基于調制寬帶轉換器的頻譜分辨率研究

黃 振，柏正堯 ，郭少杰

(1. 云南大學信息學院，云南 昆明 650500；2. 中國科學院云南天文臺，云南 昆明 650216)

頻譜分析是信號處理的重要技術手段之一，通過對頻譜構成和分布進行分析，可以獲取信號的關鍵特征。針對高頻窄帶信號，在滿足香農采樣定理的前提下，我們采用較高速率模數轉換器對信號采樣并進行樣本數據分析。目前，最高速率的模數轉換器無法滿足頻譜分析的需求，因此，研究人員對信號的結構和特點進行分析，針對自身或通過數學變換后具有稀疏性質的信號，提出了壓縮感知理論[1-2]。壓縮感知理論主要包含前端的壓縮采樣系統和后端的信號重構兩部分，相比傳統的采樣技術，壓縮感知理論將采樣和壓縮合二為一，降低了采樣速率、數據傳輸帶寬，節省了存儲空間。近幾年，壓縮感知的研究內容為重構算法的改進和實際應用。在實際應用的誤差允許范圍內，壓縮感知相關理論能以較低的采樣速率對稀疏信號進行亞奈奎斯特采樣，并完美地重構輸入信號。但針對高頻窄帶信號處理的壓縮感知理論指導實際的應用研究不足，在理論研究中的輸入信號模型是時域長度設定好的信號序列，即頻譜的分辨率也設定好了，未能有效地指導實際應用中如何提高信號頻譜的分辨率。

在天文觀測中，射電天文信號的譜線觀測是研究宇宙的重要方式，通過對譜線進行分析可以診斷天體的基本物理條件，如動能溫度、總粒子數密度、速度、磁感應強度等[3]。……