寬帶數字接收機的研究及實(shí)現
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時(shí)間：2009-09-22
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技術(shù)方案與實(shí)用技巧
該信道化設計采用多相濾波器算法，該算法比低通濾波器組的算法更高效，且硬件實(shí)現簡(jiǎn)單。其主要的運算是復濾波、復乘法和復IDFT運算。設接收機的信道數 N=32，低通原型濾波器階數M=256(考慮到正交下變頻單元已濾波，等價(jià)于多相濾波器為8階)，則所需乘法數：P=N+2M+Mlog2(M)=2 592。如果采用普通的低通濾波器組方式，則所需乘法次數：P=N(M+1)=8 224?？梢?jiàn)，多相濾波器算法比低通濾波器組的算法更高效。其次，DFT采用FFT實(shí)現，FFT運算的核心是蝶形運算，由復數乘法和加法組成，可以利用 Quartus提供的IP核很方便實(shí)現。多相濾波模塊的FPGA實(shí)現如圖5所示。由于累乘累加后數據產(chǎn)生冗余位，可能導致后級運算溢出，因此需在中間過(guò)程數據截位，保證適當有效數據位。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/181223.htm
3 模塊測試
當輸入為線(xiàn)性調頻信號，f0=950 MHz，帶寬B=30MHz，輸入信號及頻譜特征如圖6所示。通過(guò)Matlab產(chǎn)生測試所需的線(xiàn)性調頻信號，并保存為．dat文件，通過(guò) testbench編寫(xiě)、讀出．dat文件的數據作為模塊的仿真激勵。模塊輸出通過(guò)testbench寫(xiě)文件的方式輸出，再通過(guò)Matlab繪圖。信道輸出如圖7，輸出信號的能量主要集中在11～13信道，頻域輸出幅值約為-3 dB，而其他通道輸出都在-40 dB以下。因此，確定門(mén)限后，可輸出這些通道的信號。
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圖7左列橫坐標為時(shí)域采樣點(diǎn)數，右列為頻域歸一化頻率，頻譜范圍為-150～150 MHz?？梢钥闯?，線(xiàn)性調頻信號經(jīng)接收機后，從各通道的輸出在時(shí)域上是順序的。依據此特征．在后續模塊中可判斷出輸入信號是線(xiàn)性調頻信號?？梢?jiàn)，這種基于多相濾波器組的數字信道化算法，對于高速采樣的信號具有降速和下變頻的作用，輸入信號落在覆蓋頻帶內，只輸出有效信號通道并進(jìn)一步處理，處理帶寬大大減小，因此后續處理速度降低。
4 結束語(yǔ)
提出基于FPGA的一種寬帶數字接收機的設計及實(shí)現方法，通過(guò)信道化的方法提出有用信號通道，輸出的有效帶寬大大減小，降低了后續信號處理的速度，因此節省了硬件資源并可獲得更好的頻域分辨率。模塊仿真測試結果表明寬帶數字接收機在FPGA上實(shí)現的可行性以及實(shí)用性。
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