CN105024745A - 多路宽带接收信号射频采样下的时延调整方法 - Google Patents

多路宽带接收信号射频采样下的时延调整方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105024745A
CN105024745A CN201510290321.4A CN201510290321A CN105024745A CN 105024745 A CN105024745 A CN 105024745A CN 201510290321 A CN201510290321 A CN 201510290321A CN 105024745 A CN105024745 A CN 105024745A
Authority
CN
China
Prior art keywords
time delay
signal
adjustment
digital
radio frequency
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201510290321.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105024745B (zh
Inventor
赵卫东
晏辉
徐茂格
冯林高
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CETC 10 Research Institute
Original Assignee
CETC 10 Research Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CETC 10 Research Institute filed Critical CETC 10 Research Institute
Priority to CN201510290321.4A priority Critical patent/CN105024745B/zh
Publication of CN105024745A publication Critical patent/CN105024745A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105024745B publication Critical patent/CN105024745B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/08—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station
    • H04B7/0891—Space-time diversity
    • H04B7/0894—Space-time diversity using different delays between antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/69—Spread spectrum techniques
    • H04B1/7163—Spread spectrum techniques using impulse radio
    • H04B1/7183—Synchronisation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/08—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station
    • H04B7/0891—Space-time diversity
    • H04B7/0897—Space-time diversity using beamforming per multi-path, e.g. to cope with different directions of arrival [DOA] at different multi-paths
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
    • H01Q3/2682—Time delay steered arrays

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

本发明提出了一种多路宽带接收信号时延的调整方法。利用本发明可以解决大时延条件下宽带信号基带波形的时间对齐问题。本发明通过下述技术方案实现：将时延差分解为粗细两级，分别对数字下变频后的基带信号与模数转换AD采样信号实施粗细时延差调整；射频输入信号和射频采样时钟模数转换后送入串并行转换ISerdes模块转换成D路并行的低速率数字信号；通过精时延调整模块延迟得到信号序列的3*D个数据和D路并行数据；再经多相下变频滤波抽取模块多相滤波求和变为数字信号；输出第一、第二天线或阵元延时调整后的信号经时延分解模块分解成控制两个粗、精时延调整模块延周期的个数，调整补偿天线或阵元接收的宽带信号的时延差，在时域对齐多路宽带接收信号基带波形。

Description

多路宽带接收信号射频采样下的时延调整方法
技术领域
本发明涉及相控阵数字多波束形成与深空天线组阵系统中多路宽带接收信号在射频采样下的时延调整方法。
背景技术
在通常的相控阵数字多波束形成系统中，天线阵元接收卫星或飞行器所发射的信号为窄带信号；系统中进行接收波束形成时采用的天线阵元数量少，整个阵列分布的空间尺度也较小，接收信号到达各个阵元的时延差异不大。这种情况下，归一化时延差(时延差除以基带符号周期)较小，因此由时延差引起的各路窄带信号中基带波形差异可以忽略，各阵元接收信号的差异主要体现在载波相位上。所以大部分相控阵接收多波束形成算法可以只基于接收信号的载波相位进行校正合成。但是在大规模宽带数字相控阵多波束形成系统中，不仅合成信号的带宽较大，而且整个阵列的空间尺度较大，阵元数目可以多达几万个。卫星或飞行器发射的宽带信号到达阵元的时延差较大，不仅影响各给阵元接收信号载波相位差，而且由于归一化时延差较大导致时延差对宽带信号基带波形影响不能忽略。此时如果仅对将接收信号的载波相位进行校正而不对齐各路信号基带波形是无法精确实现接收信号波束形成。此外从节约系统资源角度考虑，基带信号部分的采样率不会很高。如果只在基带部分进行时延调整，时间分辨率不够，需要设计相应的高精度基带波形对齐方式。
在宽带天线组阵系统中同样存在多路宽带信号基带波形大范围与高精度时延差调整问题。宽带天线组阵系统中各个天线独立部署于不同的位置处，如平方公里阵就是多达几十个抛物面天线独立安装在一平方公里的地面上,天线间距离多达千米以上。卫星或飞行器信号到达各天线的时延差要比相控阵系统大得多。天线组阵信号处理技术需要实现多路基带信号波形时间对齐，才能提高多天线接收的宽带信号在合成后的信号信噪比。因此，大范围与高精度时延调整是相控阵数字多波束形成系统和天线组阵系统要完成宽带信号接收波形合成的关键技术手段。
目前针对相控阵数字多波束形成系统和宽带天线组阵系统中的宽带信号时延对齐问题，一种途径是使用分数时延的Farrow滤器。分数时延Farrow滤器是基于重采样理论的内插滤波器，需要在现场可编程阵列FPGA器件中使用若干个乘法器及一些逻辑单元来实现。在大规模相控阵系统和天线组阵系统中，由于阵元数目和天线数目的增多，使用Farrow内插滤波器需要大量的FPGA乘法器资源。目前虽然随着集成电路的工艺技术进步，FPGA器件集成度越来越高，但乘法器资源也是有限的，而且乘法器在运算中消耗功率也比较大。
射频采样是软件无线电的一项核心技术。随着模数转换(ADC)器件的发展，作为ADC的主要指标的采样率越来越高。目前ADC器件的采样率已经可以达到每秒上千兆样点(kMsps)甚至每秒几十吉样点(Gsps)。随着ADC采样率的提高，一方面可以适应越来越的信号带宽，另一方面使得射频采样得以实现。在射频采样技术出现以前，卫星信号的接收通常需要经过信道链路的多次变频，将卫星射频信号变频至合适的中频，然后使用低采样率的ADC进行低通或带通采样。信道链路多次变频需要使用复杂的模拟信号处理电路，如模拟混频电路、模拟滤波电路、模拟增益补偿电路等。这些模拟信号处理电路不仅在复杂性和稳定性方面上对系统提出了较高要求，而且电路成本在系统成本中占大部分比重。
发明内容
本发明目的是针对上述大规模宽带数字相控阵多波束形成和大规模宽带天线组阵系统存在不足之处，提供一种结构简单，资源耗费少，节约电路运行功耗，无需使用FPGA中宝贵乘法器资源就可以解决大时延条件下宽带信号基带波形的高精度时间对齐问题，基于射频采样的高精度和大范围时延调整方法。
本发明的上述目的可以通过以下措施来达到,一种多路宽带接收信号时延的调整方法,其特征在于包括如下步骤：在宽带信号射频采样时延电路中，将来自天线的射频输入信号和射频采样时钟的时延差分解为粗细两级，分别对数字下变频后的基带信号与模数转换AD采样信号实施粗细时延差调整；先将来自天线或阵元1、阵元2的射频输入信号x1(t)、x2(t)和射频采样时钟Clk_R通过模数转换器ADC进行模数转换，再把输出的射频采样信号x1(n)、x2(n)送入现场可编程阵列FPGA中的串并行转换ISerdes模块，两个ISerdes模块分别将射频采样率为fR的高速率串行的射频采样信号x1(n)和x2(n)转换成D路并行的基带采样率为fs＝fR/D的低速率数字信号x1p(n)、x2p(n)；设置在FPGA中的精时延调整模块采用三级并行缓冲寄存器，使用基带采样率为fs的时钟Clk_div依次对上述D路并行数字信号延迟，从三级并行缓冲寄存器中输出按fR速率采样得到的信号序列的3*D个数据；在两路3*D个数据中分别选择第M1、M2个数据，按顺序对低速率数字信号x1p(n)、x2p(n)进行精时延，得到相对于x1p(n)、x2p(n)分别延迟了M1、M2个射频采样时钟周期TR＝1/fR的D路并行数据y1p(n)、y2p(n)；再用两个多相下变频滤波抽取模块分别对输入的D路并行数据y1p(n)、y2p(n)进行多相滤波求和，将两路并行数据变为基带采样率为fs的数字信号z1(n)、z2(n)；最后通过两个粗时延调整模块分别对z1(n)、z2(n)延时N1、N2个基带采样时钟周期Ts，输出第一、第二天线或阵元经过延时调整后的信号S1(n)和S2(n)；时延估计模块对输入的S1(n)、S2(n)进行信号相关，求出的天线或阵元1和2之间的时延差τ，经时延分解模块分解成控制两个粗时延调整模块调整粗时延周期Ts的个数N1、N2，以及控制精时延调整模块调整精时延周期TR的个数M1、M2，通过调整补偿上述多个天线或阵元接收的宽带信号的时延差，使多路宽带接收信号基带波形在时域对齐；经过精时延、粗时延调整后的信号S1(n)、S2(n)送后继信号处理模块继续处理，其中，D、M1、M2、N1、N2为自然数。
本发明相比于现有技术具有如下有益效果。
本发明将来自天线的射频输入信号的时延差分解为粗细两级，分别对数字下变频后的基带信号与AD采样信号实施粗细时延差调整。无需使用FPGA中宝贵的乘法器资源就可以解决大时延条件下宽带信号基带波形的高精度时间对齐问题，从而实现宽带接收信号波束形成与合成。
本发明采用采样率高达上Gsps的ADC器件射频采样，充分利用射频采样的高时间分辨率对模拟信号采样的时间分辨率达纳秒(ns)甚至更高量级，可以实现高精度的时延调整。
本发明将时延差分解为粗细两级，分别对数字下变频后的基带信号与AD采样信号实施粗细时延差调整，达到了纳秒级时延调整精度及微秒级时延调整范围。通过粗时延调整模块和细时延调整模块对多路宽带接收信号时延进行调整，补偿多个接收相控阵阵元或天线上信号时延差，使多路宽带接收信号基带波形时域对齐，提高了多阵元与多天线宽带信号合成后的信噪比。
本发明采用两路ISerdes模块分别将ADC输入采样率为fR的高速率串行数字信号转换成D路并行采样率为fs的低速率数字信号x1p(n)、x2p(n)；并行低速率数字信号仍然保留了高的时间分辨率，通过简单的并行信号缓冲和抽头选择，实现了射频采样周期量级的精时延调整，并结合在低采样率下的缓冲时延实现信号的大时延调整。
本发明采用三级并行缓冲寄存器，使用基带采样率为fs时钟依次将D路并行数字信号延迟，从三级输出的3*D个数据中按fR速率采样得到的信号序列；使用FPGA中的延时控制选择模块从三级输出的3*D个数据中选择D个数据对x1p(n)、x2p(n)进行精时延。精时延调整模块不使用复杂的Farrow结构，实现结构简单，资源耗费少，节约了FPGA中的乘法器及逻辑资源；而且在低时钟速率下实现射频采样周期量级精度的精时延，从而节约了电路运行功耗。
本发明采用直接对射频信号进行带通射频采样，完全去除了中频采样所需的多级模拟信号变频滤波处理模块，射频采样可将ADC采样移至非常接近天线甚至就是天线馈源之后。
本发明对于大规模宽带数字相控阵多波束形成系统和大规模宽带天线组阵系统中具有大时延差的宽带信号合成问题，提出了无需复杂电路结构和FPGA中乘法器资源的实现方法。因为乘法器多的FPGA芯片器件价格昂贵，而且使用乘法器越多，功耗越大。所以本发明对大规模宽带信号的相控阵波束形成系统及天线组阵系统提供了低成本高效结构实现方法，具有很好的应用前景。
附图说明
图1是本发明多路宽带接收信号射频采样下的时延调整电路原理示意图。
图2是图1中的ISerdes模块原理示意图。
图3是图1中的精时延调整模块原理示意图。
图4是图1中的粗时延调整模块原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施实例对本发明进一步说明。
参阅图1。卫星发射中心频率为2.25GHz，带宽为100MHz的宽带射频信号，经过不同空间时延到达天线或阵元1和天线或阵元2。模数转换器ADC在射频采样时钟Clk_R(频率为fR＝1.8GHz)驱动下，输出射频采样信号x1(n)、x2(n)。
在图1所示多路宽带接收信号射频采样下的时延调整电路中，宽带信号射频采样高精度大范围时延调整是将来自天线的射频输入信号和射频采样时钟的时延差分解为粗细两级，分别对数字下变频后的基带信号与模数转换AD采样信号实施粗细时延差调整。先将来自天线或阵元1的射频输入信号x1(t)和射频采样时钟Clk_R通过模数转换器ADC进行模数转换，再把输出射频采样信号x1(n)送入现场可编程阵列FPGA中的串并行转换ISerdes模块，将射频采样率fR的高速率串行的射频采样信号x1(n)转换成D路基带采样率fs的低速率并行数字信号x1p(n)＝x1(n-p)，其中p＝0,1,2……D-1，fR＝D*fs；设置在FPGA中的精时延调整模块采用三级并行缓冲寄存器，使用基带采样率为fs时钟Clk_div依次对上述D路并行数字信号延迟，从三级并行缓冲寄存器中输出按fR速率采样得到的信号序列的3*D个数据，从3*D个数据中选择第M1个数据，按顺序对低速率并行数字信号x1p(n)进行精时延，得到相对于x1p(n)延迟了M1个射频采样时钟周期TR＝1/fR的D路数据y1p(n)＝x(n-M1-p),n＝0,1,2……D-1；再用多相下变频滤波抽取模块对输入的D路数据y1p(n)进行多相滤波求和，使D路并行数据变为一路采样率为fs的数字信号z1(n)；最后粗时延调整模块对z1(n)延时N1个基带采样率为fs时钟周期Ts＝1/fs，输出第一天线或阵元经过延时调整后的信号S1(n)。对天线或阵元2输入的射频输入信号x2(t)，经过与天线或阵元1相同的处理模块和处理过程，从粗时延调整模块输出第二天线或阵元经过延时调整后的信号S2(n)。时延估计模块对输入的S1(n)、S2(n)进行信号相关求出天线或阵元1和2之间的时延差τ；经时延分解模块将时延τ分解成控制两个粗时延调整模块调整粗时延的周期Ts的个数N1、N2，以及控制精时延调整模块调整精时延的周期TR的个数M1、M2；经过精时延、粗时延调整后的信号S1(n)、S2(n)送后继信号处理模块继续处理，其中D自然数M1、M2、N1、N2为自然数。
现场可编程阵列FPGA中两个串并行转换模块(ISerdes模块)将射频采样率fR＝1.8GHz的高速率串行的射频采样信号x1(n)、x2(n)转换成D＝8路基带采样率fs＝225MHz的低速率并行数字信号x1p(n)＝x1(n-p)、x2p(n)＝x2(n-p),p＝0,1,……7。然后FPGA中两个精时延调整模块将x1p(n)、x2p(n)分别延时M1、M2个射频采样时钟周期TR＝1/fR＝0.555ns，输出y1p(n)＝y1(n-p)、y2p(n)＝y2(n-p),p＝0,1,……7；两个多相下变频滤波抽取模块对输入的数据y1p(n)、y2p(n)分别实行多相滤波求和，分别使8路并行数据变为1路采样率为fs的数字信号z1(n)、z2(n)；最后粗时延调整模块对z1(n)、z2(n)分别延时N1、N2个基带采样率为fs时钟周期Ts＝1/fs＝4.44ns，输出经过延时调整后的信号S1(n)、S2(n)。时延估计模块对输入的S1(n)、S2(n)进行信号相关求出天线或阵元1和2之间的时延差τ；时延分解模块将时延差τ分解成控制两个粗时延调整模块的控制参数N1、N2以及控制精时延调整模块的控制参数M1、M2。当选取天线或阵元2输入信号为参考信号时，M2＝0、N2＝0。后继信号处理模块对经过精时延、粗时延调整后的信号S1(n)、S2(n)进行信号合成处理。
在图2描述ISerdes模块中，所有符号的下标i表示天线或阵元号，i＝1,2。天线或阵元i接收的信号xi(t)为中心频率为2.25GHz、带宽为100MHz的射频信号。模数转换器ADC在射频采样时钟Clk_R驱动下对xi(t)采样，ADC输出的xi(n)的采样率为Clk_R的频率fR＝1.8GHz。8个延时寄存器Z-1每经过8个Clk_R时钟周期寄存一组新的xi(n)采样值，再由8抽取模块抽取输出xi(n)、xi(n-1)、……xi(n-7)。xi(n)、xi(n-1)、……xi(n-7)是ISerdes模块将xi(n)转换成的8路采样率为fs＝225MHz的并行低速率数字信号。8分频电路是ISerdes模块中专有将频率为fR＝1.8GHz的时钟Clk_R分频为基带采样率为fs＝225MHz的时钟Clk_div的电路。
在图3描述的精时延调整模块中，FPGA中设置的精时延调整模块接收ISerdes模块输出的并行数据xi(n)、xi(n-1)、……xi(n-7)。三级并行缓冲寄存器使用基带采样率为fs＝156.25MHz时钟Clk_div依次将8路并行数字信号延迟寄存，从三级输出的24个数据xi(n)～xi(n-23)是按fR速率采样得到的并行低速率信号序列；精时延控制电路24个并行数据中的第M＝1(M＝1～16)个数据开始顺序选择8个数据输出yi(n)～yi(n-7),即是：yi(n)＝xi(n-1)，yi(n-1)＝xi(n-2)，yi(n-2)＝xi(n-3)，yi(n-3)＝xi(n-4)，yi(n-4)＝xi(n-5)，yi(n-5)＝xi(n-6)，yi(n-7)＝xi(n-8)；yi(n)～yi(n-7)是相对xi(n)～xi(n-7)延迟了Mi＝1个射频采样时钟fR周期TR的并行信号。精时延调整模块的调整时延精度为1/1.8e9＝0.555ns。通过如图1示所示多相下变频滤波抽取模块对输入的并行数据yi(n)～yi(n-7)进行多相滤波求和，将8路并行数据变为一路采样率为fs＝225MHz的数字信号zi(n)。
在图4所示精时延调整模块中，FPGA中设置的循环写地址产生电路生成0～4095循环的写地址值Wr_Addr，多相滤波抽取模块输出的信号zi(n)按Wr_Addr地址值写入双端口RAM对应地址的存储单元。循环读地址产生电路使用写地址值Wr_Addr和输入的粗时延控制值Ni产生读地址Rd_Addr，产生算法为Rd_Addr＝Wr_Addr-Ni，双端口RAM按Rd_Addr值输出对应存储单元的值。例如图中示，当Wr_Addr＝4095，Ni＝2048时，Rd_Addr＝2047，写入双端口RAM的值为zi(n)，双端口RAM输出的Si(n)＝zi(n-2048)。Si(n)相对于zi(n)延时了2048个Clk_div钟周期Ts＝4.44ns。粗时延调整模块的最大调整时延范围是4096*Ts＝18.2us。
在以上实施实例的说明中，多相下变频滤波抽取模块、时延估计模块、时延分解模块、后续信号处理模块等是本发明应用中必需经过的信号处理模块，仅用于帮助理解本发明的方法而不影响本发明时延调整方法的本质。
同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书实施实例的内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种多路宽带接收信号时延的调整方法,其特征在于包括如下步骤：在宽带信号射频采样时延电路中，将来自天线的射频输入信号和射频采样时钟的时延差分解为粗细两级，分别对数字下变频后的基带信号与模数转换AD采样信号实施粗细时延差调整；先将来自天线或阵元1、阵元2的射频输入信号x1(t)、x2(t)和射频采样时钟Clk_R通过模数转换器ADC进行模数转换，再把输出的射频采样信号x1(n)、x2(n)送入现场可编程阵列FPGA中的串并行转换ISerdes模块，两个ISerdes模块分别将射频采样率为fR的高速率串行的射频采样信号x1(n)和x2(n)转换成D路并行的基带采样率为fs＝fR/D的低速率数字信号x1p(n)、x2p(n)；设置在FPGA中的精时延调整模块采用三级并行缓冲寄存器，使用基带采样率为fs的时钟Clk_div依次对上述D路并行数字信号延迟，从三级并行缓冲寄存器中输出按fR速率采样得到的信号序列的3*D个数据；在两路3*D个数据中分别选择第M1、M2个数据，按顺序对低速率数字信号x1p(n)、x2p(n)进行精时延，得到相对于x1p(n)、x2p(n)分别延迟了M1、M2个射频采样时钟周期TR＝1/fR的D路并行数据y1p(n)、y2p(n)；再用两个多相下变频滤波抽取模块分别对输入的D路并行数据y1p(n)、y2p(n)进行多相滤波求和，将两路并行数据变为基带采样率为fs的数字信号z1(n)、z2(n)；最后通过两个粗时延调整模块分别对z1(n)、z2(n)延时N1、N2个基带采样时钟周期Ts，输出第一、第二天线或阵元经过延时调整后的信号S1(n)和S2(n)；时延估计模块对输入的S1(n)、S2(n)进行信号相关，求出的天线或阵元1和2之间的时延差τ，经时延分解模块分解成控制两个粗时延调整模块调整粗时延周期Ts的个数N1、N2，以及控制精时延调整模块调整精时延周期TR的个数M1、M2，通过调整补偿上述多个天线或阵元接收的宽带信号的时延差，使多路宽带接收信号基带波形在时域对齐；经过精时延、粗时延调整后的信号S1(n)、S2(n)送后继信号处理模块继续处理，其中，D、M1、M2、N1、N2为自然数。
2.如权利要求1所述的多路宽带接收信号时延的调整方法,其特征在于：低速率并行数字信号x1p(n)＝x1(n-p)，其中p＝0,1,2……D-1，fR＝D*fs，n为自然数。
3.如权利要求1所述的多路宽带接收信号时延的调整方法,其特征在于：基带采样率为fs的数字信号z1(n)、z2(n)延时N1、N2个基带采样时钟周期Ts＝1/fs＝D*TR。
4.如权利要求1所述的多路宽带接收信号时延的调整方法,其特征在于：射频采样时钟周期TR＝1/fR的D路数据y1p(n)＝x(n-M1-p),n＝0,1,2……D-1。
5.如权利要求1所述的多路宽带接收信号时延的调整方法,其特征在于：现场可编程阵列FPGA中两个串并行转换模块，即ISerdes模块将射频采样率fR的高速率串行的射频采样信号x1(n)、x2(n)转换成D＝8路基带采样率fs的低速率并行数字信号x1p(n)＝x1(n-p)、x2p(n)＝x2(n-p),p＝0,1,……7。
6.如权利要求5所述的多路宽带接收信号时延的调整方法,其特征在于：FPGA中两个精时延调整模块将x1p(n)、x2p(n)分别延时M1、M2个射频采样时钟周期TR＝1/fR，输出y1p(n)＝y1(n-p)、y2p(n)＝y2(n-p),p＝0,1,……7。
7.如权利要求6所述的多路宽带接收信号时延的调整方法,其特征在于：两个多相下变频滤波抽取模块对输入的数据y1p(n)、y2p(n)分别实行多相滤波求和，分别使数路并行数据变为1路采样率为fs的数字信号z1(n)、z2(n)；最后粗时延调整模块对z1(n)、z2(n)分别延时N1、N2个基带采样率为fs时钟周期Ts＝1/fs＝4.44ns，输出经过延时调整后的信号S1(n)、S2(n)。
8.如权利要求1所述的多路宽带接收信号时延的调整方法,其特征在于：模数转换器ADC在射频采样时钟Clk_R驱动下对xi(t)采样，ADC输出的xi(n)的采样率为Clk_R的频率fR。
9.如权利要求1所述的多路宽带接收信号时延的调整方法,其特征在于：数个延时寄存器Z-1每经过对应的数个Clk_R时钟周期寄存一组新的xi(n)采样值，再由对应的数个抽取模块抽取输出xi(n)、xi(n-1)、……xi(n-7)…是ISerdes模块将xi(n)转换成的对应的数路采样率为fs＝225MHz的并行低速率数字信号。
10.如权利要求1所述的多路宽带接收信号时延的调整方法,其特征在于：在精时延调整模块中，FPGA中设置循环写地址产生电路生成0～4095循环的写地址值Wr_Addr，多相滤波抽取模块输出的信号zi(n)按Wr_Addr地址值写入双端口RAM对应地址的存储单元。
CN201510290321.4A 2015-05-31 2015-05-31 多路宽带接收信号射频采样下的时延调整方法 Active CN105024745B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510290321.4A CN105024745B (zh) 2015-05-31 2015-05-31 多路宽带接收信号射频采样下的时延调整方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510290321.4A CN105024745B (zh) 2015-05-31 2015-05-31 多路宽带接收信号射频采样下的时延调整方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105024745A true CN105024745A (zh) 2015-11-04
CN105024745B CN105024745B (zh) 2018-02-23

Family

ID=54414490

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510290321.4A Active CN105024745B (zh) 2015-05-31 2015-05-31 多路宽带接收信号射频采样下的时延调整方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105024745B (zh)

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105812062A (zh) * 2016-03-04 2016-07-27 烽火通信科技股份有限公司 光传送网mld接口适配方法和系统
CN106443711A (zh) * 2016-11-30 2017-02-22 中国电子科技集团公司第五十四研究所 卫星导航数字多波束系统发射通道时延的调整方法
CN106849950A (zh) * 2016-12-29 2017-06-13 中国电子科技集团公司第五十研究所 基于多速率并行采样的射频信号模数转换系统及方法
CN106961396A (zh) * 2017-03-21 2017-07-18 中国南方电网有限责任公司电网技术研究中心 基于fpga片内缓存实现sv报文处理的方法和装置
CN107947872A (zh) * 2017-11-20 2018-04-20 珠海市多泰吉智能技术有限公司 一种检测有效性的确定方法和设备以及计算机存储介质
CN107997776A (zh) * 2016-10-31 2018-05-08 上海东软医疗科技有限公司 一种核信号的采集方法及装置
CN108896981A (zh) * 2018-05-09 2018-11-27 中国科学院声学研究所 一种分时复用声纳阵列数据采集与波束形成装置及系统
CN110162503A (zh) * 2019-05-23 2019-08-23 灿芯半导体(上海)有限公司 高速数据同步电路及数据同步方法
CN110618412A (zh) * 2019-10-31 2019-12-27 电子科技大学 一种基于射频采样的宽带数字波束形成方法
CN110798211A (zh) * 2019-09-30 2020-02-14 西南电子技术研究所（中国电子科技集团公司第十研究所） 并行adc采样系统传输路径延时误差的通用校准方法
CN112219355A (zh) * 2018-06-12 2021-01-12 三菱电机株式会社 高速数字信号合成器
CN112702135A (zh) * 2020-12-24 2021-04-23 京信网络系统股份有限公司 信号处理方法、装置、系统、介质和电子设备
CN112910533A (zh) * 2021-01-13 2021-06-04 清华大学 一种具有并行结构的宽带信号组阵系统
JP2021517443A (ja) * 2018-03-07 2021-07-15 ハンファ・フェーザ・リミテッド 組み合わされる動作に対するフェーズドアレイの間の時間整合を提供する方法
CN114640362A (zh) * 2022-03-15 2022-06-17 北京中科国信科技股份有限公司 基于传播时延差异的双接收单元联合抗干扰方法
CN116961786A (zh) * 2023-07-31 2023-10-27 武汉船舶通信研究所(中国船舶集团有限公司第七二二研究所) 一种长波发射机的发射通道时延自校准装置及方法
CN117767949A (zh) * 2023-12-04 2024-03-26 中国人民解放军军事科学院系统工程研究院 一种应用于相控阵天线的多片ad采样同步系统及方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7817747B2 (en) * 2006-02-15 2010-10-19 Texas Instruments Incorporated Precise delay alignment between amplitude and phase/frequency modulation paths in a digital polar transmitter
CN102694585A (zh) * 2012-05-25 2012-09-26 中国电子科技集团公司第十研究所 自适应调整天线组阵时延差的校正方法
CN104605888A (zh) * 2015-01-22 2015-05-13 飞依诺科技(苏州)有限公司 超声信号的时延估计方法及系统

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7817747B2 (en) * 2006-02-15 2010-10-19 Texas Instruments Incorporated Precise delay alignment between amplitude and phase/frequency modulation paths in a digital polar transmitter
CN102694585A (zh) * 2012-05-25 2012-09-26 中国电子科技集团公司第十研究所 自适应调整天线组阵时延差的校正方法
CN104605888A (zh) * 2015-01-22 2015-05-13 飞依诺科技(苏州)有限公司 超声信号的时延估计方法及系统

Cited By (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105812062B (zh) * 2016-03-04 2018-11-30 烽火通信科技股份有限公司 光传送网mld接口适配方法和系统
CN105812062A (zh) * 2016-03-04 2016-07-27 烽火通信科技股份有限公司 光传送网mld接口适配方法和系统
CN107997776A (zh) * 2016-10-31 2018-05-08 上海东软医疗科技有限公司 一种核信号的采集方法及装置
CN106443711A (zh) * 2016-11-30 2017-02-22 中国电子科技集团公司第五十四研究所 卫星导航数字多波束系统发射通道时延的调整方法
CN106443711B (zh) * 2016-11-30 2018-08-14 中国电子科技集团公司第五十四研究所 卫星导航数字多波束系统发射通道时延的调整方法
CN106849950A (zh) * 2016-12-29 2017-06-13 中国电子科技集团公司第五十研究所 基于多速率并行采样的射频信号模数转换系统及方法
CN106961396A (zh) * 2017-03-21 2017-07-18 中国南方电网有限责任公司电网技术研究中心 基于fpga片内缓存实现sv报文处理的方法和装置
CN107947872A (zh) * 2017-11-20 2018-04-20 珠海市多泰吉智能技术有限公司 一种检测有效性的确定方法和设备以及计算机存储介质
JP7223782B2 (ja) 2018-03-07 2023-02-16 ハンファ・フェーザ・リミテッド 組み合わされる動作に対するフェーズドアレイの間の時間整合を提供する方法
JP2021517443A (ja) * 2018-03-07 2021-07-15 ハンファ・フェーザ・リミテッド 組み合わされる動作に対するフェーズドアレイの間の時間整合を提供する方法
CN108896981A (zh) * 2018-05-09 2018-11-27 中国科学院声学研究所 一种分时复用声纳阵列数据采集与波束形成装置及系统
CN112219355A (zh) * 2018-06-12 2021-01-12 三菱电机株式会社 高速数字信号合成器
CN110162503B (zh) * 2019-05-23 2024-03-22 灿芯半导体(上海)股份有限公司 高速数据同步电路及数据同步方法
CN110162503A (zh) * 2019-05-23 2019-08-23 灿芯半导体(上海)有限公司 高速数据同步电路及数据同步方法
CN110798211B (zh) * 2019-09-30 2023-05-23 西南电子技术研究所（中国电子科技集团公司第十研究所） 并行adc采样系统传输路径延时误差的通用校准方法
CN110798211A (zh) * 2019-09-30 2020-02-14 西南电子技术研究所（中国电子科技集团公司第十研究所） 并行adc采样系统传输路径延时误差的通用校准方法
CN110618412A (zh) * 2019-10-31 2019-12-27 电子科技大学 一种基于射频采样的宽带数字波束形成方法
CN112702135A (zh) * 2020-12-24 2021-04-23 京信网络系统股份有限公司 信号处理方法、装置、系统、介质和电子设备
CN112702135B (zh) * 2020-12-24 2023-09-29 京信网络系统股份有限公司 信号处理方法、装置、系统、介质和电子设备
CN112910533A (zh) * 2021-01-13 2021-06-04 清华大学 一种具有并行结构的宽带信号组阵系统
CN112910533B (zh) * 2021-01-13 2022-09-06 清华大学 一种具有并行结构的宽带信号组阵系统
CN114640362A (zh) * 2022-03-15 2022-06-17 北京中科国信科技股份有限公司 基于传播时延差异的双接收单元联合抗干扰方法
CN116961786A (zh) * 2023-07-31 2023-10-27 武汉船舶通信研究所(中国船舶集团有限公司第七二二研究所) 一种长波发射机的发射通道时延自校准装置及方法
CN117767949A (zh) * 2023-12-04 2024-03-26 中国人民解放军军事科学院系统工程研究院 一种应用于相控阵天线的多片ad采样同步系统及方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN105024745B (zh) 2018-02-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105024745A (zh) 多路宽带接收信号射频采样下的时延调整方法
CN112054867B (zh) 大规模数字阵列信号同步采集系统
CN106788642B (zh) 一种用于实际宽带大规模mimo系统的混合预编码设计方法
CN102394737B (zh) 一种星载微波部件多载波微放电测试用信号源
CN109683137B (zh) 一种应用于相控阵雷达的多通道同步方法
CN103095220B (zh) 基于快行fir滤波器的微型sar数字下变频器设计方法
CN108631809A (zh) 一种多通道数字tr组件
CN104378114A (zh) 一种实现多通道模数转换器同步的方法
CN103954933B (zh) 一种基于太赫兹波段的雷达信号处理方法
CN106802593B (zh) 雷达回波模拟器高精度延时控制方法及雷达回波模拟器
CN104618042A (zh) 实现多通道信号分析同步与时延校正的系统及方法
CN102594353A (zh) 一种数模转换器及逐次逼近存储转换器
CN104917556A (zh) 一种基于超高速dac的同步多波束信号生成方法
CN103543440B (zh) 基于fpga可编程延时电路的数字波束形成装置与方法
CN102544751A (zh) 多目标中频数字相控阵天线
CN105404495A (zh) 用于调制宽带转换器的高速伪随机序列发生器及发生方法
CN107015063B (zh) 宽带多信道数字相关接收机及接收方法
CN105141312A (zh) 一种n通道时域交织模数转换器时钟偏差的数字后台校准算法
CN106130507B (zh) 高速并行位同步滤波器时变系数更新环路
CN102694585A (zh) 自适应调整天线组阵时延差的校正方法
CN202019349U (zh) 基于低成本多路并行高速率的a/d采样电路板
CN106772264A (zh) 一种地面和星载通用的超宽带雷达信号发生装置及方法
CN103916199B (zh) 一种天线信号的时延和相位调整装置与方法
CN113376570A (zh) 一种基于信道化处理的相关干涉仪实时测向方法
CN106849950A (zh) 基于多速率并行采样的射频信号模数转换系统及方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant