宽带数字接收机的研究及实现

2．3．1 数字下变频DDC
A／D转换器的输出信号为LVDS形式，进入FPGA后需转换为单端信号。采用 Altera公司提供的模块完成信号转换。由于A／D转换器采用偏移二进制，需转换为补码形式。数字下变频是将高速率信号变成低速率基带信号，以便进一步作信号处理。典型的数字下变频采用乘法器和NCO实现，其缺点：A／D转换器需在高频下采样数字化；当采样速率很高时，后续数字低通滤波则成为瓶颈，特别是当滤波器阶数很高时：低通滤波后抽取，这意味着有很多经下变频和低通滤波后的数据都未被利用，浪费大量运算结果，运算效率低。因此，这里提出一种基于多相结构的高效宽带数字下变频结构，如图3正交变换的多相滤波实现图3所示。

具体实现：2倍抽取在A／D转换器内部通过DMUX完成，然后由符号转换将输人信号正负交替输出，利用加法器实现，加减可控制。
需输出原数据时，加减控制设为加法；需输出反相数据时，则设为减法，输出数据为零减去原数据。FPGA实现如图4所示。

2．3．2 多相信道化滤波器组
经下变频得到I，O两路信号，为得到较高的频率分辨率，采用信道化法。该方法的基本原理是将输入的全带信号进行频带分割，即把接收到的信号频段分解成若干个不同频段(又称子频段或子信道)，然后分别处理各子段。为得到更高的频率分辨率，各子频段可分别再进行第2次分割、第3次分割，直到满足频率分辨率的要求。由于该设计的接收机工作在中频，因此只需1次分割即可。
假设侦察系统接收的中频带宽为300 MHz，A/D转换器采样速率为600 MHz，带通采样，无模糊带宽为300 MHz，周期延拓后，中频带宽(300 MHz)落在其中的一个周期内，因此不会产生频率混叠现象。无模糊带宽(300 MHz)分为32个信道，输入分为实部和虚部。各信道带宽是9．375 MHz(300／32)。该系统设计采用基于DFT多相滤波器组的信道化滤波器技术，实现数字信道化滤波器。由于采用预先抽取方式，降低滤波运算的运算量。而IDFT可利用FFT实现。因此系统的数据率降低，实时性能很高。