一种中频数字化正交解调算法分析.docx

中图分类号 : TN957. 51文献标识码 :A文章编号 :1009 - 2552 (2007) 05 - 0137 - 02一种中频数字化正交解调算法分析赵玲峰 , 黄冰 , 马玲(桂林电子科技大学通信与信息工程系 , 桂林 541004)摘 要 : 对雷达中频接收如何解调出具有回波信号中的同相 ( I) 、正交 (Q) 分量做了分析 , 到 目前为止 , 获取数字 IΠQ 分量的算法很多 , 常见的有低通滤波法和 Hilbert 法 (希尔伯特法) 等 , 现详细的阐述了低通滤波法及其改进实现方法 , 并给出仿真结果 。关键词 : 数字正交解调 ; IΠQ 分量 ; 低通滤波An algorithm analysis of quadrature demodulation in IF digitalizationZHAO Ling2feng , HUANG Bing , MA Ling(Department of Communication and Information Engineering , Guilin University of Electronic Technology , Guilin 541004 ,China)Abstract : This paper analyzes how to demodulate the inphase ( I) and quadrature (Q) components of input signal in IF receiver of radar. At present , there are a number of approaches of forming digital IΠQ components , such as low - pass filtering approach and Hilbert transform approach and so on. In this paper , low - pass filtering approach is expatiated in detail. Finally , the simulation results are provided.Key words : digital quadrature demodulation ; IΠQcomponents ; low - pass filtering0引言在雷达接收系统中 ,通常要将下变频为中频的 回波信号用 IΠQ 基带分量来表示 ,并对其处理来获 取信息 ,因此 , I ,Q 通道间的幅相误差是影响系统性 能的重要因素 。传统的获取 IΠQ 信号的方法 : 输入 信号与模拟混频器相乘实现频移 ,经低通滤波后变 成模拟的 IΠQ 信号 ,再经 AΠD 采样后变为数字基带 信号 。这种模拟混频正交解调方法很难保证正交两 路具有精确的幅度一致性和相位正交性 ,从而引入 不希望有的镜频分量 。并且 ,模拟元件的老化特性 是一项随时间变化的过程特性 ,难以控制 。此外 ,模 拟接收系统还有一个缺点是每个通道需要一个 AΠD 转换器 ,两个通道之间 AΠD 的差异将进一步降低接 收机的性能 。随着数字电路特别是 AΠD 转换器性能的提高 , 使数字化由视频推向中频 。与模拟解调方法相比 ,一 种基于中频直接采样的数字化正交解调方法成为目 前优先选用的方案 。采用这种方法 ,由于两路乘法器 及滤波器的特性可以做到完全一致 ,并且可以节省一个 AΠD 变换器 ,因而其性能大大优于模拟方法。1数字化正交解调原理数字化正交解调的原理就是 : 将模拟中频信号 f ( t) 首先经过 AΠD 变换器采样数字化为 f ( n) ,然后 用数控振荡器 (NCO) 产生的两路本振信号分别与 f ( n) 混频 ,输出 yI ( n) 和 yQ ( n) ,再通过 FIR 数字低 通滤波器 ,得到所需的基带信号 I( n) 和 Q ( n) 。下面 在时域对此解调过程进行详细的分析。雷达中频信号是一个窄带过程 ,其表达式为 :f ( t) = r ( t) cos(2πf 0 t + θ( t) )(1) 式中 , f 0 为载波频率 , r ( t) 和 θ( t) 分别是有用信号 的幅度和相位信息 。则经过 AΠD 采样后为 :+ ∞∑f s ( t) =[ f ( n Ts ) ×δ( t -nTs ) ](2)n = - ∞因此 ,AΠD 输出的最终信号形式为 :收稿日期 : 2006 - 10 - 23作者简介 : 赵玲峰 ( 1982 - ) , 女 , 在读硕士 , 研究方