CN106301422A - 一种接收机可变中频多通道数字下变频方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种接收机可变中频多通道数字下变频方法，通过将短波射频信号直接送交模拟数字转换器进行采样，在多通路数字下变频单元中，通过数字下变频器把模拟数字转换器采样后的数字信号变频到基带或者数字中频，然后交由FPGA完成进一步的处理，由于其为直接采样，中频可变，模拟域只需通过可调滤波器完成对可变中频信号的跟踪选择。本发明提供的接收机可变中频多通道数字下变频方法，电路结构简单，通过在数字域完成信号变频，实现了多通道的数字下变频处理，减少了信号的非线性损伤。

Description

一种接收机可变中频多通道数字下变频方法

技术领域

本发明涉及短波接收机领域，具体涉及一种接收机可变中频多通道数字下变频方法。

背景技术

短波接收机作为短波无线电监测、分析等方面的专用设备，它在整个短波无线电监测系统中担任着信号搜索与接收等信息收集工作，这些工作主要包括：快速探知未知信号，各类通信信号解调，频带监测，单频点监测、存储信号、传输数据等。短波接收机实现数字下变频结构方案很多，不同的采样方式决定着不同的射频前端的电路构造。目前短波接收机数字下变频实现方案有三种，既射频直接采样数字下变频、射频带通采样数字下变频、中频采样数字下变频。

射频直接采样数字下变频结构：从天线进来的信号经过滤波放大后就由A/D进行采样数字化，可以把模拟电路的数量减到最小，是最理想的软件无线电结构。由Nyquist采样定理可知，采样速率应大于射频信号最高频率的两倍。

射频带通采样数字下变频结构，该结构基于带通采样定理。为了覆盖整个频段，需要一个主采样频率和若干个盲区采样频率。在实际中，采样频率f应尽可能选得高一些以减少盲区采样频率的数目，同时也要考虑到器件性能能否满足要求。从结构来看，该结构非常接近理想的软件无线电。A/D可工作于用较低的采样速率，这样对FPGA的处理速度要求也要低很多。但由于此结构需要多个采样频率，大大增加了系统的复杂度。

中频采样数字下变频结构，工作原理是射频信号经过模拟前端的处理，采用超外差体制，进行多次混频，得到一个固定的中频信号。然后经过ADC进行模数变换后得到数字信号，再通过FPGA控制实现信号下变频，滤波、解调和FFT等功能。但该结构的模拟域射频前端比较复杂，需要较多的混频、滤波等模拟器件，非线性损伤大，电路设计复杂。

发明内容

本发明在射频直接采样数字下变频结构的基础上，提供了一种接收机可变中频多通道数字下变频方法。

本发明采用以下的技术方案：

一种接收机可变中频多通道数字下变频方法，包括：

步骤1：短波射频信号经模拟通路预选滤波后，经直接采样单元的模拟数字转换器进行采样，得到数字化的可变中频信号；

步骤2：可变中频信号送入FPGA中的多通路数字下变频单元，之后分别进入多个数字下变频通路DDC通道；

步骤3：在各个数字下变频通路DDC通道中可变数字中频信号分别进入I通道和Q通道，I通道和Q通道中分别设置有混频器，各个数字下变频通路DDC通道中，通过控制参数设置，控制数字振荡器生成与可变中频信号同步的SIN数字本振信号和COS数字本振信号，I通道中的可变数字中频信号与SIN数字本振信号在混频器中混频，Q通道中的可变数字中频信号与COS数字本振信号在混频器中混频；

步骤4：I通道和Q通道中分别设置有低通滤波器，I通道和Q通道中经混频器混频后的信号分别送入各自通道中的低通滤波器，控制参数设置控制低通滤波器对混频后的信号进行滤波处理得到复基带信号输出。

本发明具有的有益效果是：

本发明提供的接收机可变中频多通道数字下变频方法，通过将短波射频信号直接送交模拟数字转换器进行采样，在多通路数字下变频单元中，通过数字下变频器把模拟数字转换器采样后的数字信号变频到基带或者数字中频，然后交由FPGA完成进一步的处理，由于其为直接采样，中频可变，模拟域只需通过可调滤波器完成对可变中频信号的跟踪选择。在数字域完成信号的变频和在模拟域完成信号的变频相比，可以大大减少模拟域变频所产生的信号的非线性损伤。在此基础上，通过数字下变频通路的复用，实现多通道的数字下变频处理，提高信号处理速率，提高系统性能。

附图说明

图1为接收机可变中频多通道数字下变频方法的原理框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行具体的说明：

结合图1，一种接收机可变中频多通道数字下变频方法，该方法是在射频直接采样数字下变频结构的基础上提出的，包括：

步骤1：短波射频信号经模拟通路预选滤波后，经直接采样单元的模拟数字转换器进行采样，得到数字化的可变中频信号。

步骤2：可变中频信号送入FPGA中的多通路数字下变频单元，经FPGA选择后，分别进入多个数字下变频通路DDC通道。

步骤3：在各个数字下变频通路DDC通道中可变数字中频信号分别进入I通道和Q通道，I通道和Q通道中分别设置有混频器，各个数字下变频通路DDC通道中，通过控制参数设置，控制数字振荡器生成与可变中频信号同步的SIN数字本振信号和COS数字本振信号，I通道中的可变数字中频信号与SIN数字本振信号在混频器中混频，Q通道中的可变数字中频信号与COS数字本振信号在混频器中混频。

步骤4：I通道和Q通道中分别设置有低通滤波器，I通道和Q通道中经混频器混频后的信号分别送入各自通道中的低通滤波器，控制参数设置控制低通滤波器对混频后的信号进行滤波处理得到复基带信号输出。

上述各个数字下变频通路DDC通道中的变频处理过程相同，各个数字下变频通路DDC通道互相独立，同时输出。

本发明提供的接收机可变中频多通道数字下变频方法，电路结构简单，通过在数字域完成信号变频，实现了多通道的数字下变频处理，减少了信号的非线性损伤。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种接收机可变中频多通道数字下变频方法，其特征在于，包括：

步骤1：短波射频信号经模拟通路预选滤波后，经直接采样单元的模拟数字转换器进行采样，得到数字化的可变中频信号；

步骤2：可变中频信号送入FPGA中的多通路数字下变频单元，之后分别进入多个数字下变频通路DDC通道；

步骤3：在各个数字下变频通路DDC通道中可变数字中频信号分别进入I通道和Q通道，I通道和Q通道中分别设置有混频器，各个数字下变频通路DDC通道中，通过控制参数设置，控制数字振荡器生成与可变中频信号同步的SIN数字本振信号和COS数字本振信号，I通道中的可变数字中频信号与SIN数字本振信号在混频器中混频，Q通道中的可变数字中频信号与COS数字本振信号在混频器中混频；

步骤4：I通道和Q通道中分别设置有低通滤波器，I通道和Q通道中经混频器混频后的信号分别送入各自通道中的低通滤波器，控制参数设置控制低通滤波器对混频后的信号进行滤波处理得到复基带信号输出。