选题的背景和意义
随着无线电技术的不断发展和电子对抗程度的愈趋激烈，电子侦察所面临的电磁环境变得越来越复杂。为了能够侦察到更多有效的敌方信息，电子侦察接收机必须具有良好的频率分辨率、多信号同时处理能力、宽的频段覆盖性能等。基于软件无线电思想与技术的信道化数字接收机基本能够达到上述要求，并成为未来电子战接收机的发展趋势之一。数字信道化后，一方面降低了每个信道的采样率，便于后续处理；另一方面提高了信噪比，有利于调制信号的检测和解调。
最近几十年 , 随着 ADC 、数字信号处理 、微处理芯片和集成电路技术的飞速发展 ,使得信道化接收机的实现更为容易 ,且体积和复杂度不断降低 ,数字信道化接收机已经电子情报侦察 、电子对抗 、电子反对抗和电子支援等现代电子战中发挥着重要作用 , 而且软件无线电的发展也促进了信道化接收机技术的研究和发展 国外有关信道化接收机研究起步早 ,已经大量运用于各种电子战系统 ,而国内只到 2000 年以后才有相关信道化接收机研究 , 通过大量科研人员的努力 ,与国外技术的差距不断缩小 ,但由于在硬件水平上还很落后 , 数字信道化系统的研制水平落后国外 。
国内外研究现状
上个世纪 70 年代国外已经开始进行信道化技术的研究 ,早期的信道化接收机的各部分都是由模拟器件组成 ,信道均衡性差 、硬件消和体积随信道数目增加而急剧增加。随着 ADC 和集成电路技术的发展 ,上个世纪 90 年代数字接收机开始出现 ,信道化接收机的数字化逐渐成为信道化接收机的研究热点。到本世纪初 ,现代信息化战争的需求和软件无线电的发展促进了数字信道化接收机技术的研究。数字化是目前各种电子设备发展的必然趋势 ,具有良好的稳定性 ,能够完整的保存信号中的信息和够灵活的运用各种先进的数字信号处理技术,且通过各种集成电路和芯片实现的数字电路减小了系统的成本 、体积和功耗 ,因而未来电子战必然属于数字接收机。数字信道化接收机结合了信道化和数字化的优点 , 既具有信道化接收机的高的综合性能 , 又能够通过数字化提高接收机的稳定性和灵活性 ,减少接收机的功率消耗 、体积和成本 ,同时输出信号带宽小 , 降低了后端数据的处理速率。目前 ,国内外有关数字信道化接收机的电子战系统的公开文献较少，相关研究有:美国空军研究院的 James B Y Tsui 等人研究了基于 FFT(Fast Frequency Transform)数字信道化 、模拟下变频的中频数字信道化和 DFT(Discrete Frequency Transform)的瞬时测频数字信道化的接收机 ;美国海军研究院的ChengMing-Jen 研究了数字 ESM(Electronic Support Measures)信道化接收机的互调失真 ;美国加利福尼亚大学的Won Namgoong 等人进行了宽带中频数字信道化接收机技术研究及其信道误差分析 ;圣地亚哥州立大学Fredric J Harris 研究了基于 DFT 多相滤波结构的数字信道化接收机 ;西班牙马德里大学Lopez-Risueno G 等人研究了基于 FFT 和 STFT(Short-Time Fourier Transform)的 数 字 信 道 化 接 收 机;德 国 德 累 斯 顿 大 学的Hentschel T 对比分析了基于单通道 、DFT 滤波器组和Goertzel 滤波器组的数学信道化接收机的性能 ;新加坡南洋理工大学的 A P Vinod 等人研究了基于高效的数字非均匀滤波器组实现的数字信道化接收机 ;英国RF公司推出了多款面向无线通信的数字信道化内核 ,可实现大量子信道划分 ;HYPRES 公司为美国空军研制了一款采用超导电路实现的超宽带数字信道化接收机 。国内有关信道化接收机的研究起步比较晚 ,数字信道化接收机的相关研究在 2000 年后才有很大发展 :成都电子科技大学张嵘 、何伟等人进行了有关基于 FFT 、树形结构和 WOLA(Weighted overlap-add)的数字信道化接收机的研究 ;北京理工大学雷达技术研究所研制了采用 FPGA 的基于多相滤波结构的数字信道化侦察接收系统 ;哈尔滨工程大学的张文旭 、朱晓研究了无盲区的数字均匀信道化接收和动态信道化接收机结构 ;中国人民解放军信息工程大学的李冰分析了基于滤波器组的均匀信道化技术和非均匀信道化技术 ;国防科学技术大学李坡等人研究了数字信道化的一些基本结构并分析了其在信号侦察等环境中的应用 ;南京航空航天大学王旭东等人研制了基于 FPGA 的均匀数字信道化接收机 ;清华大学等研究人员也对数字信道化的一些基本结构进行了研究和分析 .由于电子战和无线电通信的发展需求 ,数字信道化接收机也在不断的发展完善中 ,国内外已经有上百篇相关学术论文和数十篇硕士 、博士论文发表。
数字信道化基本原理
采样定理
Nyquist采样定理:对一个频带限制在内的信号，如果以大于等于的频率对进行等间隔采样，则得到的时域离散信号其中称为采样间隔)能够正确恢复原信号。在频域上，采样将使原信号的频谱周期延拓并形成采样后数字信号的频谱，即若图 3.1为原信号x(t)的频谱，则采样后数字信号的频谱如图 3.2所示(图中)。
图 3.1 信号采样前频谱示意图
图 3.2 信号采样后频谱示意图
很明显，当时，的频谱会发生混叠。
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