基于單速率濾波器組技術(shù)的高效數(shù)字信道化接收算法研究及FPGA實(shí)現(xiàn).pdf

1、數(shù)字信道化接收機(jī)具有瞬時(shí)帶寬大、動態(tài)范圍大、頻率選擇性能好等諸多優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)代電子戰(zhàn)中具有重要作用。針對以多相濾波器組為核心的數(shù)字信道化技術(shù)復(fù)雜度高、相鄰?fù)ǖ赖目善唇有暂^差等問題，本文研究基于單速率濾波器組技術(shù)的數(shù)字信道化算法及FPGA實(shí)現(xiàn)。論文的主要工作包括:研究了用于實(shí)現(xiàn)數(shù)字信道化結(jié)構(gòu)的單速率濾波器組算法及其相關(guān)算法，基于PXIe模塊化虛擬儀器，在Labview FPGA平臺上實(shí)現(xiàn)了數(shù)字信道化接收機(jī)核心模塊及其外圍功能模塊，并完成了人

2、機(jī)交互界面設(shè)計(jì)及性能測試。
　　首先，介紹了數(shù)字信道化技術(shù)研究的背景及意義，并通過分析國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，認(rèn)識到國內(nèi)對數(shù)字信道化技術(shù)的研究還很不足，由此得出研究數(shù)字信道化技術(shù)的算法及實(shí)現(xiàn)是十分有必要的。
　　然后，介紹了數(shù)字信道化接收機(jī)的整體架構(gòu)，分析了比較常用的信道化結(jié)構(gòu)即基于FFT的信道化結(jié)構(gòu)的原理和缺陷，以及可以彌補(bǔ)FFT濾波性能欠缺的可能途徑。其一，基于多相濾波器組的信道化方法可以克服FFT濾波器階數(shù)與點(diǎn)數(shù)之間固定關(guān)系的

3、限制，但是需要較多的乘法器資源。其二，基于快速濾波器組(FFB)的信道化方法，不但能彌補(bǔ)FFT原型子濾波器濾波性能不佳的缺陷，設(shè)計(jì)高性能的濾波器組參數(shù);而且基于頻罩法設(shè)計(jì)子濾波器系數(shù)，與FFT比較復(fù)雜度基本相當(dāng)。本節(jié)首先研究了FFB算法的推導(dǎo)、基于頻罩法的子濾波器系數(shù)的設(shè)計(jì)和基于節(jié)點(diǎn)調(diào)制的FFB改進(jìn)算法。其次比較了FFT，多相濾波器組和FFB在濾波性能、乘法器消耗量和應(yīng)用場景等方面的性能。最后進(jìn)一步研究了諸如子信道抽取算法和子信道有效數(shù)

4、據(jù)檢測算法的信道化后續(xù)處理算法。
　　接著，本節(jié)在PXIe模塊化儀器上基于Labview FPGA平臺設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了50MHz分析帶寬、64通道數(shù)字信道化接收機(jī)。首先闡述了系統(tǒng)各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)思想，然后詳細(xì)描述了各個(gè)模塊的實(shí)現(xiàn)過程。系統(tǒng)模塊包括數(shù)字信道化核心模塊、數(shù)字信道化后續(xù)處理模塊、高速數(shù)據(jù)傳輸模塊、射頻信號流盤模塊和射頻信號回放模塊。數(shù)字信道化核心模塊是整個(gè)系統(tǒng)的核心，實(shí)現(xiàn)源采樣信號的信道化濾波;數(shù)字信道化后續(xù)處理模塊包括子信道