雷达数字中频接收机及数据处理系统.docx
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2022-07-11
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雷达数字接收机及数据处理系统
一、 前言
软件无线电的思想已在通信雷、达等领域进行了应用性研究并，取得了可喜的成果。
其高性能数字式接收系统中，常以高A速DC和高性能DSP为基础，以现代的先进信号
处理技术为核心。中频接收机中采用数字混频（法直接中频采样、数字下变频、数字I/Q
解调）或直接I/Q 采集法得到数字正交信号，降低了转换误差、得到了良好的幅度平衡
度和相位平衡度、提高了正交性、消除了零点漂移。这表明了在镜频抑制比上的明显优
势。
尽管如此，完全软件无线电尚未实用化究，其原因主要是接入瓶颈的限制即，ADC
很难在速度、分辨率、价格方面同时占优，高速、高分A D辨C 制作难度较大，导致在
要求极宽动态范围的多通道宽带接收机（使A用GC 会导致强信号压制弱信号的问题）
或雷达接收机中实用化的难度。
二、数字中频系统
欠采样原理可有效降低对中频的采样率现，代数字信号处理理论指出了A在DC有限
动态范围条件下提高系统信噪比SNR 的办法，先进的数字信号处理器技术为实现这种
算法提供了实现空间。目前，国内外同行已着手或正在进行这方面的研究和尝试。我们
要解决的主要问题是从直接中频采集中获得足够宽的动态范围，并研究合适的处理算法
以及获取性能足够高的信号处理器。
① 直接中频采集变换单元：
a) 根据Shannon通带采样原理[(2fo+B)/(K+1≤) fs≤(2fo-B)/K，且fs≥2B，K 为
任意正整数，则信号被不失真]采样
，采样率不必高于中频上边频的两倍，
这是 欠 采样原 理 。高采样率 将 ADC 的噪 声基底 Noise_Floor =
6.02N+1.76+10log(fs/分2)布到更宽的频带而被压得更低因，此在ADC允许
的条件下尽可能提高采样率将对噪声特性有利。
b) 高分辨率高速采集：宽的模拟信号输入带宽、低的采样时钟的相位抖动和
加颤（或称加扰）Dither 技术[可使噪声频谱扩展，噪声电平相对降低，相
应的会增加无杂散信号动态范围SFDR 和降低非线性误差DNL]是提高
ADC性能的关键，模/数隔离和有效的抗干扰措施是实A现DC高性能的保
证，二者既重要又艰难。
② 数字中频信号处理单元：
a) 在有限条件下提高系统动态范围A：DC自身的动态范围不能光靠提高分辨
率指标获得，并且分辨率也不能无限提高，因此只有依赖于从噪声中挖掘
信号的办法来提高动态范围，包括抽取处理增益、低信噪比处理增益和近
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