宽带数字接收机算法与仿真研究

发布时间：2017-05-05 07:16

  本文关键词：宽带数字接收机算法与仿真研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着现代战争对雷达性能要求的不断提高以及数字处理技术的日臻成熟,数字阵列雷达成为了雷达发展的主流。宽带数字接收机因具有大宽带、大动态范围、多信号并行处理、宽带信号实时处理的能力,成为目前数字阵列雷达的重要组成部分。软件无线电技术有效解决了之前数字接收机普遍存在精度较低、功耗较大等问题。基于软件无线电的数字中频接收机不但能够节约开发成本,并且具有更高的灵活性和通用性,使得系统能以最小的代价来完成改进升级。以现在的平台来说,限制数字接收机发展的主要因素是高速模数转换器(ADC)和后续数字信号处理器速度。在宽带数字接收机中,ADC是非常重要的器件,天线接收的射频信号通过ADC转换为数字信号。作为系统模数变换的转折点,对整个接收机的信号处理起着至关重要的作用。ADC的最大采样率限制了接收机的最大处理带宽,而且ADC的分辨率也直接影响接收机的动态范围。目前高速的ADC一般动态范围比较小,不能够满足雷达接收机对大带宽大动态范围的要求,所以需要使用多片ADC进行并行采样,以实现信号的实时处理。目前一般采用的多通道数字中频处理方案,将宽带模拟信号带宽划分为多通道进入接收机,用多个较低速率的ADC并行采样,在数字域调制至基带,再还原宽带信号的完整带宽,这样既能保证高采样率又能保证高精度。本文以多通道数字接收机为背景,首先介绍了数字接收机中涉及到的软件无线电理论,提出了宽带多通道接收方案,重点研究了接收机通道技术,介绍了信道化和宽带合成技术,并且以单通道为例进行方案设计与仿真。接着,介绍了接收机多通道均衡算法,重点介绍了频域算法和基于傅里叶变换的通道均衡技术。为优化拟合效果,对基本频域算法加以修正,采用加权的最小二乘拟合法并详细讨论了某些因素对算法性能的影响最后,研究了接收机ADC时钟抖动问题,从理论上分析了时钟抖动对采样信号的影响,针对正弦信号、基带线性调频信号、中频线性调频信号三种情况,推导出时钟抖动对ADC输出信噪比的影响公式,并给出利用ADC测量抖动的方法,最后通过仿真实验验证理论的正确性和可行性。
【关键词】：宽带数字接收机 宽带合成 通道均衡算法 ADC
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN957.5
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 课题背景及研究意义10-11
• 1.2 宽带数字接收机的发展机现状11-15
• 1.2.1 软件无线电技术的发展11-12
• 1.2.2 数字接收机的发展状况12-15
• 1.3 本文工作及论文结构介绍15-16
• 第二章宽带多通道接收机技术研究16-31
• 2.1 软件无线电技术16-20
• 2.1.1 信号采样理论16-17
• 2.1.2 数字下变频技术17-20
• 2.2 宽带多通道技术20-30
• 2.2.1 宽带多通道接收方案框图20-21
• 2.2.2 信道化技术21-24
• 2.2.3 宽带合成技术24-27
• 2.2.3.1 频域加窗法24
• 2.2.3.2 频域消去法24-25
• 2.2.3.3 综合滤波器法25-27
• 2.2.4 仿真27-30
• 2.3 本章小结30-31
• 第三章 单通道数字中频接收方案设计31-40
• 3.1 系统设计指标要求31
• 3.2 系统方案设计31-35
• 3.2.1 系统结构设计31-32
• 3.2.2 采样率设计32
• 3.2.3 NCO设计32-33
• 3.2.4 抽取方案设计33-35
• 3.3 方案仿真35-39
• 3.4 本章小结39-40
• 第四章 接收机通道均衡算法40-57
• 4.1 通道均衡时域算法40-42
• 4.2 通道均衡频域算法42-51
• 4.2.1 基本算法42-45
• 4.2.2 基本算法的改进45-47
• 4.2.3 频域算法性能分析47-51
• 4.3 基于傅里叶变换的通道均衡技术51-56
• 4.3.1 算法原理51-52
• 4.3.2 算法性能分析52-56
• 4.4 本章小结56-57
• 第五章 接收机ADC时钟抖动问题分析57-68
• 5.1 ADC转换技术57-58
• 5.2 时钟抖动定义58-59
• 5.3 时钟抖动对采样信号的影响59-63
• 5.3.1 时钟抖动对正弦信号的影响59-60
• 5.3.2 时钟抖动对基带线性调频信号的影响60-62
• 5.3.3 ADC 时钟抖动对中频线性调频信号的影响62-63
• 5.4 简单相干法测量时钟抖动63-64
• 5.5 仿真实验64-67
• 5.6 本章小结67-68
• 第六章 总结与展望68-69
• 致谢69-70
• 参考文献70-72
• 攻读硕士学位期间取得的成果72-73

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 王飞雪,王新春,雍少为,郭桂蓉;带通信号采样定理和全数字式正交检波器的设计[J];电子科学学刊;1999年03期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 李艳平;高速时钟信号抖动的ADC测量技术研究[D];电子科技大学;2009年

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本文编号：345929