多通道幅相測試系統(tǒng)信號(hào)接收處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種多通道幅相測試系統(tǒng)信號(hào)接收處理方法，屬于通信系統(tǒng)信號(hào)接收 處理技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 在實(shí)際的相控陣天線系統(tǒng)中，由于存在著隨機(jī)的幅度與相位誤差，天線陣上各單 元激勵(lì)電流的幅度和相位不可能完全保持一致。引起這些隨機(jī)幅相誤差的原因很多，但是 不管是哪種原因引起的誤差，歸根結(jié)底都可以用幅相誤差來表示。能夠準(zhǔn)確的測量出幅相 信息的設(shè)備是天線系統(tǒng)中的重點(diǎn)。而在幅相測量系統(tǒng)中，接收端的信號(hào)處理方法則顯得至 關(guān)重要。
[0003] 對(duì)于一般的通用測試系統(tǒng)，如矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀，由于其接收端采用參考接收機(jī)與 測量接收機(jī)的處理方法，一般只能用于雙端口的幅相測量。對(duì)于多個(gè)通道之間的幅相關(guān)系 來說，用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀來測量，會(huì)有很繁瑣重復(fù)的測量過程，因此在多通道幅相測量的情 況下，應(yīng)該采用特定的方法去測量，其接收信號(hào)也應(yīng)該有相應(yīng)的處理方法去實(shí)現(xiàn)多通道情 況下的測量。
[0004] 對(duì)于通信系統(tǒng)來說，一般不太關(guān)心其幅度相位等信息。而測量系統(tǒng)中，信號(hào)的幅度 相位關(guān)系是非常重要的信息。在通信系統(tǒng)的信號(hào)處理過程中，某些過程可以有助于得到信 號(hào)的幅相關(guān)系。所以利用通信系統(tǒng)的信號(hào)處理方式，能簡便快捷地處理傳統(tǒng)測試設(shè)備繁瑣 的測量過程。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是為解決測量過程繁瑣重復(fù)的問題，提供一種多通道幅相測試系統(tǒng) 接收信號(hào)處理方法。接收端通過串并轉(zhuǎn)換、多路數(shù)字下變頻、多相濾波、根升余弦濾波、抽 取、數(shù)字匹配濾波以及捕獲等功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)于直接序列擴(kuò)頻碼分多址（DS-CDM)信號(hào)的幅 度相位測量，并且目前經(jīng)過驗(yàn)證該處理方法能在節(jié)省硬件資源的情況下達(dá)到很高的測量精 度。
[0006] 本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
[0007]一種多通道幅相測試系統(tǒng)信號(hào)接收處理方法，其信號(hào)處理流程如下：
[0008] 步驟一、信號(hào)采集端通過高速數(shù)模轉(zhuǎn)換（ADC)采樣、串并轉(zhuǎn)換后得到多路數(shù)字信 號(hào)，將采樣后的多路數(shù)字信號(hào)進(jìn)行正交下變頻。
[0009] 步驟二、將經(jīng)過正交下變頻以后的并行多路信號(hào)通過多相濾波器，濾除信號(hào)中混 雜的多余頻率分量，得到基帶信號(hào)。
[0010] 步驟三、基帶信號(hào)經(jīng)過抽取使得采樣速率下降到m倍chip速率后，送入根升余弦 濾波器，將根升余弦濾波器的輸出分別送入多路并行數(shù)字匹配濾波器組（DMF)，其中每一個(gè) 數(shù)字匹配濾波器對(duì)應(yīng)于一個(gè)波束分量的擴(kuò)頻碼。
[0011] 步驟四、在第i路匹配濾波器輸出信號(hào)進(jìn)行碼捕獲和尋找相關(guān)峰，得到第i個(gè)（i =1，2,…，n;n為總的待測波束數(shù)）波束的判決統(tǒng)計(jì)量序列Si (m)，對(duì)Si (m)做M次相干積 累，得到第i路波束分量的名義功率朽和名義相位也估值如下：
[0014] 步驟五、對(duì)全部n個(gè)待測波束按照步驟四的方法操作，取步驟四中名義功率最大 的一個(gè)波束為參考波束并分別記為名義功率Aef和名義相位多re/，則其他n_l個(gè)待測波束 的任意第j路用dB作單位的相對(duì)功率|^^dB和相對(duì)相位多y表示為：
[0017] 其中P/和多/分別表示步驟四種測得的各路波束分量的名義功率和名義相位。
[0018] 通過上述五個(gè)步驟，實(shí)現(xiàn)對(duì)于DS-CDMA信號(hào)的處理，并且測量出其中各個(gè)波束分 量的幅度和相位。
[0019] 有益效果
[0020] 本發(fā)明方法提高了電子測量系統(tǒng)對(duì)多路波束信號(hào)進(jìn)行并行處理的效率，能夠在接 收端達(dá)到較高的測量精度，并且有利于硬件實(shí)現(xiàn)。
【附圖說明】
[0021] 圖1是本發(fā)明中多通道幅相測試系統(tǒng)接收信號(hào)處理流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明和詳細(xì)描述。
[0023] 圖1是整個(gè)多通道幅相測試系統(tǒng)接收信號(hào)處理流程圖。輸入數(shù)據(jù)為經(jīng)過ADC采樣 的中頻或射頻信號(hào)，之后的信號(hào)處理方法包括數(shù)字下變頻，多相濾波，抽取濾波根升余弦濾 波，數(shù)字匹配濾波以及碼捕獲。
[0024] 由圖1可見，經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換（ADC)采樣后進(jìn)入FPGA的數(shù)字信號(hào)經(jīng)過串并轉(zhuǎn)換以 后，首先要進(jìn)行數(shù)字下變頻到基帶后進(jìn)行濾波，同時(shí)將采樣率降到基帶信號(hào)碼片速率的m 倍（m視具體設(shè)計(jì)而定，典型值為16、32)。在這里，采用直接數(shù)字頻率合成（DDS)對(duì)多個(gè)同 頻或非同頻的波束信號(hào)進(jìn)行正交數(shù)字下變頻，過程中只有DDS的頻率控制字發(fā)生變化。
[0025] 由于經(jīng)過串并轉(zhuǎn)換以后，信號(hào)由一路變?yōu)閚路，相應(yīng)的經(jīng)過正交數(shù)字下變頻后的 信號(hào)也是由n路信號(hào)組成，所以，需要通過多相濾波器對(duì)n路信號(hào)進(jìn)行濾波，濾除基帶信號(hào) 帶寬以外的雜波信號(hào)，此時(shí)，信號(hào)的采樣率仍然比較高，需要通過抽取濾波器將信號(hào)的采樣 率降至DS-CDMA信號(hào)chip速率的16倍。本實(shí)施例中，DS-CDMA信號(hào)chip速率為lOkcps， 經(jīng)過抽取濾波以后信號(hào)的采樣率被降至160ksample/s。在這種采樣率下，能夠在硬件內(nèi)部 對(duì)信號(hào)進(jìn)行各種處理。
[0026] 由于發(fā)送端的DS-CDMA信號(hào)采用的是根升余弦濾波器，故接收端也采用相同的根 升余弦濾波器去實(shí)現(xiàn)波形的匹配。根升余弦濾波器的輸出將被送入多路并行的DMF，每一 路DMF對(duì)相應(yīng)波束進(jìn)行碼捕獲和尋找相關(guān)峰，可得到每個(gè)波束的判決統(tǒng)計(jì)量序列Si (m)，再 按照
【發(fā)明內(nèi)容】
中所述的步驟對(duì)判決統(tǒng)計(jì)量序列Si (m)進(jìn)行處理，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)于DS-CDM信 號(hào)的處理，并且測量出其中各個(gè)波束分量的幅度和相位。
[0027] 以上所述為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，本發(fā)明不應(yīng)該局限于該實(shí)施例和附圖所公 開的內(nèi)容。凡是不脫離本發(fā)明所公開的精神下完成的等效或修改，都落入本發(fā)明保護(hù)的范 圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.多通道幅相測試系統(tǒng)信號(hào)接收處理方法，其特征在于：具體方法如下： 步驟一、信號(hào)采集端通過高速數(shù)模轉(zhuǎn)換采樣、串并轉(zhuǎn)換后得到多路數(shù)字信號(hào)，將采樣后 的多路數(shù)字信號(hào)進(jìn)行正交下變頻； 步驟二、將經(jīng)過正交下變頻以后的并行多路信號(hào)通過多相濾波器，濾除信號(hào)中混雜的 多余頻率分量，得到基帶信號(hào)； 步驟三、基帶信號(hào)經(jīng)過抽取使得采樣速率下降到m倍chip速率后，送入根升余弦濾波 器，將根升余弦濾波器的輸出分別送入多路并行數(shù)字匹配濾波器組，其中每一個(gè)數(shù)字匹配 濾波器對(duì)應(yīng)于一個(gè)波束分量的擴(kuò)頻碼； 步驟四、在第i路匹配濾波器輸出信號(hào)進(jìn)行碼捕獲和尋找相關(guān)峰，得到第i個(gè)波束的判 決統(tǒng)計(jì)量序列Si (m)，i= 1，2，…，n;n為總的待測波束數(shù)；對(duì)Si (m)做M次相干積累，得到 第i路波束分量的名義功率巧和名義相位屯估值如下：步驟五、對(duì)全部n個(gè)待測波束按照步驟四的方法操作，取步驟四中名義功率最大的一 個(gè)波束為參考波束并分別記為名義功率戶和名義相位多re/，則其他n_l個(gè)待測波束的任 意第j路用dB作單位的相對(duì)功率和相對(duì)相位?表示為：其中Py和(?分別表示步驟四種測得的各路波束分量的名義功率和名義相位； 通過上述五個(gè)步驟，實(shí)現(xiàn)對(duì)于DS-CDMA信號(hào)的處理，并且測量出其中各個(gè)波束分量的 幅度和相位。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種多通道幅相測試系統(tǒng)信號(hào)接收處理方法，屬于通信系統(tǒng)信號(hào)接收處理技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明方法中接收端通過串并轉(zhuǎn)換、多路數(shù)字下變頻、多相濾波、根升余弦濾波、抽取、數(shù)字匹配濾波以及捕獲等功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)于直接序列擴(kuò)頻碼分多址(DS-CDMA)信號(hào)的幅度相位測量，本發(fā)明方法提高了電子測量系統(tǒng)對(duì)多路波束信號(hào)進(jìn)行并行處理的效率，能夠在接收端達(dá)到較高的測量精度，并且有利于硬件實(shí)現(xiàn)。
【IPC分類】H04B17/20
【公開號(hào)】CN104967491
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510382340
【發(fā)明人】安建平, 王帥, 宋哲, 涂水平, 羅婧, 魯楠, 代計(jì)博, 楊驍
【申請(qǐng)人】北京理工大學(xué)
【公開日】2015年10月7日
【申請(qǐng)日】2015年7月2日