[发明专利]基于双线性变换的超宽带线性调频信号采样方法

权利要求书

1.一种基于双线性变换的超宽带线性调频信号采样方法，包括如下步骤：

(1)产生本振信号：

(1a)设置模拟超宽带线性调频信号的调频斜率，载频，初始频率和脉冲宽度；

(1b)将设置的模拟超宽带线性调频信号的载频传入超外差接收机的本振，产生下变频所需要的本振信号；

(2)检波：

(2a)将超外差接收机当前接收的模拟超宽带线性调频信号和本振信号传入超外差接收机的混频器进行下变频，得到下变频信号；

(2b)将下变频信号通过带通滤波器进行带通滤波，得到中频信号；

(2c)将中频信号经过中频放大器，得到放大的中频信号；

(2d)将放大的中频信号用分路器分为两路，一路送入检波器进行检波，另一路送入混频器；

(2e)当检波器检测到放大的中频信号时，输出到达时间控制信号；

(3)合成参考信号：

(3a)对模拟超宽带线性调频信号的调频斜率取反，得到模拟超宽带线性调频信号的调频斜率负值；

(3b)将模拟超宽带线性调频信号的调频斜率负值、载频和初始频率传入直接数字频率合成器，合成参考信号；

(4)进行解线性调频变换：

(4a)当到达时间控制信号为高电平时，将传入混频器的中频信号和参考信号进行解线性调频变换，得到解线性调频变换后的信号；

(4b)将解线性调频变换后的信号通过低通滤波器进行低通滤波，得到窄带信号；

(5)低速采样：

(5a)将采样率的最小值设置为窄带信号的带宽值；

(5b)在高于采样率最小值且低于两倍采样率最小值的范围内，设置低速模数转换器的采样率；

(5c)利用低速模数转换器对窄带信号进行正交采样，得到数字信号；

(6)插值：

利用辛克插值法，对数字信号进行插值，得到插值后的信号；

(7)合成共轭参考信号：

将模拟超宽带线性调频信号的调频斜率，载频和初始频率传入直接数字频率合成器，合成共轭参考信号；

(8)进行线性调频变换：

将插值后的信号和共轭参考信号进行线性调频变换，得到数字的超宽带线性调频信号。

2.根据权利要求1所述的基于双线性变换的超宽带线性调频信号采样方法，其特征在于：步骤(5a)所述窄带信号的带宽是按照下式计算得到：

B＝|γ₀Δt|+|Δf|+Δγτ|

其中，B表示窄带信号的带宽，γ₀表示模拟超宽带线性调频信号的调频斜率，Δt表示模拟超宽带线性调频信号到达时间的估计误差，Δt的取值范围为[20，50]纳秒，Δf表示模拟超宽带线性调频信号载频的估计误差，Δf的取值范围为(0，10]兆赫兹，Δγ表示模拟超宽带线性调频信号调频斜率的估计误差，Δγ的取值范围为(0，5×10¹¹)赫兹每秒，τ表示模拟超宽带线性调频信号的脉冲宽度。

3.根据权利要求1所述的基于双线性变换的超宽带线性调频信号采样方法，其特征在于：步骤(6)所述辛克插值法的公式如下：

x(t)=sin(πt)2NΣn=LMxn(-1)n[(-1)N+1tan(πt-n2N)+cot(πt-n2N)]]]>

其中，x(t)表示插值后的信号，π表示圆周率，N表示数字信号序列的长度，t表示插值时间，t的最大取值为数字信号序列的长度与模拟超宽带线性调频信号载频的比值，L表示插值的初始位置，L的取值为大于等于0的整数，M表示插值的结束位置，M的取值为大于等于0的整数，L和M满足L+M＝N的条件，x_n表示数字信号序列中的第n个值，n表示当前插值位置，n的取值范围是[L，M]。