一种处理线性调频信号的方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种处理线性调频信号的方法及系统。
【背景技术】
[0002] 线性调频（Linear Frequency Modulation，LFM)信号是一种在雷达中被广泛使 用的信号类型，随着线性调频信号的相关技术在民用领域逐渐普及，需要不断发展线性调 频信号的采集技术。尤其是最近十年内发展起来的压缩感知（Compressive Sensing，CS) 理论为线性调频信号的采集提供了一种新的思路，在具体应用中实现为模拟/信息转换器 (Analog-to-Information Convertor，AIC)，能够以远低于信号奈奎斯特速率的信号采集 及信息重构。在这其中，奈奎斯特折叠接收器（Nyquist Folding Receiver，NYFR) -种可行 性较高的采样方案，它利用信号的时频特性，通过混频的方法将高频信号的时频特性转移 到低频信号的时频折叠特性，再通过数字信号处理的方法获取原始信号特殊的参数信息， 只需要单片低速ADC即可实现对高速信号的采样，并且信息重构过程较简单。目前的几种 基于NYFR进行LFM信号采集的方案主要包括：1、基于本振同步的NYFR采集LFM信号的方 案，该方案利用直接数字合成器(^Direct Digital Synthesizer，DDS)产生一个复杂的辅助 LFM信号，但是在数字信号处理部分复杂度较高，需要占用系统较多的运算处理资源，为了 保证信号采集的稳定性，需要额外增加硬件设备，提高了成本；2、多分量LFM参数估计，该 方案克服了 NYFR在不能提取初始相位信息等缺点。Ke将编码机制引入NYFR中，使用伪魏 格纳分布的参数估计方法估计LFM信号的参数，但是依然存在数据处理部分复杂度较高的 问题，占用运算处理资源较多，为了保证信号采集的稳定性，需要额外增加硬件设备，提高 了成本；3、基于双ADC结构的NYFR结构采集LFM信号的方案，使用两路正弦调频信号作为 本振基准信号，实现对多分量的LFM信号进行参数检测。但是这种方法对基准信号的同步 及本振信号的精度要求非常高，并且需要两个ADC采集信号，提高了成本。
[0003] 由此可见，目前的基于NYFR进行LFM信号采集的方案都存在方案复杂、硬件成本 较高的问题。
【发明内容】
[0004] 本发明的实施例提供一种处理线性调频信号的方法及系统，能够降低基于NYFR 进行LFM信号采集的方案的复杂程度，降低硬件成本。
[0005] 为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
[0006] 第一方面，本发明的实施例提供一种处理线性调频信号的方法，所述方法用于一 种处理线性调频信号的系统，所述系统至少包括信号接收模块、直接数字合成器DDS、模拟 /数字转换器ADC、数字信号处理器DSP、离散Chirp傅里叶变换模块DCFT，所述方法包括：
[0007] 所述信号接收模块接收线性调频信号，并接收所述DDS生成的本振信号；
[0008] 对所述线性调频信号和所述本振信号进行混频处理并获取低频信号；
[0009] 通过所述ADC对所述低频信号进行采样得到离散数字序列，并由所述DSP根据所 述离散数字序列得到数字序列；
[0010] 根据所述数字序列获取所述线性调频信号的估计值。
[0011] 第二方面，本发明的实施例提供一种处理线性调频信号的系统，所述系统至少包 括信号接收模块、直接数字合成器DDS、模拟/数字转换器ADC、数字信号处理器DSP、离散 Chirp傅里叶变换模块DCFT ;所述信号接收模块与所述ADC连接，所述ADC分别与所述DDS 和所述DSP连接，所述DCFT运行在所述DSP上；
[0012] 所述信号接收模块，用于接收线性调频信号；
[0013] 所述DDS，用于生成的本振信号；
[0014] 所述ADC，用于在所述线性调频信号和所述本振信号被混频处理并获取低频信号 后，对所述低频信号进行采样得到离散数字序列；
[0015] 所述DSP，用于根据所述离散数字序列得到数字序列；
[0016] 所述DCFT，用于根据所述数字序列获取所述线性调频信号的估计值。
[0017] 本发明实施例提供的处理线性调频信号的方法及系统，对接收到的线性调频信号 进行混频处理并获取低频信号，再通过所述ADC对所述低频信号进行采样得到离散数字序 列，并由所述DSP根据所述离散数字序列得到数字序列，之后根据所述数字序列获取所述 线性调频信号的估计值。使得本发明方案能够应用在单ADC结构的LFM信号采集系统中， 并且分析计算的流程简单，降低了方案的复杂度，减少了运算处理资源的占用，从而在实现 对于线性调频信号的分析处理的同时减少硬件成本。
【附图说明】
[0018] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的 附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领 域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附 图。
[0019] 图1为本发明实施例提供的一种处理线性调频信号的方法的流程图；
[0020] 图2、3、4、5为本发明实施例提供的具体实例的示意图；
[0021] 图6为本发明实施例提供的处理线性调频信号的系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0022] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它 实施例，都属于本发明保护的范围。
[0023] 本发明实施例提供一种处理线性调频信号的方法，所述方法用于一种如图1所示 的处理线性调频信号的系统，所述系统中至少包括信号接收模块、直接数字合成器DDS、模 拟/数字转换器ADC、数字信号处理器DSP、离散Chirp傅里叶变换模块DCFT。处理线性调 频信号的系统中的各元件可以采取如图6所示的连接方式。如图1所示，本发明的处理线 性调频信号的方法包括：
[0024] 101，所述信号接收模块接收线性调频信号，并接收所述DDS生成的本振信号。
[0025] 102,对所述线性调频信号和所述本振信号进行混频处理并获取低频信号。
[0026] 103,通过所述ADC对所述低频信号进行采样得到离散数字序列，并由所述DSP根 据所述离散数字序列得到数字序列。
[0027] 104,根据所述数字序列获取所述线性调频信号的估计值。
[0028] 通常的ADC采样速率低，现有的线性调频信号的检测方案需要ADC的采样速率不 低于信号最高频率的两倍，例如：在本实施例中最小ADC采样速率为24+ y t，而本文的方 案需要的采样速率为fs，且（fs<< 2f fyt)，而低速的采样速率使得本方案在电路设计、 信号传输和处理等方面更加简单且易于实现。而信号处理部分的关键在于DCFT的实现及 谱峰搜索，由于DCFT和DFT的定义十分近似，而DFT在DSP中有快速实现方法，因此在FFT 的基础上对相关乘法权值进行改变即可实现DCFT，使得信号处理部分结构实现起来更为简 单，降低了方案的复杂度，也减少硬件成本。由此可见本发明实施例提供的处理线性调频信 号的方法，对接收到的线性调频信号进行混频处理并获取低频信号，再通过所述ADC对所 述低频信号进行采样得到离散数字序列，并由所述DSP根据所述离散数字序列得到数字序 列，之后根据所述数字序列获取所述线性调频信号的估计值。使得本发明方案能够应用在 单ADC结构的LFM信号采集系统中，并且分析计算的流程简单，降低了方案的复杂度，减少 了运算处理资源的占用，从而在实现对于线性调频信号的分析处理的同时减少硬件成本。
[0029] 在本实施例中，101具体可以实现为：
[0030] 1011，所述信号接收模块接收的线性调频信号 } A表示所述线性调频信号的幅度，4表示起始频率，y表示调频率，9。表示初始相位，n(t) 表示所述线性调频信号所含的高斯白噪声，表示所述线性调频信号的起始频率y表 示所述线性调频信号的调频率u，所述线性调频信号的带宽小于f s;
[0031] 1012,所述DDS生成的本振信号
其中， 0 (t)表示正弦调频信号，m表示组成所述本振信号的调制信号的数量。
[0032] 其中，本振信号实际是由M个调制