中頻數(shù)字化接收機(jī)的數(shù)字信號處理技術(shù)分析

褚秀春

摘 要：無線通信是當(dāng)前社會(huì)重要的通信形式之一，已經(jīng)應(yīng)用到很多領(lǐng)域中。如今數(shù)字信號處理技術(shù)發(fā)展迅速，原有的接收設(shè)備和信息技術(shù)社會(huì)的需要不符，難以滿足日益發(fā)展的需要。本文通過對中頻數(shù)字化接收機(jī)信號處理相關(guān)問題的研究和深入分析，提出創(chuàng)新理論，以為相關(guān)領(lǐng)域研究提供參考和借鑒，促進(jìn)中頻數(shù)字化接收機(jī)信號處理技術(shù)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：中頻數(shù)字化接收機(jī)；數(shù)字雷達(dá)；數(shù)字信號處理技術(shù)

1990年開始，無線電逐漸發(fā)展起來，建立了有很多特點(diǎn)的硬件平臺(tái)，如開放性、模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化等等。隨著技術(shù)的發(fā)展和提高，中頻數(shù)字化接收機(jī)出現(xiàn)在人們的視野中，主要利用軟件無線電，結(jié)合中頻進(jìn)行信號采樣，實(shí)現(xiàn)信息的快速、優(yōu)質(zhì)溝通和交流，如今已經(jīng)被應(yīng)用到很多領(lǐng)域中，如加工業(yè)、傳播業(yè)、運(yùn)輸業(yè)等等。以下對其進(jìn)行深入分析。

1 數(shù)字信號處理

數(shù)字信號處理主要是對信號進(jìn)行搜集、改變、過濾、估值、強(qiáng)化、壓縮、辨別等一系列的處理。其構(gòu)成理論有A/D技術(shù)、離散系統(tǒng)研究、信號估值、濾波技術(shù)、信號建模、算法等[1]。目前，數(shù)字信號處理方式主要有①應(yīng)用軟件模擬計(jì)算；②應(yīng)用單片機(jī)處理信號；③利用變成DSP芯片處理。

2 接收機(jī)硬件平臺(tái)

中頻數(shù)字化接收機(jī)運(yùn)行中先將收到的信號輸入到模數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備中（A/D），在采集樣本后改變模數(shù)（采樣速度單位為赫茲Hz）；將其中出現(xiàn)的數(shù)字信號放到PDC中加以處理（可編程變頻設(shè)備），再將頻譜傳運(yùn)到基帶信號；然后進(jìn)行按個(gè)濾波，讓寬帶到達(dá)預(yù)定數(shù)值；并把采樣頻率依次減少，利用各種軟件模塊處理信號，如DSP信號在被處理后，得到音頻信號，由此實(shí)現(xiàn)解調(diào)、增益的效果[2]。

3 中頻數(shù)字化接收機(jī)數(shù)字信號處理

3.1 通道模擬

在接收信號后將其加以放大處理（利用低噪聲放大設(shè)備），主要因?yàn)榛祛l設(shè)備對輸入的信息有一定的規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)。其后將信息和可變本振信號共同混合，得到頻率的差距，并得出中頻信息。在利用窄帶濾波設(shè)備將頻率增加后，達(dá)到A/D轉(zhuǎn)換設(shè)備要求的標(biāo)準(zhǔn)信號頻率值。

3.2 抽取濾波技術(shù)

3.2.1 數(shù)字混頻設(shè)備

通常將實(shí)際信號輸入到設(shè)備中，數(shù)字混頻設(shè)備能夠應(yīng)用兩個(gè)實(shí)數(shù)乘法設(shè)備完成。用中頻信號乘以正余弦信號（NCO發(fā)出的）以使頻譜下移。僅僅利用低筒濾波設(shè)備即可將需要的信號得出。

3.2.2 抽取濾波

抽取慮波時(shí)，如果利用濾波設(shè)備（單級）就需要保證渡帶傾斜度較大，但會(huì)導(dǎo)致相關(guān)的計(jì)算程序較多，耗費(fèi)大量的時(shí)間，完成難度較高。所以可先將實(shí)際信號簡單地過濾，保證發(fā)揮出抗混疊濾的作用，隨后抽樣過濾，提取信號。這樣就簡化了計(jì)算過程，操作起來并不是非常復(fù)雜[3]。

3.3 A/D采樣

A/D采樣主要有3種方法：①過采樣。其在信號頻率最大值與1/2的中間存在緩沖區(qū)域，無須過多地要求抗諧波斜度。同時(shí)，過采樣能夠避免出現(xiàn)太多的噪聲。但是應(yīng)用此方法，須采集低頻率信號的樣本，其技術(shù)要求比較高。并且采樣后出現(xiàn)的數(shù)據(jù)比較多，需要極大容量的數(shù)據(jù)輸入輸出量，之后的處理過程較為煩瑣。②Nyquist采樣。Nyquist采樣主要利用較為平均的采樣值進(jìn)行信號處理，對于信號的要求關(guān)鍵位帶寬值和時(shí)間間隔有一定的限制（帶寬為0～fh，間隔≤0.5fh）。此方法在應(yīng)用過程中能夠確保最初的信號恢復(fù)位置，時(shí)間比較精準(zhǔn)，要求技術(shù)非常高。③帶通采樣。要求采樣率≥2B（信號帶寬的2倍），防止信號頻譜重復(fù)[4]。

3.4 AGC控制

AGC控制環(huán)節(jié)比較重要。中頻接收機(jī)運(yùn)行過程中一定要保證信號非常強(qiáng)。而AGC控制技術(shù)能夠幫助提高信號接收成功率，防止信號過強(qiáng)導(dǎo)致運(yùn)輸不佳或者無法看清等問題，提高信號變化的穩(wěn)定性。具體在模擬AGC信號后U（電壓）通過D/A變化成模擬U，以控制窄帶信號放大設(shè)備的增益，很大程度上保證了信號幅度的穩(wěn)定性。而AGC數(shù)字通常調(diào)整性能較高，能夠保證DSP中輸入的信號比較真實(shí)。其變頻設(shè)備控制的參數(shù)有4個(gè)（如輸出額定值，最大、小增益，控制斜率等等）。

4 結(jié)束語

中頻數(shù)字化接收機(jī)的數(shù)字信號處理技術(shù)通過對信號的處理，將各種計(jì)算方法加以評估后，挑選最為有效的方法，應(yīng)用相關(guān)的處理設(shè)備進(jìn)行處理，很大程度上提高了處理效率，降低了難度，并且保證了信號的穩(wěn)定性。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)加強(qiáng)對高速數(shù)據(jù)搜集處理技術(shù)的研究，發(fā)展硬件技術(shù)，以此提高技術(shù)實(shí)力，優(yōu)化中頻數(shù)字接收機(jī)性能，保證更好地對數(shù)字信號進(jìn)行處理。

參考文獻(xiàn)

[1]朱艷紅.基于FPGA的中頻信號數(shù)字處理的技術(shù)實(shí)現(xiàn)[J].艦船電子對抗，2013，10（6）：46-51.

[2]曾兆敏，彭正松.數(shù)字下變頻器HSP50216及其在中頻數(shù)字化接收機(jī)中的應(yīng)用[J].科技資訊，2010，9（13）：14-15.

[3]馮立，姚遠(yuǎn)程，張胡平.運(yùn)用多速率處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)軟件無線電接收機(jī)的數(shù)字解調(diào)[J].西南科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，2（8）：28-32.

[4]羅麗，黃勇.二次雷達(dá)數(shù)字接收機(jī)的中頻帶通采樣和數(shù)字正交解調(diào)及其實(shí)現(xiàn)[J].光盤技術(shù)，2012，7（4）：30-31.

（作者單位：國家新聞出版廣電總局725臺(tái)）