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宽带相位编码信号数字信道化接收与实现技术研究

作　者: 印茂伟
导　师: 唐斌
学　校: 电子科技大学
专　业: 信息获取与探测技术
关键词: 宽带数字信道化接收机 相位编码信号 信道检测 信号重构
分类号: TN851
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 316次
引　用: 8次
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内容摘要


数字信道化接收机具有大监视带宽、高灵敏度大动态、高频率分辨率、高截获概率和多信号处理能力等诸多优势，是应用广泛的一类电子战接收机。数字信道化接收机在侦收宽带相位编码信号时主要存在两个难点。第一，相位编码信号具有很强的自相关性和低副瓣特点，给信号检测带来困难。第二，因相位编码信号频谱扩展引发的信号跨道问题。本文在深入研究信号与信道间相互作用机理的基础上，通过对两种数字信道化方案的论证和设计来验证和解决上述问题。论文的主要工作如下：1、根据现代电子侦察环境下的信号特征，分析了侦收脉冲雷达相位编码信号的重要性和数字信道化接收机的主要优势。2、分析了相位编码信号的波形、频谱、自相关函数和模糊函数，指出码序列恢复和子码宽度测量的重要性。分析了数字信道化与数字下变频及短时傅立叶变换的关系，并对数字信道化接收机实现结构作了研究，指出其关键在于对宽窄信号的适应能力。3、研究了信号和信道的相互作用机理。宽带相位编码信号的旁瓣会造成邻道干扰，信道若带宽不够将丢失信号的大部分能量，信号的完整性没法保证。指出只有信道接收到信号的主瓣能量才不影响对码序列的恢复和子码宽度测量。4、设计了多相滤波器组，并对其中关键参数选择做了分析。通过N／2点的FFT运算和数据组合实现了信道化数字下变频运算，节约了硬件资源开销。在信道检测方面，研究了能量检测、幅度检测和相位检测等方法，改进了无权平均相位差检测法，并提出和验证了利用能量法检测信号有无、用幅度法和相位差法测量信号相位跳变点的信道检测方案。针对跨道信号重构问题，研究了频域法和综合滤波器组方法，并利用综合滤波器组对跨道信号进行了有效重构。5、提出单级信道化和逐级信道化等两种信道化方案，并对多相滤波器组、FFT及信道检测等关键模块进行了仿真分析和FPGA设计，给出了性能曲线、时序仿真或算法流程。文中同时给出了系统硬件设计方案，并就其中的高速ADC电路、数字信道化板和高速数据传输等进行了分析，给出设计的关键细节和重要原则。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-7
目录  7-9
第一章 绪论  9-14
  1.1 研究背景及意义  9-11
  1.2 宽带数字信道化接收技术研究动态  11-12
  1.3 本文的研究工作与内容安排  12-14
第二章 数字信道化理论研究和相位编码信号分析  14-30
  2.1 概述  14
  2.2 数字信道化理论  14-23
    2.2.1 信道划分  14-15
    2.2.2 数字信道化与数字正交下变频  15-19
    2.3.3 数字信道化与短时傅立叶变换  19-21
    2.3.4 数字信道化高效结构  21-23
  2.3 相位编码信号  23-28
    2.3.1 相位编码信号分析  23-26
    2.3.2 常见雷达二相编码信号分析  26-28
  2.4 信道化接收宽带相位编码信号的难点  28-29
  2.5 小结  29-30
第三章 宽带相位编码信号数字信道化接收技术研究  30-55
  3.1 概述  30
  3.2 数字信道化接收方案设计  30-33
    3.2.1 单级数字信道化方案  31
    3.2.2 逐级数字信道化方案  31-33
  3.3 数字信道化关键模块设计  33-46
    3.3.1 多相滤波器组设计  33-37
    3.3.2 FFT模块设计  37-41
    3.3.3 信道检测模块设计  41-46
  3.4 跨信道信号的处理  46-51
  3.5 系统仿真  51-54
    3.5.1 单级信道化方案仿真  51-52
    3.5.2 逐级信道化方案仿真  52-54
    3.5.3 方案性能分析  54
  3.6 小结  54-55
第四章 宽带相位编码信号数字信道化接收硬件实现研究  55-66
  4.1 概述  55
  4.2 硬件方案  55-56
  4.3 关键模块FPGA设计及仿真  56-62
    4.3.1 多相滤波器组的FPGA设计  56-58
    4.3.2 FFT模块的FPGA设计  58-61
    4.3.3 检测模块  61-62
  4.4 电路设计  62-65
    4.4.1 高速ADC电路设计  62-64
    4.4.2 数字信道化电路板设计  64
    4.4.3 高速数据传输  64-65
  4.5 小结  65-66
第五章 结论  66-68
参考文献  68-70
附录  70-73
致谢  73-74
在学期间的研究成果  74

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线电设备、电信设备 > 接收设备、无线电收音机 > 接收机：按形式分
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