CN114675236B - 一种任意频域形状实信号波形调制技术 - Google Patents

一种任意频域形状实信号波形调制技术 Download PDF

Info

Publication number
CN114675236B
CN114675236B CN202210573560.0A CN202210573560A CN114675236B CN 114675236 B CN114675236 B CN 114675236B CN 202210573560 A CN202210573560 A CN 202210573560A CN 114675236 B CN114675236 B CN 114675236B
Authority
CN
China
Prior art keywords
waveform
frequency domain
real signal
frequency
shape
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.)
Active
Application number
CN202210573560.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114675236A (zh
Inventor
周丽静
丁旭东
朱桂庭
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.)
Zhongda Tiansheng Jiangsu Electronic Technology Co ltd
Original Assignee
Zhongda Tiansheng Jiangsu Electronic Technology Co ltd
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 Zhongda Tiansheng Jiangsu Electronic Technology Co ltd filed Critical Zhongda Tiansheng Jiangsu Electronic Technology Co ltd
Priority to CN202210573560.0A priority Critical patent/CN114675236B/zh
Publication of CN114675236A publication Critical patent/CN114675236A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114675236B publication Critical patent/CN114675236B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/38—Jamming means, e.g. producing false echoes
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2626—Arrangements specific to the transmitter only
    • H04L27/2627—Modulators
    • H04L27/2628—Inverse Fourier transform modulators, e.g. inverse fast Fourier transform [IFFT] or inverse discrete Fourier transform [IDFT] modulators
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Discrete Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

本发明公开了一种任意频域形状实信号波形调制技术，其中，包括以下步骤：S1、根据波形频域形状确定波形频域范围；S2、根据波形需要的频域范围确定生成波形的数字模拟转换器件的采样率；S3、结合采样率和波形时宽确定数字波形参数；S4、用波形频域所需形状的包络调制频域正半轴的子载波；S5、根据频域共轭对称原理确定负半轴子载波频域分布；S6、完成OFDM调制；S7、数字模拟转换器件完成数字波形到模拟波形的转换；S8、对模拟波形进行滤波，得到任意频域形状的实信号模拟波形，本发明可实现任意频率形状、频率能量分布的雷达实信号波形、通信实信号波形、电子对抗干扰实信号波形的调制。

Description

一种任意频域形状实信号波形调制技术
技术领域
本发明属于波形调制技术领域，具体涉及一种任意频域形状实信号波形调制技术。
背景技术
随着机载、舰载、车载雷达与通信之间的电磁兼容问题越来越严峻，雷达与雷达对抗干扰、通信与通信对抗干扰之间的对抗越来越剧烈，现有的从时域调制产生波形的技术越来越不能满足雷达波形、通信波形、电子对抗干扰波形频域任意分布、任意机动、任意跳变的需求，缺乏频域设计波形的灵活性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种任意频域形状实信号波形调制技术，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种任意频域形状实信号波形调制技术，其中，包括以下步骤：
S1、根据波形需要的频域形状确定波形有限带宽的频域范围
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE001
；
S2、根据波形需要的频域范围确定生成波形的数字模拟转换器件的采样率
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE002
；
S3、结合采样率
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE003
和波形需要的时域长度
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE004
确定数字波形参数；
S4、用波形频域所需形状的包络
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE005
调制频域正半轴的子载波
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE006
，对处于频率范围
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE007
之外的子载波进行归零处理；
S5、根据实信号波形的频域共轭对称原理确定负半轴子载波频域分布
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE008
；
S6、完成OFDM调制，得到数字波形；
S7、数字模拟转换器件完成数字波形到模拟波形的转换；
S8、对模拟波形进行滤波，得到任意频域形状的实信号模拟波形。
优选的，所述波形为频率分布在有限带宽内的频域。
优选的，所述波形为任意形状的实信号波形。
优选的，所述步骤S1中的波形频域形状为波形频域的能量分布，且波形频域的能量分布至少分布于一个区域内。
优选的，所述步骤S2中的数字模拟转换器件的采样率应覆盖波形有限带宽频率所有范围。
优选的，所述步骤S3中的数字波形参数包括：数字波形的点数
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE009
、波形频率子载波个数
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE010
及子载波宽度
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE011
。
优选的，所述步骤S4中的频域正半轴的子载波为实信号正频域部分所对应的子载波；所述子载波离散间隔相同，且幅度均为1。
优选的，所述步骤S5中的频域共轭对称原理为实信号波形的频域成分正负半轴相互共轭对称。
优选的，所述步骤S6中的完成OFDM调制为对所有子载波序列进行IDFT变换。
优选的，所述步骤S8中的实信号模拟波形为带有中心频率的波形。
本发明的技术效果和优点，该任意频域形状实信号波形调制技术：
1、提供了一种从频域的层面去规划、设计波形的方法，可实现任意频率形状、频率能量分布的雷达实信号波形、通信实信号波形、电子对抗干扰实信号波形的调制；
2、搭建了一种直接从频域角度设计、调制波形的框架，可极大提高雷达波形、通信波形、电子对抗干扰波形的频域机动、跳变能力；
3、可直接调制产生带有载波频率的实信号波形，可直接作为雷达、通信、电子对抗干扰的中频信号波形进行上变频、放大等，简化了雷达、通信、电子对抗干扰波形的波形产生调制流程。
附图说明
图1为本发明的任意频域形状实信号波形调制方法实现流程图；
图2为本发明的任意有限带宽频率能量分布雷达波形示意图；
图3为本发明的受所需波形频域包络调制后的子载波分布示意图；
图4为本发明的正负半轴频率共轭对称后的子载波分布示意图；
图5为本发明的符合预期频域能量分布的雷达数字波形时频图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图1-5，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明中提供的一种任意频域形状实信号波形调制方法是一种从数字波形频域角度出发进行波形设计塑造的一种技术，提供了一种从频域的层面去规划、设计波形的方法，可实现任意频率形状、频率能量分布的雷达实信号波形、通信实信号波形、电子对抗干扰实信号波形的调制，并且搭建了一种直接从频域角度设计、调制波形的框架，可极大提高雷达波形、通信波形、电子对抗干扰波形的频域机动、跳变能力。
本发明提供了如图1中所示的一种任意频域形状实信号波形调制技术，其特征在于，包括以下步骤：
S1、根据波形需要的频域形状确定波形有限带宽的频域范围
Figure DEST_PATH_IMAGE012
，本领域技术人员可以根据雷达、通信、电子对抗干扰波形频域能量分布的需要确定波形有限带宽的频域范围。
S2、根据波形需要的频域范围确定生成波形的数字模拟转换器件的采样率
Figure DEST_PATH_IMAGE013
。
S3、结合采样率
Figure DEST_PATH_IMAGE014
和波形需要的时域长度
Figure DEST_PATH_IMAGE015
确定数字波形参数。
S4、用波形频域所需形状的包络
Figure DEST_PATH_IMAGE016
调制频域正半轴的子载波
Figure DEST_PATH_IMAGE017
，对处于频率范围
Figure DEST_PATH_IMAGE018
之外的子载波进行归零处理。
S5、根据实信号波形的频域共轭对称原理确定负半轴子载波频域分布
Figure DEST_PATH_IMAGE019
。
S6、完成OFDM调制，得到数字波形。
S7、数字模拟转换器件完成数字波形到模拟波形的转换。
S8、根据波形需要的频域范围对数字转换到模拟的波形进行滤波得到任意频域形状的实信号模拟波形。
具体的，所述波形为频率分布在有限带宽内的频域。
具体的，所述波形为任意形状的实信号波形。
具体的，所述步骤S1中的波形频域形状为波形频域的能量分布，且波形频域的能量分布至少分布于一个区域内，在实际情况中，波形需要的频域形状是由波形的设计者决定的，该形状指频域的能量分布，能量分布不仅仅局限于一个区域，也可分布在有限带宽的多个区域内。
具体的，所述步骤S2中的数字模拟转换器件的采样率应覆盖波形有限带宽频率所有范围，使波形频率所有的成分都满足采样定理。
具体的，所述步骤S3中的数字波形参数包括：数字波形的点数
Figure DEST_PATH_IMAGE020
、波形频率子载波个数
Figure DEST_PATH_IMAGE021
及子载波宽度
Figure DEST_PATH_IMAGE022
。
具体的，所述步骤S4中的频域正半轴的子载波为实信号正频域部分所对应的子载波；所述子载波离散间隔相同，且幅度均为1。
具体的，所述步骤S5中的频域共轭对称原理为实信号波形的频域成分正负半轴相互共轭对称。
具体的，所述步骤S6中的完成OFDM调制为对所有子载波序列进行IDFT变换。
具体的，所述步骤S8中的实信号模拟波形为带有中心频率的波形。
步骤S8中的实信号模拟波形可直接作为雷达、通信或电子对抗干扰的中频信号进行后续的变频、放大等调制，简化了雷达、通信、电子对抗干扰波形的波形产生调制流程。
实施例
参阅图1所示，本实施例以雷达为例，本发明提供了一种任意频域形状实信号波形调制技术，其特征在于，包括以下步骤：
S1、根据雷达波形频域能量分布的需要确定波形有限带宽的频域范围。
若雷达需要其射频波形的频率范围为
Figure DEST_PATH_IMAGE023
，频率能量分布为
Figure DEST_PATH_IMAGE024
，其内部中频到射频的上变频本振频率为
Figure DEST_PATH_IMAGE025
，则该波形的频率能量分布的需求为
Figure DEST_PATH_IMAGE026
，频率能量分布为
Figure DEST_PATH_IMAGE027
，即该波形的有限带宽频率范围为
Figure DEST_PATH_IMAGE028
；
若该雷达需要的射频波形分布在多个窄带频率范围之内，如：
Figure DEST_PATH_IMAGE029
，频率能量分布为
Figure DEST_PATH_IMAGE030
，则该波形的频率能量分布的需求为
Figure DEST_PATH_IMAGE031
，频率能量分布为
Figure DEST_PATH_IMAGE032
，即该波形的有限带宽频率范围为
Figure DEST_PATH_IMAGE033
，具体如图2所示。
为简便表述技术步骤，以下步骤均以雷达需要其射频波形的频率范围为
Figure DEST_PATH_IMAGE034
为例。
S2、根据波形的有限带宽频域范围确定生成波形的数字模拟转换器件的采样率
Figure 127941DEST_PATH_IMAGE003
，该采样率满足以下公式
Figure DEST_PATH_IMAGE035
，
Figure DEST_PATH_IMAGE036
为波形有限带宽频率范围的上限。
S3、结合采样率
Figure DEST_PATH_IMAGE037
和波形需要的时域长度
Figure DEST_PATH_IMAGE038
确定数字波形的点数
Figure DEST_PATH_IMAGE039
，波形频率子载波个数
Figure DEST_PATH_IMAGE040
、子载波宽度
Figure DEST_PATH_IMAGE041
，满足以下公式：
Figure DEST_PATH_IMAGE042
，其中
Figure DEST_PATH_IMAGE043
。
S4、用波形频域所需形状的包络
Figure DEST_PATH_IMAGE044
调制频域正半轴的子载波，从第
Figure DEST_PATH_IMAGE045
到第
Figure DEST_PATH_IMAGE046
的共
Figure DEST_PATH_IMAGE047
个子载波的值，对第小于
Figure DEST_PATH_IMAGE048
和大于
Figure DEST_PATH_IMAGE049
的子载波值进行归零处理，
Figure DEST_PATH_IMAGE050
个子载波受调制后子载波值
Figure DEST_PATH_IMAGE051
满足以下公式，具体如图3所示。
Figure DEST_PATH_IMAGE052
，其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE053
为抽样函数。
S5、根据实信号波形的频域共轭对称
Figure DEST_PATH_IMAGE054
，其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE055
为共轭符号。
原理确定负半轴子载波频域分布满足以下公式，具体如图4所示。
Figure DEST_PATH_IMAGE056
,其中,
Figure DEST_PATH_IMAGE057
。
S6、对共轭对称过后的子载波值向量进行IDFT变换实现OFDM调制，得到符合预期频域能量分布的雷达时域数字波形，具体如图5所示；
S7、数字模拟转换器件按照采样率
Figure DEST_PATH_IMAGE058
完成雷达数字波形到模拟波形的转换。
S8、根据波形需要的频域范围
Figure DEST_PATH_IMAGE059
对数字转换到模拟的雷达波形进行低通滤波得到符合预期频域能量分布的实信号雷达模拟波形。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种任意频域形状实信号波形调制技术，其特征在于，包括以下步骤：
S1、根据波形需要的频域形状确定波形有限带宽的频域范围
Figure DEST_PATH_IMAGE001
；
S2、根据波形需要的频域范围确定生成波形的数字模拟转换器件的采样率
Figure DEST_PATH_IMAGE002
；
S3、结合采样率
Figure DEST_PATH_IMAGE003
和波形需要的时域长度
Figure DEST_PATH_IMAGE004
确定数字波形参数；
S4、用波形频域所需形状的包络
Figure DEST_PATH_IMAGE005
调制频域正半轴的子载波
Figure DEST_PATH_IMAGE006
，对处于频率范围
Figure DEST_PATH_IMAGE007
之外的子载波进行归零处理；
S5、根据实信号波形的频域共轭对称原理确定负半轴子载波频域分布
Figure DEST_PATH_IMAGE008
；
S6、完成OFDM调制，得到数字波形；
S7、数字模拟转换器件完成数字波形到模拟波形的转换；
S8、对模拟波形进行滤波，得到任意频域形状的实信号模拟波形。
2.根据权利要求1所述的一种任意频域形状实信号波形调制技术，其特征在于：所述波形为频率分布在有限带宽内的频域。
3.根据权利要求1所述的一种任意频域形状实信号波形调制技术，其特征在于：所述波形为任意形状的实信号波形。
4.根据权利要求1所述的一种任意频域形状实信号波形调制技术，其特征在于，所述步骤S1中的波形频域形状为波形频域的能量分布，且波形频域的能量分布至少分布于一个区域内。
5.根据权利要求1所述的一种任意频域形状实信号波形调制技术，其特征在于，所述步骤S2中的数字模拟转换器件的采样率应覆盖波形有限带宽频率所有范围。
6.根据权利要求1所述的一种任意频域形状实信号波形调制技术，其特征在于，所述步骤S3中的数字波形参数包括：数字波形的点数
Figure DEST_PATH_IMAGE009
、波形频率子载波个数
Figure DEST_PATH_IMAGE010
及子载波宽度
Figure DEST_PATH_IMAGE011
。
7.根据权利要求1所述的一种任意频域形状实信号波形调制技术，其特征在于，所述步骤S4中的频域正半轴的子载波为实信号正频域部分所对应的子载波；
所述子载波离散间隔相同，且幅度均为1。
8.根据权利要求1所述的一种任意频域形状实信号波形调制技术，其特征在于，所述步骤S5中的频域共轭对称原理为实信号波形的频域成分正负半轴相互共轭对称。
9.根据权利要求1所述的一种任意频域形状实信号波形调制技术，其特征在于，所述步骤S6中的完成OFDM调制为对所有子载波序列进行IDFT变换。
10.根据权利要求1所述的一种任意频域形状实信号波形调制技术，其特征在于，所述步骤S8中的实信号模拟波形为带有中心频率的波形。
CN202210573560.0A 2022-05-25 2022-05-25 一种任意频域形状实信号波形调制技术 Active CN114675236B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210573560.0A CN114675236B (zh) 2022-05-25 2022-05-25 一种任意频域形状实信号波形调制技术

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210573560.0A CN114675236B (zh) 2022-05-25 2022-05-25 一种任意频域形状实信号波形调制技术

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114675236A CN114675236A (zh) 2022-06-28
CN114675236B true CN114675236B (zh) 2022-08-23

Family

ID=82080539

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210573560.0A Active CN114675236B (zh) 2022-05-25 2022-05-25 一种任意频域形状实信号波形调制技术

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114675236B (zh)

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101064704B (zh) * 2006-04-27 2011-08-10 北京泰美世纪科技有限公司 一种多频点ofdm信号频率变换方法及装置
US8509324B2 (en) * 2008-07-08 2013-08-13 Qualcomm Incorporated Methods and systems for reducing PAPR of an OFDM signal
US20110054827A1 (en) * 2009-08-26 2011-03-03 Advantest Corporation, a Japanese Corporation Test apparatus and method for modulated signal
CN107064898B (zh) * 2017-04-14 2020-07-10 电子科技大学 微动目标正交极化雷达波形的生成方法
CN109116306B (zh) * 2018-07-26 2022-11-04 河海大学 多载波宽带信号的发射数字波束形成方法
CN112235222A (zh) * 2020-01-21 2021-01-15 南京新频点电子科技有限公司 一种基于ofdm干扰信号调制装置及调制方法
CN112068081B (zh) * 2020-09-10 2022-07-12 西安电子科技大学 基于循环前缀的ofdm频率捷变发射信号设计方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN114675236A (zh) 2022-06-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105141560B (zh) 一种多制式信号模拟装置及方法
RU2234199C2 (ru) Способ и устройство для уменьшения отношения максимальной мощности к средней в системах цифрового вещания
CA2571028A1 (en) Method of obtaining spectral voids in the transmission of signals over the electric network
US8897351B2 (en) Method for peak to average power ratio reduction
Gu et al. Embedding communication symbols into radar waveform with orthogonal FM scheme
CN107395294A (zh) 一种发射机射频非理想特性矫正方法
CN114675236B (zh) 一种任意频域形状实信号波形调制技术
CN103595677B (zh) 通信系统中信标信号的生成方法及装置
US6268818B1 (en) Method and apparatus for improving modulation accuracy
US8159280B2 (en) Noise generator
Neelam et al. Error performance of OTFS in the presence of IQI and PA nonlinearity
CN112217579B (zh) 一种误差矢量幅度可调的矢量信号产生及装置
CN103346792B (zh) 消除模数转换中时钟抖动的方法、装置及数字预失真方法
US20100128811A1 (en) Apparatus and method for producing a signal to reduce the par in a multicarrier system
US9313055B2 (en) Transmitter linearization
DE602004011117T2 (de) Spitzenwertverringerung für ofdm mittels begrenzung und geänderter konstellationen
Cottais et al. Spectral regrowth analysis at the output of a memoryless power amplifier with multicarrier signals
CN113489665B (zh) 一种雷达通信一体化系统中降低峰均功率比的方法
CN111371722B (zh) 针对5g nr带内调制信号实现预失真补偿处理的方法
Keerthana et al. FPGA implementation of FBMC baseband modular for 5G wireless communication
Singh et al. Implementation of OFDM and other multicarrier modulations on SDR
Guan et al. Estimation and correction of I/Q imbalance in wideband zero-IF receiver
Grimwood et al. Robustness of FDM-FDCP modulation to phase noise in millimeter wave systems
KR20040018255A (ko) 대역 외 간섭을 제한하는 송신 디바이스
Kahn Analysis of a limiter as a variable-gain device

Legal Events

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