【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 射頻調(diào)諧測(cè)頻技術(shù) Sin B(t) E(t) 前微波預(yù)選器 LNA 后微波預(yù)選器 DLVA 門限檢測(cè)與信號(hào)處理前微波預(yù)選器 條件 頻率估計(jì) 基本的頻域測(cè)量方法 比相法（ IFM）測(cè)頻技術(shù) 各相關(guān)器有模糊輸出 解模糊與相位校正 頻率估計(jì) 功率分配器 相關(guān)器 1（ 遲延 T） 相關(guān)器 2（ 遲延 nT） 相關(guān)器 k（ 遲延 nk1T） 極性量化器組 1或 ADC1 極性量化器組 2或 ADC2 極性量化器組 k或 ADCk 輸入 測(cè)頻碼輸出 相位校正與頻率編碼處理電路 基本的頻域測(cè)量方法 比相法（ IFM）測(cè)頻技術(shù) 舉例：某 IFM接收機(jī)測(cè)頻范圍 2?4GHz， T=， n=4， k=3，若輸入信號(hào)頻為 ，各相關(guān)器相位誤差分別為 30176。 ， 28176。 ， 25176。 ，試估計(jì)該信號(hào)頻率 解：計(jì)算無(wú)模糊無(wú)誤差相位 計(jì)算有誤差有模糊相位 解模糊與相位校正 頻率估計(jì) 基本的頻域測(cè)量方法 比相法（ IFM）測(cè)頻技術(shù) 同時(shí)信號(hào)影響 可校準(zhǔn)相位誤差 必要條件 同時(shí)信號(hào)檢測(cè)電路組成 檢測(cè)多信號(hào)時(shí)的自混頻輸出判決同時(shí)信號(hào) A B △ ? 射頻 輸入 限幅放大器 定向耦合器 至比相測(cè)頻電路 混頻器 帶通濾波器 比較器 檢測(cè)門限 標(biāo)志 輸出 基本的頻域測(cè)量方法 比相法（ IFM）測(cè)頻技術(shù) IFM系統(tǒng)組成 特點(diǎn)： DLVA/門限檢測(cè)決定靈敏度 前沿觸發(fā)單次測(cè)量，形成載頻描述字 RF 前沿觸發(fā)多次測(cè)量，形成 RF及脈內(nèi)調(diào)頻標(biāo)志 F 同時(shí)信號(hào)檢測(cè)，確定測(cè)量是否有效 多路相關(guān)器并用，短延遲保證無(wú)模糊測(cè)頻范圍，長(zhǎng)延遲保證精度 瞬時(shí)帶寬大（ 16GHz），測(cè)頻速度快（ 250ns），測(cè)頻精度較高（ 3?5MHz） ,不能同時(shí)測(cè)量多信號(hào)，靈敏度低（ 60dBm） 限幅放大 /功分器 同時(shí)信號(hào)檢測(cè)電路 遲延線 /相關(guān)器組 門限檢測(cè) /定時(shí)控制 頻率編碼 /輸出接口 射頻 輸入 測(cè)頻 輸出 基本的頻域測(cè)量方法 模擬信道化測(cè)頻技術(shù) 直接測(cè)頻 波道特性 門限檢測(cè) 頻率估計(jì) 時(shí)間測(cè)量 (b) n 路功分 器 濾波 /檢波 /門限檢測(cè)器 1 濾波 /檢波 /門限檢測(cè)器 n 測(cè) 頻 測(cè)時(shí)輸 出 (a) 基本的頻域測(cè)量方法 模擬信道化測(cè)頻技術(shù) SAW濾波器組 典型參數(shù)：測(cè)頻范圍 250MHz650MHz,分辨 1020MHz 電聲換能器 SAW濾波器組 聲電換能器組 檢波器陣列 純信道化測(cè)頻系統(tǒng) 第 一 波 段 分 路 器 n1 第二波 段分路 器 n2 第二波 段分路 器 n2 第二波 段分路 器 n2 n1? n2? n3 信道 綜合 頻率 測(cè)量 處理 機(jī) 第一級(jí)本振組 第二級(jí)本振組 第一級(jí)混頻組 第一級(jí)中放組 第二級(jí)混頻組 第二級(jí)中放組 基帶濾波檢波陣列 SAW濾波器組 SAW濾波器組 SAW濾波器組 SAW濾波器組 SAW濾波器組 SAW濾波器組 信號(hào) 輸入 測(cè)量 輸出 基本的頻域測(cè)量方法 模擬信道化測(cè)頻技術(shù) 設(shè)計(jì)方法：各層中頻頻率 ，中頻帶寬 ，超外差變頻的本振組頻率 純信道化測(cè)頻技術(shù)的資源與指標(biāo) 分路器數(shù)： 1+n1+n1 n2+ … 混頻 /濾波 /中放數(shù)： n1+n1 n2+ … 不同頻率的本振數(shù)： n1+n2+ … SAW濾波器數(shù)： n1 n2 輸出信號(hào)傳輸關(guān)系（以兩層超外差變頻為例） 頻率估計(jì) 信道數(shù)： n=n1 n2 … 頻率分辨： ?RF/n 測(cè)頻精度： ?RF/2n 測(cè)頻時(shí)間： 50ns 基本的頻域測(cè)量方法 模擬信道化測(cè)頻技術(shù) 舉例： 某純信道化接收機(jī)測(cè)頻范圍 2～ 4GHz，采用 5 2 20 結(jié)構(gòu)， SAW濾波器組的基帶測(cè)頻范圍為 250MHz～ 450MHz，試設(shè)計(jì)該接收機(jī)，若有 2756MHz信號(hào)進(jìn)入，試分析其傳輸路徑，并估計(jì)信號(hào)頻率 解： 基本的頻域測(cè)量方法 模擬信道化測(cè)頻技術(shù) 信道折疊信道化測(cè)頻系統(tǒng) 特點(diǎn)：通過(guò)合路器減少了資源需求，但存在同時(shí)信號(hào)組合錯(cuò)誤 第 一 波 段 分 路 器 n1 第二波 段分路 器n2 n1? n2? n3 信道 綜合 頻率 測(cè)量 處理 機(jī) 第一級(jí)本振組 第二級(jí)本振組 第一級(jí)混頻組 第一級(jí)中放組 第二級(jí)混頻組 第二級(jí)中放組 基帶濾波檢波陣列 S A W 濾 波 器 組 信號(hào) 輸入 測(cè)量 輸出 合路器 合路器 基本的頻域測(cè)量方法 數(shù)字信道化測(cè)頻技術(shù) 系統(tǒng)組成 STFT濾波器組： 并行信道檢測(cè)： 到達(dá) /結(jié)束時(shí)間 脈內(nèi)功率測(cè)量： 數(shù)字信道化測(cè)頻處理 本振 雙路 ADC 正交變頻器 包絡(luò)檢波 /門限檢測(cè) 視放 分路器 基帶信號(hào) 輸入 基本的頻域測(cè)量方法 數(shù)字信道化測(cè)頻技術(shù) 基于多相濾波的 STFT算法 令 該算法首先對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行 m路抽取，使每一路數(shù)據(jù)降速 m倍，然后對(duì) m路抽取信號(hào)做并行 p點(diǎn)的 STFT加窗濾波（有混疊），再對(duì) m路并行濾波輸出做并行的去混疊濾波，從而得到完整的 STFT濾波輸出。該算法用并行處理降速，提高了 STFT算法的瞬時(shí)帶寬。 基本的頻域測(cè)量方法 數(shù)字信道化測(cè)頻技術(shù) 多相濾波算法的 FPGA實(shí)現(xiàn) m路功率計(jì)算： m路檢測(cè)： 路能量累計(jì) TOA鎖存 TOE鎖存 m抽樣數(shù) 據(jù) 分 配 器 m路加窗STFT并行濾波 m路去混疊濾波器組 結(jié)果保存 / 判決邏輯 m路 能量 累計(jì) TOA 鎖存 TOE 鎖存 P D W數(shù)據(jù)緩存 器 數(shù)據(jù) 輸入 s(n) 至信號(hào)處理機(jī) k m路功率計(jì) 算 / 檢測(cè) 基本的頻域測(cè)量方法 數(shù)字信道化測(cè)頻技術(shù) PDW后處理 1。相鄰信道同時(shí)多信號(hào)合為單頻單信號(hào)： 2。相鄰信道順序多信號(hào)合為寬帶調(diào)頻單信號(hào) 3。非相鄰信道同時(shí)信號(hào)分為同時(shí)多信號(hào)（包括頻率分集信號(hào)） 4。非相鄰信道順序信號(hào)分為順序多信號(hào)（包括頻率編碼信號(hào)） 5。正交信號(hào)幅相平衡對(duì)信號(hào)的影響 引起鏡像信號(hào)和原信號(hào)頻譜的損失 理想平衡窄帶信號(hào) 頻譜 不平衡窄帶信號(hào) 頻譜 鏡象抑制比 基本的頻域測(cè)量方法 chirp變換測(cè)頻技術(shù) 基本原理 系統(tǒng)組成 測(cè)頻范圍 超外差本振掃描 混頻輸出 初始遲延時(shí)間 通過(guò)測(cè)量遲延時(shí)間測(cè)頻 輸入信號(hào) 信號(hào)處理機(jī) 第一本振 掃描本振 第一混頻 第一中放 第二混頻 第二中放 脈沖壓縮濾波器 檢波器 視放 壓縮后遲延 基本的頻域測(cè)量方法 chirp變換測(cè)頻技術(shù) 基本波形 舉例 測(cè)頻范圍： 壓縮濾波： 時(shí)寬 本振掃描： 輸入信號(hào)頻率 混頻輸出初始遲延 壓縮后遲延 頻率估計(jì) 測(cè)頻誤差 fi+f1+2?fc 輸入信號(hào)頻帶 線性調(diào)頻 本振頻帶 t fs=f1 壓縮前波形 壓縮后包絡(luò)波形 fs=f1+?fc 壓縮前波形 壓縮后包絡(luò)波形 fi+f1 ?Tc Tc 0 f1 f1+?fc 基本的頻域測(cè)量方法 聲光變換測(cè)頻技術(shù) 基本原理 聲光調(diào)制器 系統(tǒng)組成 相位編碼信號(hào)檢測(cè) : ? 特點(diǎn)：測(cè)頻精度高 (KHz)，處理速度快，不適于同時(shí)多信號(hào)和低信噪比 (10dB) 。 y ?i 吸聲材料 入射光 D 電聲換能器 W x z 衍射光 透射光 z ?d LNA 混頻器 中放和驅(qū)動(dòng) 本振 射頻接收前端 激光源 擴(kuò)展器 /準(zhǔn)直器 聲光調(diào)制器 FT透鏡 光電檢測(cè)器陣 光學(xué)系統(tǒng) 預(yù)處理器 信號(hào)處理機(jī) 信號(hào)處理 基本的頻域測(cè)量方法 聲光變換測(cè)頻技術(shù) 測(cè)頻誤差和主要特點(diǎn) 頻率分辨 測(cè)頻誤差 輸出波形 特點(diǎn) 靈敏度高，同時(shí)信號(hào)處理能力強(qiáng)，線性動(dòng)態(tài)范圍小，光學(xué)集成要求高 相位編碼信號(hào)檢測(cè) : ? 特點(diǎn)：測(cè)頻精度高 (KHz)，處理速度快，不適于同時(shí)多信號(hào)和低信噪比 (10dB) 0 T ? T+? ? 0 T T+? (a)??T (b)?T 基本的頻譜分析技術(shù) 單個(gè)射頻脈沖信號(hào)的脈內(nèi)頻譜分析 采樣周期 T，脈內(nèi)采樣數(shù)據(jù)長(zhǎng)度 N，無(wú)模糊頻譜分析范圍 1/T，分辨 1/MT ? FFT頻譜分析 ? 等效帶寬 ? 歸一化功率譜 ? 譜均值，方差 射頻脈沖串信號(hào)的頻譜分析 脈沖數(shù) L，各脈沖起始時(shí)間 nq，數(shù)據(jù)長(zhǎng)度 mq， 用于高精度高分辨譜分析 ? FFT頻譜分析 基本的頻譜分析技術(shù) 單個(gè)射頻脈沖信號(hào)的脈內(nèi)時(shí)頻分析 STFT分析 窗口寬度 n，頻譜分辨 1/nT，適用于多信號(hào) ? 單載頻信號(hào)（頻率 ?） 頻譜最大值為 nA，位于 處，頻譜形狀為 sinc函數(shù)，與時(shí)間 m變化無(wú)關(guān)。 ? Chirp信號(hào)（起始頻率 ?，調(diào)頻斜率 ?） 每一時(shí)刻 m近似為矩形譜，中心頻率隨 m線性變化 基本的頻譜分析技術(shù) 單個(gè)射頻脈沖信號(hào)的脈內(nèi)時(shí)頻分析 ? 二相編碼信號(hào)（子碼寬度 ?t=qTnT，碼長(zhǎng)