一種處理線性調(diào)頻信號(hào)的方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及無(wú)線通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種處理線性調(diào)頻信號(hào)的方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 線性調(diào)頻（Linear Frequency Modulation，LFM)信號(hào)是一種在雷達(dá)中被廣泛使 用的信號(hào)類型，隨著線性調(diào)頻信號(hào)的相關(guān)技術(shù)在民用領(lǐng)域逐漸普及，需要不斷發(fā)展線性調(diào) 頻信號(hào)的采集技術(shù)。尤其是最近十年內(nèi)發(fā)展起來的壓縮感知（Compressive Sensing，CS) 理論為線性調(diào)頻信號(hào)的采集提供了一種新的思路，在具體應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)為模擬/信息轉(zhuǎn)換器 (Analog-to-Information Convertor，AIC)，能夠以遠(yuǎn)低于信號(hào)奈奎斯特速率的信號(hào)采集 及信息重構(gòu)。在這其中，奈奎斯特折疊接收器（Nyquist Folding Receiver，NYFR) -種可行 性較高的采樣方案，它利用信號(hào)的時(shí)頻特性，通過混頻的方法將高頻信號(hào)的時(shí)頻特性轉(zhuǎn)移 到低頻信號(hào)的時(shí)頻折疊特性，再通過數(shù)字信號(hào)處理的方法獲取原始信號(hào)特殊的參數(shù)信息， 只需要單片低速ADC即可實(shí)現(xiàn)對(duì)高速信號(hào)的采樣，并且信息重構(gòu)過程較簡(jiǎn)單。目前的幾種 基于NYFR進(jìn)行LFM信號(hào)采集的方案主要包括：1、基于本振同步的NYFR采集LFM信號(hào)的方 案，該方案利用直接數(shù)字合成器(^Direct Digital Synthesizer，DDS)產(chǎn)生一個(gè)復(fù)雜的輔助 LFM信號(hào)，但是在數(shù)字信號(hào)處理部分復(fù)雜度較高，需要占用系統(tǒng)較多的運(yùn)算處理資源，為了 保證信號(hào)采集的穩(wěn)定性，需要額外增加硬件設(shè)備，提高了成本；2、多分量LFM參數(shù)估計(jì)，該 方案克服了 NYFR在不能提取初始相位信息等缺點(diǎn)。Ke將編碼機(jī)制引入NYFR中，使用偽魏 格納分布的參數(shù)估計(jì)方法估計(jì)LFM信號(hào)的參數(shù)，但是依然存在數(shù)據(jù)處理部分復(fù)雜度較高的 問題，占用運(yùn)算處理資源較多，為了保證信號(hào)采集的穩(wěn)定性，需要額外增加硬件設(shè)備，提高 了成本；3、基于雙ADC結(jié)構(gòu)的NYFR結(jié)構(gòu)采集LFM信號(hào)的方案，使用兩路正弦調(diào)頻信號(hào)作為 本振基準(zhǔn)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)多分量的LFM信號(hào)進(jìn)行參數(shù)檢測(cè)。但是這種方法對(duì)基準(zhǔn)信號(hào)的同步 及本振信號(hào)的精度要求非常高，并且需要兩個(gè)ADC采集信號(hào)，提高了成本。
[0003] 由此可見，目前的基于NYFR進(jìn)行LFM信號(hào)采集的方案都存在方案復(fù)雜、硬件成本 較高的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的實(shí)施例提供一種處理線性調(diào)頻信號(hào)的方法及系統(tǒng)，能夠降低基于NYFR 進(jìn)行LFM信號(hào)采集的方案的復(fù)雜程度，降低硬件成本。
[0005] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案：
[0006] 第一方面，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種處理線性調(diào)頻信號(hào)的方法，所述方法用于一 種處理線性調(diào)頻信號(hào)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)至少包括信號(hào)接收模塊、直接數(shù)字合成器DDS、模擬 /數(shù)字轉(zhuǎn)換器ADC、數(shù)字信號(hào)處理器DSP、離散Chirp傅里葉變換模塊DCFT，所述方法包括：
[0007] 所述信號(hào)接收模塊接收線性調(diào)頻信號(hào)，并接收所述DDS生成的本振信號(hào)；
[0008] 對(duì)所述線性調(diào)頻信號(hào)和所述本振信號(hào)進(jìn)行混頻處理并獲取低頻信號(hào)；
[0009] 通過所述ADC對(duì)所述低頻信號(hào)進(jìn)行采樣得到離散數(shù)字序列，并由所述DSP根據(jù)所 述離散數(shù)字序列得到數(shù)字序列；
[0010] 根據(jù)所述數(shù)字序列獲取所述線性調(diào)頻信號(hào)的估計(jì)值。
[0011] 第二方面，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種處理線性調(diào)頻信號(hào)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)至少包 括信號(hào)接收模塊、直接數(shù)字合成器DDS、模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器ADC、數(shù)字信號(hào)處理器DSP、離散 Chirp傅里葉變換模塊DCFT ;所述信號(hào)接收模塊與所述ADC連接，所述ADC分別與所述DDS 和所述DSP連接，所述DCFT運(yùn)行在所述DSP上；
[0012] 所述信號(hào)接收模塊，用于接收線性調(diào)頻信號(hào)；
[0013] 所述DDS，用于生成的本振信號(hào)；
[0014] 所述ADC，用于在所述線性調(diào)頻信號(hào)和所述本振信號(hào)被混頻處理并獲取低頻信號(hào) 后，對(duì)所述低頻信號(hào)進(jìn)行采樣得到離散數(shù)字序列；
[0015] 所述DSP，用于根據(jù)所述離散數(shù)字序列得到數(shù)字序列；
[0016] 所述DCFT，用于根據(jù)所述數(shù)字序列獲取所述線性調(diào)頻信號(hào)的估計(jì)值。
[0017] 本發(fā)明實(shí)施例提供的處理線性調(diào)頻信號(hào)的方法及系統(tǒng)，對(duì)接收到的線性調(diào)頻信號(hào) 進(jìn)行混頻處理并獲取低頻信號(hào)，再通過所述ADC對(duì)所述低頻信號(hào)進(jìn)行采樣得到離散數(shù)字序 列，并由所述DSP根據(jù)所述離散數(shù)字序列得到數(shù)字序列，之后根據(jù)所述數(shù)字序列獲取所述 線性調(diào)頻信號(hào)的估計(jì)值。使得本發(fā)明方案能夠應(yīng)用在單ADC結(jié)構(gòu)的LFM信號(hào)采集系統(tǒng)中， 并且分析計(jì)算的流程簡(jiǎn)單，降低了方案的復(fù)雜度，減少了運(yùn)算處理資源的占用，從而在實(shí)現(xiàn) 對(duì)于線性調(diào)頻信號(hào)的分析處理的同時(shí)減少硬件成本。
【附圖說明】
[0018] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的 附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng) 域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附 圖。
[0019] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種處理線性調(diào)頻信號(hào)的方法的流程圖；
[0020] 圖2、3、4、5為本發(fā)明實(shí)施例提供的具體實(shí)例的示意圖；
[0021] 圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的處理線性調(diào)頻信號(hào)的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于 本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它 實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0023] 本發(fā)明實(shí)施例提供一種處理線性調(diào)頻信號(hào)的方法，所述方法用于一種如圖1所示 的處理線性調(diào)頻信號(hào)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)中至少包括信號(hào)接收模塊、直接數(shù)字合成器DDS、模 擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器ADC、數(shù)字信號(hào)處理器DSP、離散Chirp傅里葉變換模塊DCFT。處理線性調(diào) 頻信號(hào)的系統(tǒng)中的各元件可以采取如圖6所示的連接方式。如圖1所示，本發(fā)明的處理線 性調(diào)頻信號(hào)的方法包括：
[0024] 101，所述信號(hào)接收模塊接收線性調(diào)頻信號(hào)，并接收所述DDS生成的本振信號(hào)。
[0025] 102,對(duì)所述線性調(diào)頻信號(hào)和所述本振信號(hào)進(jìn)行混頻處理并獲取低頻信號(hào)。
[0026] 103,通過所述ADC對(duì)所述低頻信號(hào)進(jìn)行采樣得到離散數(shù)字序列，并由所述DSP根 據(jù)所述離散數(shù)字序列得到數(shù)字序列。
[0027] 104,根據(jù)所述數(shù)字序列獲取所述線性調(diào)頻信號(hào)的估計(jì)值。
[0028] 通常的ADC采樣速率低，現(xiàn)有的線性調(diào)頻信號(hào)的檢測(cè)方案需要ADC的采樣速率不 低于信號(hào)最高頻率的兩倍，例如：在本實(shí)施例中最小ADC采樣速率為24+ y t，而本文的方 案需要的采樣速率為fs，且（fs<< 2f fyt)，而低速的采樣速率使得本方案在電路設(shè)計(jì)、 信號(hào)傳輸和處理等方面更加簡(jiǎn)單且易于實(shí)現(xiàn)。而信號(hào)處理部分的關(guān)鍵在于DCFT的實(shí)現(xiàn)及 譜峰搜索，由于DCFT和DFT的定義十分近似，而DFT在DSP中有快速實(shí)現(xiàn)方法，因此在FFT 的基礎(chǔ)上對(duì)相關(guān)乘法權(quán)值進(jìn)行改變即可實(shí)現(xiàn)DCFT，使得信號(hào)處理部分結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)起來更為簡(jiǎn) 單，降低了方案的復(fù)雜度，也減少硬件成本。由此可見本發(fā)明實(shí)施例提供的處理線性調(diào)頻信 號(hào)的方法，對(duì)接收到的線性調(diào)頻信號(hào)進(jìn)行混頻處理并獲取低頻信號(hào)，再通過所述ADC對(duì)所 述低頻信號(hào)進(jìn)行采樣得到離散數(shù)字序列，并由所述DSP根據(jù)所述離散數(shù)字序列得到數(shù)字序 列，之后根據(jù)所述數(shù)字序列獲取所述線性調(diào)頻信號(hào)的估計(jì)值。使得本發(fā)明方案能夠應(yīng)用在 單ADC結(jié)構(gòu)的LFM信號(hào)采集系統(tǒng)中，并且分析計(jì)算的流程簡(jiǎn)單，降低了方案的復(fù)雜度，減少 了運(yùn)算處理資源的占用，從而在實(shí)現(xiàn)對(duì)于線性調(diào)頻信號(hào)的分析處理的同時(shí)減少硬件成本。
[0029] 在本實(shí)施例中，101具體可以實(shí)現(xiàn)為：
[0030] 1011，所述信號(hào)接收模塊接收的線性調(diào)頻信號(hào) } A表示所述線性調(diào)頻信號(hào)的幅度，4表示起始頻率，y表示調(diào)頻率，9。表示初始相位，n(t) 表示所述線性調(diào)頻信號(hào)所含的高斯白噪聲，表示所述線性調(diào)頻信號(hào)的起始頻率y表 示所述線性調(diào)頻信號(hào)的調(diào)頻率u，所述線性調(diào)頻信號(hào)的帶寬小于f s;
[0031] 1012,所述DDS生成的本振信號(hào)
其中， 0 (t)表示正弦調(diào)頻信號(hào)，m表示組成所述本振信號(hào)的調(diào)制信號(hào)的數(shù)量。
[0032] 其中，本振信號(hào)實(shí)際是由M個(gè)調(diào)制