基于FRM信道化技术研究

发布时间：2020-07-05 05:28

【摘要】：近来国内外关于电子战方面的研究成果层出不穷,而数字信道化接收机作为电子战领域中重要的一环,占据着相当重要的地位,对决定战争的走势也有着关键的作用。对于信道化技术的优化与改进也成为了当下的研究热点,本文基于频率响应屏蔽这一窄过渡带滤波器设计方法对信道化技术进行了深入研究。在数字均匀信道化技术方面,首先介绍了一些信道化相关基础理论,并给出了证明过程。在实信号与复信号频带划分基础之上,针对信道化低通实现结构中存在的不足,利用多相滤波原理推导了实信号与复信号信道化高效结构,并从计算复杂度出发对各高效结构分别进行了分析与对比。在此基础之上,分析了结构中普遍存在的漏警与混叠现象,通过重叠部分信道扩展处理带宽的方法给出了无漏警无混叠数字信道化高效结构,该结构在降低计算量的同时减少了漏警与混叠现象的出现,仿真结果也验证了结构的正确性。其次,伴随着信道化相关技术的飞速进步,窄过渡带滤波器的设计方法对于信道化技术的优化与改造也愈发重要。本文推导了经典频率响应屏蔽(Frequency Response Masking,FRM)这一窄过渡带滤波器设计方法,并针对其存在的两个屏蔽滤波器阶数过高的问题,给出了一种改进方法,通过对两个屏蔽滤波器进行插值既保证了设计的滤波器具有窄过渡带的特性,同时降低了整个结构的计算复杂度。再次,为了设计具有窄过渡带特性的信道化结构,文中将经典FRM与FRM改进结构应用至信道化领域,在调制滤波器组的基础之上,提出了两种窄过渡带信道化结构。之后重点分析了结构的运算复杂度,结果表明此结构比多相滤波信道化结构具有更低的运算量,最后通过计算机仿真验证了该结构的准确性。最后,针对均匀信道化结构中出现的跨信道现象,为了完整的提取接收信号的参数信息以供后续环节进行处理分析,本文采用先分析后综合的方法。在信号精确重构理论基础之上,着重研究了综合滤波器组的结构设计方法,推导了基于多相结构的综合滤波器组结构,并提出了动态可重构信道化技术实现结构。两种结构均实现了信道的非均匀划分,其中动态可重构信道化结构消耗硬件资源更少,具有相当强的可重置性。
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN851
【图文】：

频谱,信号频谱

s其中，( ) ( )Snq t t nT 。则采样后的信号可以表示为：( ) ( ) ( )s s snx t x nT t nT (2-3)频域卷积定理证明了两信号在时域上的乘积对应于这两个信号傅立叶变换的卷积除以2 ，则可由式(2-3)得到采样之后的信号 ( )sx t 频谱如下：1 2π( ) ( ) ( )2π1( )s snssnsX X nTX nT (2-4)上式中， 2π 2π/Ts s s f 。由式(2-4)可得，采样之后的信号频谱 ( )sX 可以看作是原始信号频谱 X ( )经过s 进行周期延拓之后的叠加，如下图 2.1 所示：

混叠,信号频谱,采样信号,频域

( ) ( )Ds n s nD经抽取形成的新采样信号 ( )Ds n 的 z 变换为：1-j2 / 1/01( ) eDl D DDlS z S zD 将 ejz 代入式(2-9)可得新采样信号 ( )Ds n 的频谱如下所示：1j( -2π )/01( ) eDjw l DDlS e SD 由上式(2-10)可知，抽取之后的信号频域波形其实就是原信号 s ( n )频域波形2l /D,l 1,2, ,D 1移位以及 D 倍拉伸之后的 D 个波形累加求和。既然频谱经移位与扩展，那么在一定情况下抽取后的信号频谱中就会产生混叠的现象。因为抽的信号波形频移量为 2 /D，所以当原信号频率限制在 / /s s f D f D之内时，经之后的信号频谱间并不会产生混叠。一般通过一个滤波器置于抽取环节之前过滤掉中大于π / D 的频率分量即可，如下图 2.2 所示。

【参考文献】