一种数字正交下变频方法
【专利摘要】本发明属于雷达目标特性测量【技术领域】，具体涉及一种数字正交下变频方法。该方法包括如下步骤：步骤一：对含有目标幅相特性的中频直接采样信号进行求和平均处理，得到积累后单个脉冲信号：步骤二：对积累后单个脉冲信号进行离散傅里叶变换，得到信号频谱结果；步骤三：对得到的信号频谱结果进行复数据提取；步骤四：对提取的复数据进行幅度校正，得到中频直接采样信号经数字正交下变频处理后输出的I/Q零中频信号。该方法省去了数字本振信号产生、数字混频和数字低通滤波等环节，大大节省了计算机或FPGA的软硬件资源开销，降低了开发实现难度；通过脉冲串求和平均和FFT两次相参积累处理，提高了输出处理结果I/Q零中频信号的信噪比和测量准确性。
【专利说明】一种数字正交下变频方法
【技术领域】
[0001]本发明属于雷达目标特性测量【技术领域】，具体涉及一种数字正交下变频方法。
【背景技术】
[0002]为了获取雷达目标幅相特性数据，以实现对目标的复散射特性分析、相干处理及成像诊断等，须对接收到的目标雷达回波进行正交下变频处理以得到I/Q零中频信号。
[0003]正交下变频方法主要有模拟正交下变频法和数字正交下变频法。其中，模拟正交下变频基于模拟电路实现本振信号产生、下变频混频和低通滤波，受模拟器件性能指标和环境条件影响，通常很难获得稳定理想的I/Q通道幅度一致性和相位正交性，进而影响后续测量和分析处理结果的正确性。数字正交下变频法由于对接收信号中频直接进行AD采样，然后完全在数字域进行处理以得到I/Q零中频信号，因此可以较容易的获得稳定理想的I/Q通道幅度一致性和相位正交性，并可通过现场编程灵活改变参数设置以适应不同需求。
[0004]现有的数字正交下变频法以高速AD和FPGA器件为基础，通过在数字域实现数字本振信号产生、数字混频和数字低通抽取滤波等处理来获取I/Q零中频信号。该类方法原理与模拟正交下变频法完全一致，物理概念清晰，但实现过程较为复杂，不能借助成熟快速算法，对FPGA硬件资源有较高要求。因此，需研究更为高效、快速、节省资源的数字正交下变频方法。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种数字正交下变频方法，该方法以高速AD脉内采样和FFT算法为基础，在对目标雷达回波中频直接采样信号进行数字正交下变频处理同时，能够大大节省计算机或FPGA资源开销。
[0006]为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为:
[0007]一种数字正交下变频方法，该方法包括如下步骤:
[0008]步骤一:对含有目标幅相特性的中频直接采样信号进行求和平均处理，得到积累后单个脉冲信号:
[0009]步骤二:对积累后单个脉冲信号进行离散傅里叶变换，得到信号频谱结果；
[0010]步骤三:对得到的信号频谱结果进行复数据提取；
[0011]步骤四:对提取的复数据进行幅度校正，得到中频直接采样信号经数字正交下变频处理后输出的I/Q零中频信号。
[0012]所述步骤一的中频直接采样信号表示为Sm(n), m=l,…，M, n=l,…，N, M为脉冲串内脉冲个数，N为单个脉冲内的采样点数；求和平均处理得到积累后单个脉冲信号表示为S(n) = ∑Mm=1 Sm (n), n = 1,…，N。
[0013]所述步骤二的实现万法如下:首先对相参积累后的单个脉冲信号s (n)进行补零处理，得到
【权利要求】
1.一种数字正交下变频方法，其特征在于:该方法包括如下步骤: 步骤一:对含有目标幅相特性的中频直接采样信号进行求和平均处理，得到积累后单个脉冲信号: 步骤二:对积累后单个脉冲信号进行离散傅里叶变换，得到信号频谱结果； 步骤三:对得到的信号频谱结果进行复数据提取； 步骤四:对提取的复数据进行幅度校正，得到中频直接采样信号经数字正交下变频处理后输出的I/Q零中频信号。
2.根据权利要求1所述的数字正交下变频方法，其特征在于:所述步骤一的中频直接采样信号表示为Sm (n)，m=l，…，M，n=l，…，N，M为脉冲串内脉冲个数，N为单个脉冲内的采样点数；求和平均处理得到积累后单个脉冲信号表示为
3.根据权利要求2所述的数字正交下变频方法，其特征在于:所述步骤二的实现方法如下:首先对相参积累后的单个脉冲信号s(n)进行补零处理，得到
4.根据权利要求3所述的数字正交下变频方法，其特征在于:所述步骤三的实现方法如下:首先对中频频率％在频谱横轴上的位置序号进行计算确定，即
5.根据权利要求4所述的数字正交下变频方法，其特征在于:所述步骤四的实现方法如下:对提取出的复数据S(kro(3)进行乘2处理，得到的结果2S(k(,)(3)即为中频直接采样信号经数字正交下变频处理后输出的I/Q零中频信号。
【文档编号】H03D3/16GK103684265SQ201210362118
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年9月25日 优先权日:2012年9月25日
【发明者】冯孝斌, 李光天, 张云, 蔡敏, 张晓愚, 吴渊 申请人:中国航天科工集团第二研究院二〇七所