宽窄带通道复用数字下变频设计

针对雷达系统小型化的应用需求,数字中频采样改变宽带和窄带通道独立采样、不同中频的传统硬件实现架构,将宽带/窄带信号在同一采样率、同一中频进行通道复用采样。通过宽带并行多相数字下变频、分数抽取数据率转换和窄带级联滤波数字下变频等算法,实现不同带宽和不同基带数据率信号的预处理。这种通道复用采样方式和基于FPGA的不同算法架构,能够有效地节省硬件布局空间,并实现宽窄带信号的数字下变频预处理。     

宽带分数抽取数字下变频设计

在雷达宽带接收系统中,数字中频接收采样率的选择要受限于射频系统的整体设计架构,信号处理系统需要的基带信号数据率可能无法通过对采样信号进行整数抽取获得。针对宽带系统采样率高、数字下变频采用并行多相滤波算法结构、基带信号由多个并行支路组成的特点,以及FPGA处理速率的限制,宽带信号分数抽取运算通常只能采用并行多相方式实现。在宽带数字下变频并行多路基带信号的基础上,通过并行多相内插滤波和并行多相抽取滤波算法,不需要提高FPGA的处理时钟,实现对大带宽信号的分数抽取运算。     

基于FPGA的超宽带数字下变频设计

本文介绍了基于FPGA、以并行多相滤波结构为算法基础的超宽带数字下变频技术。设计过程包括高速AD信号降速预处理,应用SysGen开发环境完成的数字混频、多相滤波和数据抽取,并通过仿真验证了算法的可行性。     

基于FPGA的宽带信号数字下变频设计与实现

为了实现机载雷达数据记录仪对宽带雷达回波信号的实时存储,提出了一种基于FPGA的宽带中频信号数字下变频结构。讨论了多相滤波正交化和分布式算法的基本原理,给出了宽带中频信号数字下变频的实现方案,重点对结构中正交化和抽取滤波两个模块进行了分析设计。Matlab仿真结果和FPGA仿真结果表明：该宽带中频信号数字下变频结构具有...     

基于多相滤波的高效数字下变频设计

航天测控系统中,随着对抗干扰能力、测量精度要求的提高,信号带宽已由几十兆赫兹发展到百兆赫兹量级甚至更高,此时采用传统的方式完成数字下变频已经不再可行。分析了一种基于多相滤波结构的数字下变频方法,并通过FPGA实现验证了在低频下完成高速数据流下变频是现实可行的。从占用FPGA资源对比证明了提出的方法相对于传统下变频法有较大的优越性。     

数字中频式频谱仪的分辨率带宽设计

介绍了数字下变频技术在数字中频式频谱仪中的应用原理。给出了采用FPGA硬件方式设计数字中频处理模块中的正交解调、抽取滤波器、FIR滤波器等关键组成部分,从而实现对高采样率的中频信号进行实时多抽样率处理,以获得可控分辨率带宽的设计方法。     

用于宽带实时数字下变频的高效二次变频电路

提出一种高效二次变频结构,分两步将中频信号搬移至基带.首先,通过一种将混频器置于滤波器之后的多相滤波宽带数字下变频结构将中频信号搬移至基带附近.然后通过传统的正交混频将信号搬移至基带,能节省滤波器资源,有效地降低采样率和数据处理速率,解决超宽带数字中频处理的难题.最后通过仿真和实验验证结构的正确性.     

一种基于FPGA的基-8并行脉压实现方法

在超宽带雷达接收系统中,为了降低FPGA的处理时钟,数字正交下变频一般采用多相滤波方法实现,多相滤波后传统的一路串行零中频信号变为并行多路I/Q信号,其脉压功能通过并行多相FFT和频率抽取IFFT实现,此方法能够与数字下变频多相滤波结构统一设计,且相较于传统串行脉压实现方法,其处理效率得到有效提高,本文不仅通过理论仿真...     

全极化微波辐射计数字相关器下变频算法设计

全极化微波辐射计是一种用于海洋表面风场测量的新型被动微波遥感器,数字相关器是全极化辐射计的核心部件。针对全极化微波辐射计接受到的数字信号采样率较高的问题,提出应用多相滤波的算法以降低数字信号速率,从而满足FPGA时序约束的要求。之后为进一步节省乘法器资源和提高处理速率,滤波部分采用分布式算法,两种方法结合完成下变频模块处理,通过Matlab软件对下变频算法进行了仿真。仿真结果表明算法是可行的。     

应用于宽带信号接收的多相滤波正交变换技术

针对目前成熟的模拟正交变换处理的信号大多属于窄带信号,而数字处理方法中的希尔伯特正交变换受到带宽限制,不能很好地应用于中频宽带信号的接收。提出应用多相滤波正交变换的方法实现中频频段宽带信号的接收前端处理。该方法可很好地解决宽带接收信号的数字下变频正交变换的问题,并且适合在FPGA上实现,应用于工程实时处理。     

宽带数字下变频器的FPGA实现

为了解决宽带数字接收机中高速采样器数据速率与现有DSP器件处理能力之间的失配问题,提出了一种基于多相滤波的宽带正交数字下变频器的解决方案。利用FPGA具有并行高速计算的能力,适合多相滤波技术,并行多路正交数字下变频。结合FPGA处理的特点优化了设计,节省了FPGA消耗的资源。经过理论分析和工程实践,验证了该方案设计的合理性和正确性,以及实现的可行性和有效性。     

基于FPGA的窄带多通道数字脉压设计

在雷达窄带系统中,对多通道、多带宽中频接收信号的处理,通常在数字中频接收系统中基于FPGA芯片完成数字下变频和基带数据打包,再由信号处理系统基于DSP芯片进行数字脉压等。而FPGA具有处理速率快和并行运算能力强的特点,使得基于FPGA 的线性调频信号数字脉压比DSP具有更大优势。将基带信号数字脉压由信号处理系统提前到数字中频接收系统,在单片FPGA 内实现多通道、多带宽、多数据率窄带系统数字下变频、数字脉压和数据打包的一体化设计,能够有效减轻信号处理系统对基带信号的运算压力。     

车载雷达信号接收机的数字下变频研究和实现

在车载雷达信号接收机中,由于雷达信号的中心频率远大于信号带宽,故需要通过数字下变频获取雷达的基带信号。因此,设计一种采用A/D采样芯片对雷达信号进行采样,并在FPGA中实现数字下变频的信号接收机,为满足设计要求还设计了一种基于多相滤波结构的数字下变频算法。运用Matlab对该算法进行研究和分析,并且在FPGA中进行了仿真实现,其结果表明,设计的数字下变频算法不仅能准确地得到基带信号,还可简化雷达信号接收机系统,对车载雷达信号接收机系统的进一步完善具有重要意义。     

一种高速数字上变频的优化设计与实现方法

软件定义无线电(SDR)要求数模转换器采样率越来越高、发射信号的带宽越来越宽,传统的数字上变频方法受限于现场可编程门阵列(FPGA)的时钟频率,无法满足应用需求。提出一种优化的高速数字上变频(DUC)设计方法,对插值滤波及数字频率合成进行改进。推导出高速数字上变频的数学模型,对传统数字上变频结构进行优化;设计高效灵活的内插滤波实现结构和数字频率的合成结构;分析给出内插滤波器多路滤波系数和多路并行数字频率合成的相位参数计算方法。硬件实现表明,该优化设计方法功能正确,便于工程应用,输出的数字中频信号数据率可达960 MS/s。该方法可实现不同倍数的内插,产生不同速率的高速本振信号,能够满足软件无线电中发射大带宽、高速率信号的数字上变频应用需求。     

基于FPGA的高速DUC设计与高效实现

提出了一种基于FPGA实现高速数字上变频（DUC）的方法。该方 法采用一种新的多相内插滤波器的高效实现结构,利用多相内插滤波器中各分支滤波器间系 数的特点,使多相内插滤波器消耗的乘法器数量减少一半;并采用一种并行结构的数控振荡 器（NCO）,可产生高数据率的上变频本振信号。利用该方法为某雷达中频回波模拟器设计 了DUC模块,其输出数字中频信号的数据率可达1.2 Gsample/s,只消耗了少量资源,满足项 目需求。     

一种基于流水线DA算法的数字下变频器

数字下变频器是软件无线电接收机的关键组成部分,用于将模数转换器输出的中频信号进行下变频、抽取、滤波,变为低速基带信号,便于后级数字信号处理。针对DDC经典结构,在分布式算法、流水线技术及多速率数字信号处理技术的基础上,在Xilinx FPGA上实现了一种简单、高效的数字下变频器,并采用Matlab和Modelsim联合仿真验证。结果表明,该DDC不仅有效且无需乘法器资源,占用的各项硬件资源均较低,利于嵌入大型系统中,具有良好的工程应用性。     

基于FPGA的数字下变频的设计与实现

数字下变频是中频信号处理系统中常用的技术手段,可在保证信号不失真的情况下有效降低采集信号的速率,便于后级处理器执行FFT等信号处理算法。提出一种基于FPGA的数字下变频方法,使用FPGA实现数控振荡器,产生正交的正、余弦样本信号,将采样的数字信号做正交化处理;实现级联积分梳状滤波器,合理抽取采样信号,降低信号频率;最后通过半带滤波器和FIR低通滤波器对整个信道进行整形滤波。充分发挥FPGA硬件并行化处理的优势,实现复杂的信号处理算法的高效执行,测试结果表明该方法可行有效,能够满足实际使用要求。     

一种宽带信号数字下变频的实现方法

在宽带、超宽带应用中,单一信号带宽达几百兆赫兹;或者在不同中频同时调制多个信号产生的宽带信号也达数百兆赫兹,用常规的数字下变频方法很难实现。文章提出了一种基于DFT滤波器组的高效数字下变频结构,分析了该解调算法的特点和实现性能。对已知信号带宽和中频的宽带信号,对比了DFT滤波器组和多相分解算法的性能。对信号带宽和中频均在变化的信号,给出了实现思路。最后,给出了该DFT滤波器组的硬件实现方案。     

多相滤波在宽带数字下变频中的应用

提出了一种基于多相滤波的宽带数字下变频技术.从传统数字下变频出发,讨论了该结构的基本原理及FPGA实现方案.计算机仿真结果和FPGA仿真结果表明,多相滤波的宽带数字下变频技术是可行的,该结构的输出数据率稳定,硬件可实现性高.     

基于优化混频器的数字下变频系统的设计与实现

在利用频谱分析仪对信号进行实时频谱监测过程中,针对其数字下变频模块精度不高、逻辑资源耗费大、难以对数字中频信号进行实时处理的问题,本文对传统数字下变频系统的混频器模块进行优化并提出一种高效的数字下变频(DDC)系统。首先,设置模数转换器(ADC)的采样率为载波中心频率的4倍且采样率转换比率和子ADC的数量是4的正整数倍,此时混频器可以完全合并到多相CIC抽取滤波器中。接着,基于优化的混频器构建一套DDC系统,并为每个系统节点合理分配采样率转换倍数。最后,加入CIC补偿滤波器,提高数据传输过程中的精度。实验结果表明,与传统DDC相比,优化后的DDC资源消耗减少,数据精度误差从1.7%减小到0.8%。基本满足功耗低、精度高、稳定运行等要求。