下變頻結(jié)構(gòu)方案，具有兩路零中頻信號和8位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，最高采樣率可達(dá)到640萬個每秒。為提升數(shù)字接收機(jī)的時域分辨率，還采用4塊多項FFT并行處理方式，每幀數(shù)據(jù)長度為128，單個FFT模塊具有8個分路，每路包含16個FFT器件。多個多相FFT模塊采用流水線工作方式，流水深度為16個點，相當(dāng)于相鄰兩個數(shù)據(jù)幀只有16個點的非重復(fù)數(shù)據(jù)。采用這種寬帶數(shù)字信道化接收機(jī)，可完成雷達(dá)信號的高效監(jiān)聽工作，時域分辨率能夠達(dá)到25ns。

　　四、中頻數(shù)字化接收機(jī)的數(shù)字信號處理技術(shù)的具體應(yīng)用

　?。ㄒ唬┠M通道

　　天線在接受RF信號以后，為了能夠滿足中頻數(shù)字化接收機(jī)的數(shù)字信號處理的要求，需要使用低噪放大器對天線獲取的高頻信號進(jìn)行放大處理。經(jīng)過這樣的處理方式以后，信號就能夠與可變本針信號在混頻器中實現(xiàn)相混的目的，并將二者之間存在的差頻輸出，進(jìn)而產(chǎn)生一個固定的中頻數(shù)字信號。就本方案來說，所采用的中頻信號其頻率等于41.44MHz，經(jīng)過窄帶濾波器的處理，便可以將所需要的寬帶濾出。然后，便可以將信號輸送到增益受控放大器中，進(jìn)而滿足A/D轉(zhuǎn)換器的運行需求。

　?。ǘ〢/D采樣

　　在常用得采樣采樣方法中，主要包括以下幾方面的內(nèi)容：

　?。?）Nyquist采樣。運用Nyquist采樣的方式，其原理就是在一個具備寬帶限制的信號中，可以由唯一的時間間隔較小的進(jìn)行采樣，并對信號的采樣率進(jìn)行提高（2倍）。采用這樣的方式，可以將原始信號進(jìn)行更加精準(zhǔn)的采樣與恢復(fù)。

　?。?）過采樣。此種采樣方式的頻率比Nyquist采樣方式大，其可以增大地寧采樣信號頻譜的周期，同時能夠在1/2采樣頻率、高頻率采樣之間，設(shè)置一個緩沖帶，進(jìn)而可以進(jìn)一步提高信號處理的效果，同時在更大的寬帶上實現(xiàn)對噪聲頒布的量化處理，實現(xiàn)對減少信號頻帶的噪聲。但是，運用過采樣的方式需要運用更快速度的ADC，以此來實現(xiàn)對低頻率信號的準(zhǔn)確采樣，同時也增加了采樣率的數(shù)據(jù)量，為工作人員的分析增加了壓力[1]。

　　四、結(jié)語

　　綜上所述，中頻數(shù)字化接收機(jī)的數(shù)字信號處理技術(shù)，對于信息的傳播具有重要的作用，在當(dāng)代的通信系統(tǒng)中占據(jù)著重要的地位。通過分析發(fā)現(xiàn)該技術(shù)具有其相應(yīng)的指標(biāo)，同時需要建立在專業(yè)的硬件平臺基礎(chǔ)之上，然后才能夠?qū)⑵鋺?yīng)用在實際中，實現(xiàn)對數(shù)字信號的處理目的。因此，結(jié)合本文的分析發(fā)現(xiàn)，進(jìn)一步優(yōu)化中頻數(shù)字化接收機(jī)的數(shù)字信號處理技術(shù)，對于推動通信行業(yè)的發(fā)展具有深遠(yuǎn)的意義。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]劉耀祖.短波中頻數(shù)字化接收機(jī)設(shè)計與實現(xiàn)[D].電子科技大學(xué),2018.

　　[2]范田田.某雷達(dá)數(shù)字化中頻接收機(jī)方法研究及工程實現(xiàn)[D].哈爾濱工業(yè)大學(xué),2017.

　　作者徐光村覃浪潮

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