[发明专利]一种基于欠采样的电子侦察宽带数字接收信号处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子侦察宽带数字接收领域中雷达信号的数字处理方法。 

背景技术

宽带数字接收机技术是电子侦察领域的一个热门课题，随着处理带宽的增大，对AD的采样率和后续数字信号处理能力的要求也增加，这在工程实现上带来困难。 

目前电子侦察宽带数字接收机的处理对象通常是复信号(如数字信道化接收机，见文献[1-4])，如果被采样信号是I、Q两路互相正交的复信号，那么接收机的系统处理带宽等于两路AD的采样速率。但是接收到的雷达信号为单路的实信号，在系统处理带宽较大的时候(特别对于1GHz以上时)，将实信号转换为复信号存在较大的难度：用模拟器件将宽带内的实信号转换为正交两路复信号，其幅相一致性很难达到后端处理的要求；而用数字的方法做正交变换，在硬件中将会消耗过多的逻辑资源，使得正交化和信号处理不能同时在一片器件中完成，增加了工程实现的难度。如果接收信号实信号，那么根据耐奎斯特采样定律，其处理带宽只有AD器件采样频率的一半。 

宽带数字接收机是电子侦察数字接收机的发展方向，其特点就是在现有的电子器件水平的基础上，尽可能地提高接收机的处理带宽(目前对接收机的处理带宽要求往往在1GHz以上)。随着对接收机处理带宽要求的日益加大，用模拟器件将宽带实信号转换为复信号的工作难度很大，而用数字的方法做正交变换又不适合复杂度较高的工程实现，因此在这种情况下，接收机只能对单路的实信号进行处理，其处理带宽受到AD器件采样频率的制约，只能达到AD器件采样频率的一半。因此，找到一种在工程较为可行的方法，在避免使用复信号的前提下，使得接收机的处理带宽能够突破AD器件采样频率的一半，并尽量提高处理带宽，成为电子侦察宽带数字接收机急待解决的重点问题。 

参考文献 

[1]徐文明.数字信道化接收机的FPGA实现[D].南京航空航天大学硕士学位论文，2005. 2. 

[2]王旭东.基于FPGA的雷达信号侦察数字接收机关键技术研究[D].南京航空航天大学博士学位论文，2007.12. 

[3]张棪棪.数字信道化接收机的研究与FPGA实现[D].南京航空航天大学硕士学位论文，2006.12. 

[4]张鑫鑫.基于梳状滤波器的宽带数字接收机研究与FPGA实现[D].南京航空航天大学硕士学位论文，2008.12. 

[5]Winograd S.On Computing the Discrete Fourier Transform[J].Proc.Nat.Acad.Sci.USA0，1976，73(4)：1005-1006. 

发明内容

本发明的目的就是提出一种基于欠采样的电子侦察宽带数字接收信号处理方法，通过对实信号进行处理，可以使得字接收机的处理带宽达到AD的采样频率，这样，比以往的数字接收机的处理带宽增加了一倍(以往数字接收机的处理带宽仅为AD器件的采样频率的一半)，满足在电子侦察领域对宽带接收的需求。 

本发明为实现上述目的，采用如下技术方案： 

本发明基于欠采样的电子侦察宽带数字接收信号处理方法，其特征在于包括如下步骤： 

(1)确定接收机的系统带宽f_b，并选择两个采样频率分别为f_s1＝f_b和f_s2＞f_b的采样AD； 

(2)根据时间分辨率和频率分辨率确定对两个AD采集信号做FFT的点数N； 

(3)根据FGPA的时钟频率范围，确定每路AD输出数据的路数P； 

(4)用实验的方式统计接收机的系统噪声的方差σ²； 

(5)根据步骤(4)所述的接收机的系统噪声的方差σ²得到第一采样AD的频谱检测门限为 第二采样AD的频谱检测门限为 

(6)根据Winograd算法分别对两路AD采集信号做P×(N/P)点FFT运算，得到第一采样AD的第一频率谱和第二采样AD的第二频率谱； 

(7)分别对步骤(6)所述的两个频率谱求模；