该研究提出了一种基于多相滤波技术的高效数字信道化方案,适用于宽带信号处理和多通道接收系统,显著提高了阵列接收机的数据处理能力和灵活性。
传统的宽带阵列接收机通常采用多台单通道接收机并行工作或使用多个同步工作的通道来实现全频域覆盖的目的。前者增加了系统的成本,并且使整个系统保持同步变得复杂;后者在需要大量信道和高标准性能时,信号处理的难度及硬件实现代价较高。
基于多相滤波技术的数字信道化阵列接收机为解决上述问题提供了一种高效、低成本的技术方案。这种设计能够在单板上同时处理3路中频70 MHz且带宽为30 MHz的模拟信号,每个子信道仅25 kHz带宽,这有助于后续模块进行精细信号分类和处理。系统中的多相因子设定为8,确保了频率划分更加精确,并提供超过55 dB的带外抑制功能以保证信号纯净度。
该系统的时钟方案设计完善,在多个板连接的情况下可以满足阵列天线同步的需求。大部分数字信号处理任务在FPGA中完成,从而实现了低功耗、体积小和成本效益高的特点,同时具有较高的灵活性。图1展示了信道化阵列接收机的系统框图。
硬件电路是整个系统的基石部分,它包括将单端输入转换为差分输出并通过AD*5进行模数转化的过程。这些数字信号随后进入FPGA进行进一步处理,并且一部分数据通过PCI接口传输到个人计算机以展示信道化的结果。该设计采用102.4 MHz的晶体振荡器(晶振),结合高速时钟分配器件CY2309和倍频器件ICS8735,为AD转换器及FPGA提供稳定、同步的工作时钟。
在核心信号处理部分,多相滤波技术被广泛应用。每个分支上的独立滤波器对应特定的频率响应,并且当这些滤波器组合在一起后可以形成宽频带内的多个独立信道,从而实现全频域覆盖的目的。
基于多相滤波的数字信道化阵列接收机提供了一种先进的信号处理技术解决方案,克服了传统宽带阵列接收机在效率和精度上的局限性。这种设计适用于通信电子战中的快速跳频信号搜索以及雷达对抗中对捷变频雷达信号进行全概率截获的应用场景,并通过优化的硬件实现与FPGA集成提供了高效、紧凑且经济的方案选择。