中頻數字化接收機的數字信號處理技術分析

褚秀春

摘 要：無線通信是當前社會重要的通信形式之一，已經應用到很多領域中。如今數字信號處理技術發展迅速，原有的接收設備和信息技術社會的需要不符，難以滿足日益發展的需要。本文通過對中頻數字化接收機信號處理相關問題的研究和深入分析，提出創新理論，以為相關領域研究提供參考和借鑒，促進中頻數字化接收機信號處理技術的發展。

關鍵詞：中頻數字化接收機；數字雷達；數字信號處理技術

1990年開始，無線電逐漸發展起來，建立了有很多特點的硬件平臺，如開放性、模塊化、標準化等等。隨著技術的發展和提高，中頻數字化接收機出現在人們的視野中，主要利用軟件無線電，結合中頻進行信號采樣，實現信息的快速、優質溝通和交流，如今已經被應用到很多領域中，如加工業、傳播業、運輸業等等。以下對其進行深入分析。

1 數字信號處理

數字信號處理主要是對信號進行搜集、改變、過濾、估值、強化、壓縮、辨別等一系列的處理。其構成理論有A/D技術、離散系統研究、信號估值、濾波技術、信號建模、算法等[1]。目前，數字信號處理方式主要有①應用軟件模擬計算；②應用單片機處理信號；③利用變成DSP芯片處理。

2 接收機硬件平臺

中頻數字化接收機運行中先將收到的信號輸入到模數轉換設備中（A/D），在采集樣本后改變模數（采樣速度單位為赫茲Hz）；將其中出現的數字信號放到PDC中加以處理（可編程變頻設備），再將頻譜傳運到基帶信號；然后進行按個濾波，讓寬帶到達預定數值；并把采樣頻率依次減少，利用各種軟件模塊處理信號，如DSP信號在被處理后，得到音頻信號，由此實現解調、增益的效果[2]。

3 中頻數字化接收機數字信號處理

3.1 通道模擬

在接收信號后將其加以放大處理（利用低噪聲放大設備），主要因為混頻設備對輸入的信息有一定的規定和標準。其后將信息和可變本振信號共同混合，得到頻率的差距，并得出中頻信息。在利用窄帶濾波設備將頻率增加后，達到A/D轉換設備要求的標準信號頻率值。

3.2 抽取濾波技術

3.2.1 數字混頻設備

通常將實際信號輸入到設備中，數字混頻設備能夠應用兩個實數乘法設備完成。用中頻信號乘以正余弦信號（NCO發出的）以使頻譜下移。僅僅利用低筒濾波設備即可將需要的信號得出。

3.2.2 抽取濾波

抽取慮波時，如果利用濾波設備（單級）就需要保證渡帶傾斜度較大，但會導致相關的計算程序較多，耗費大量的時間，完成難度較高。所以可先將實際信號簡單地過濾，保證發揮出抗混疊濾的作用，隨后抽樣過濾，提取信號。這樣就簡化了計算過程，操作起來并不是非常復雜[3]。

3.3 A/D采樣

A/D采樣主要有3種方法：①過采樣。其在信號頻率最大值與1/2的中間存在緩沖區域，無須過多地要求抗諧波斜度。同時，過采樣能夠避免出現太多的噪聲。但是應用此方法，須采集低頻率信號的樣本，其技術要求比較高。并且采樣后出現的數據比較多，需要極大容量的數據輸入輸出量，之后的處理過程較為煩瑣。②Nyquist采樣。Nyquist采樣主要利用較為平均的采樣值進行信號處理，對于信號的要求關鍵位帶寬值和時間間隔有一定的限制（帶寬為0～fh，間隔≤0.5fh）。此方法在應用過程中能夠確保最初的信號恢復位置，時間比較精準，要求技術非常高。③帶通采樣。要求采樣率≥2B（信號帶寬的2倍），防止信號頻譜重復[4]。

3.4 AGC控制

AGC控制環節比較重要。中頻接收機運行過程中一定要保證信號非常強。而AGC控制技術能夠幫助提高信號接收成功率，防止信號過強導致運輸不佳或者無法看清等問題，提高信號變化的穩定性。具體在模擬AGC信號后U（電壓）通過D/A變化成模擬U，以控制窄帶信號放大設備的增益，很大程度上保證了信號幅度的穩定性。而AGC數字通常調整性能較高，能夠保證DSP中輸入的信號比較真實。其變頻設備控制的參數有4個（如輸出額定值，最大、小增益，控制斜率等等）。

4 結束語

中頻數字化接收機的數字信號處理技術通過對信號的處理，將各種計算方法加以評估后，挑選最為有效的方法，應用相關的處理設備進行處理，很大程度上提高了處理效率，降低了難度，并且保證了信號的穩定性。隨著信息技術的發展，應加強對高速數據搜集處理技術的研究，發展硬件技術，以此提高技術實力，優化中頻數字接收機性能，保證更好地對數字信號進行處理。

參考文獻

[1]朱艷紅.基于FPGA的中頻信號數字處理的技術實現[J].艦船電子對抗，2013，10（6）：46-51.

[2]曾兆敏，彭正松.數字下變頻器HSP50216及其在中頻數字化接收機中的應用[J].科技資訊，2010，9（13）：14-15.

[3]馮立，姚遠程，張胡平.運用多速率處理技術實現軟件無線電接收機的數字解調[J].西南科技大學學報，2011，2（8）：28-32.

[4]羅麗，黃勇.二次雷達數字接收機的中頻帶通采樣和數字正交解調及其實現[J].光盤技術，2012，7（4）：30-31.

（作者單位：國家新聞出版廣電總局725臺）