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引言
現(xiàn)代雷達普遍采用相參信號來進行處理，而如何獲得高精度基帶數(shù)字正交(I，Q)信號是整個系統(tǒng)信號處理成敗的關(guān)鍵。傳統(tǒng)的做法是采用模擬相位檢波器來得到I、Q信號，其正交性能一般為：幅度平衡在2％左右，相位正交誤差在2°左右，即幅相誤差引入的鏡像功率在-34 dB左右。這樣的技術(shù)性能限制了信號處理器性能的提高。為此，近年來提出了對低中頻直接采樣恢復(fù)I、Q信號的數(shù)字相位檢波器。隨著高位、高速A／D的普遍應(yīng)用，數(shù)字相位檢波方法的實現(xiàn)已成為可能。
本文介紹了一種正交相干檢波方法，并給出了其FPGA的實現(xiàn)方案。
1 基本原理
1．1 中頻信號分解的基本原理
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其中，xI(t)、xQ(t)分別是s(t)的同相分量和正交分量。ω0為載頻，a (t)、φ(t)分別為包絡(luò)和相位。它們之間具有如下關(guān)系：
所構(gòu)成的復(fù)包絡(luò)信號為
，該信號包含了式(1)中的所有信息。
要對中頻信號進行直接采樣，首先要保證采樣后的頻譜不發(fā)生混疊。根據(jù)基本的采樣理論，即Nvquist采樣定理要求以不低于信號最高頻率兩倍的采樣速率對信號直接采樣，才能保證所得到的離散采樣值能夠準(zhǔn)確地確定信號。然而，如果信號的頻率分布在某一有限頻帶上，而且信號的最高頻率fH遠大于信號的帶寬，那么，此時若仍按Nyquist采樣率來采樣，則其采樣頻率就會很高，以致難以實現(xiàn)，或是后續(xù)處理的速度不能滿足要求。因此，此時就要用到帶通采樣理論。
所謂帶通采樣定理，即設(shè)一個頻率帶限信號選x(t)，其頻帶限制在(fL，fH)內(nèi)，此時，如果其采樣速率滿足：
式中，n取能滿足fs≥2(fH-fL)的最大正整數(shù)(O，1，2，……)，則用fs進行等間隔采樣所得到的信號采樣值就能準(zhǔn)確地確定原始信號。
式(4)中的fs用帶通中心頻率f0和頻帶寬度B可表示為：
其中，
，n為整數(shù)，且要求滿足fs≥2B，B為信號帶寬。
值得指出的是，上述帶通采樣定理適用的前提條件是：只允許在其中的一個頻帶上存在信號，而不允許在不同的頻帶上同時存在信號，否則將會引起信號混疊。
