一种多个稀疏带宽信号处理的方法和数字接收机的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及无线电通信领域，特别涉及一种多个稀疏带宽信号处理的方法和数字 接收机。
【背景技术】
[0002] 随着信息化战争的发展，战争双方对争夺电磁频谱的使用权和控制权成为电子战 的核心。如何采用最小的装备量实现最大电磁频谱的使用、监测、控制，成为取胜电子战的 关键。
[0003] 现有技术对多个稀疏带宽信号的处理，有两种方式：
[0004] -种是利用中频数字接收机，对输入信号进行下变频到中频，利用带通采样定理 实现中频信号的采集，再进行数字信号处理。然而，在特殊情况下，对于多个带宽信号稀疏 地分布在跨度较大的频域，如几百兆赫兹甚至几吉赫兹时，即使中频数字接收机的本振具 有很强的调谐能力，仍不能实现多个带宽信号的瞬时覆盖和全天时控守，仅能实现分时覆 盖。
[0005] 另一种是利用多套不具有调谐能力的信道化数字接收机分别对不同带宽信号进 行全天时控守，然而此种技术方案的缺点是导致设备量的急剧攀升。
【发明内容】
[0006] 鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上 述问题的一种多个稀疏带宽信号处理的方法和数字接收机。
[0007] 依据本发明的一个方面，提供了一种多个稀疏带宽信号处理的方法，该方法包括 以下步骤：
[0008] 步骤一，根据天线子系统输出的多个稀疏带宽信号，确定防止各信号之间互相干 扰的保护带带宽M 1;
[0009] 步骤二，根据各稀疏带宽信号带宽B1，及步骤一得到的各信号之间的保护带带宽 M1，得到所述多个稀疏带宽信号的工作带宽M ;
[0010] 步骤三，根据所述工作带宽M确定所述多个稀疏带宽信号的采样带宽B ;
[0011] 步骤四，根据实际AD器件的能力，确定所述采样带宽B的中心频率f。；
[0012] 步骤五，根据公式
[0015] 确定各稀疏带宽信号变频所需的点频频率ft其中，η为天线子系统输出的稀疏 带宽信号的个数，A为各稀疏带宽信号在变频前输入的中心频率，fV为各稀疏带宽信号经 变频后输出的中心频率；
[0016] 步骤六，根据步骤五得到的各稀疏带宽信号变频所需的点频频率，对各稀疏带宽 信号分别依次进行变频、滤波、放大处理后进行信号合路，得到一路带宽为B的采样信号， 对所述采样信号进行AD采样和数字信号处理。
[0017] 可选地，所述方法的步骤二中进一步地，所述多个稀疏带宽信号的工作带宽M具 体是利用公式、
[0018] 可选地，所述方法的步骤三中进一步地，所述根据所述工作带宽M确定所述多个 稀疏带宽信号的采样带宽B包括：
[0019] 选择合适的抗混叠滤波器系数r，根据公式
[0020] B = M · r
[0021] 确定所述多个稀疏带宽信号的采样带宽B。
[0022] 可选地，所述方法的步骤三中进一步地，所述根据所述工作带宽M确定所述多个 稀疏带宽信号的采样带宽B还包括：
[0023] 根据公式
[0024] B = M+2Mk
[0025] 得到工作带宽两端的抗混叠带的带宽Mk。
[0026] 可选地，所述方法的步骤四中进一步地，所述确定所述采样带宽B的中心频率f。 包括：
[0027] 根据实际AD器件的能力，选择合适的采样频率匕，须满足fs> 2B ;
[0028] 根据公式
[0030] 得到带通信号的中心频率f。，其中，m取满足fs^ 2B的最大正整数。
[0031] 依据本发明的另一方面，提供了一种多个稀疏带宽信号处理的数字接收机，包括： 射频前端模块和后端信号处理模块；
[0032] 所述射频前端模块，用于接收天线子系统输出的多个稀疏带宽信号，并对接收到 的各稀疏带宽信号分别依次进行变频、滤波、放大处理后进行信号合路，得到一路带宽采样 信号输出给所述后端信号处理模块；
[0033] 所述后端信号处理模块，用于对所述射频前端模块输出的一路带宽采样信号进行 AD采样和数字信号处理。
[0034] 可选地，所述的数字接收机，进一步地，所述射频前端模块包括：
[0035] η个本机振荡器，用于对接收到的η个天线子系统输出的稀疏带宽信号分别进行 变频处理；
[0036] η个滤波器，用于对变频后的各个信号分别进行滤波处理；
[0037] η个放大器，用于对滤波后的各个信号分别进行放大处理；
[0038] 合路器，用于对多个滤波、放大后的各个信号进行信号合路得到一路采样信号；
[0039] 所述后端信号处理模块包括：
[0040] AD器件，用于将合路后的一路采样信号转为数字信号；
[0041] 数字处理模块，用于对所述数字信号进行数字处理。
[0042] 本发明的技术方案，根据天线子系统输出的稀疏带宽信号的特点，将各信号进行 变频，并设置保护带后拼接，得到工作带宽，进一步得到采样带宽，根据实际AD器件的能 力，确定采样带宽的中心频率，依据公式得到将各稀疏带宽信号进行变频所需要的点频频 率，从而利用其对各稀疏带宽信号分别依次进行变频、滤波、放大处理后进行信号合路，得 到一路带宽为B的采样信号，对所述采样信号进行AD采样和数字信号处理。该技术方案能 够瞬时覆盖多个稀疏带宽信号，进行全天时控守，同时实现多个稀疏带宽信号的接收与处 理，适合于无线电通信及侦察方面的应用，相比于现有技术，具有采用最小的装备量实现最 大电磁频谱的使用、监测、控制的有益效果。
[0043] 上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段， 而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够 更明显易懂，以下特举本发明的【具体实施方式】。
【附图说明】
[0044] 通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通 技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明 的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
[0045] 图1为多个稀疏带宽信号在频域上的分布示意图；
[0046] 图2为本发明实施例提供的一种多个稀疏带宽信号处理的方法的流程图；
[0047] 图3示出了本发明实施例提供的一种多个稀疏带宽信号中心频率在采样带宽内 的分布示意图；
[0048] 图4为本发明实施例提供的一种多个稀疏带宽信号处理的数字接收机的结构图；
[0049] 图5为本发明实施例提供的又一种多个稀疏带宽信号处理的数字接收机的结构 图；
[0050] 图6示出了具体实施例中各个带宽、中心频率参数在频域上的关系图；
[0051] 图7示出了具体实施例中采用Similink仿真程序建立的仿真图；
[0052] 图8-a、8-b、8_c分别示出了具体实施例中各信号的频谱图；
[0053] 图9示出了具体实施例中合路信号的频谱图；
[0054] 图10-a、10_b、10-c分别示出了具体实施例中各信号的QPSK调解星座图。
【具体实施方式】
[0055] 下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开 的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例 所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围 完整的传达给本领域的技术人员。
[0056] 图1为多个稀疏带宽信号在频域上的分布示意图，如图1所示，本发明的技术方案 所要解决的"多个稀疏带宽信号的瞬时覆盖、全天时控守问题"的具体描述为：通过天线子 系统接收到η个稀疏带宽信号，这些带宽信号稀疏的分布在频域上，频率范围固定，但频程 跨度很大，各信号中心频率分别为4 f2，…，fn，带宽分别为B1, B2，…，Bn，这些信号无法通过 传统的单通道数字接收机瞬时覆盖。
[0057] 图2为本发明实施例提供的一种多个稀疏带宽信号处理的方法的流程图。如图2 所示，该方法包括：
[0058] 步骤S210,根据天线子系统输出的多个稀疏带宽信号，确定防止各信号之间互相 干扰的保护带带宽M 1;
[0059] 步骤S220,根据各稀疏带宽信号带宽B1，及步骤S210得到的各信号之间的保护带 带宽M 1，得到所述多个稀疏带宽信号的工作带宽M ;
[0060] 多个稀疏带宽信号的工作带宽M具体可以利用公式i :得到。
[0061] 步骤S230,根据所述工作带宽M确定所述多个稀疏带宽信号的采样带宽B ;
[0062] 该步骤可以通过公式B = M 来确定所述多个稀疏带宽信号的采样带宽B。在此 基础上，可以通过公式B = M+2Mk得到工作带宽两端的抗混叠带的带宽Mk。在工作带宽两 端设置抗混叠带，可以防止工作以外的信号对工作带宽内信号的影响。抗混叠带带宽是根 据具体需求及抗混叠滤波器的能力而定的。
[0063] 步骤S240,根据实际AD器件的能力，确定所述采样带宽B的中心频率f。；
[0064] 为确定采样带宽B的中心频率f。，可以根据实际AD器件的能力，选择合适的采样 频率fs(须满足fs> 2B)，根据公式
得到，其中，m取满足fs> 2B的最大正整数。
[0065] 当所述步骤S240通过上述方法实现时，可以得到多个稀疏带宽信号中心频率在 采样带宽内的分布示意图。 「00661 击3娶枏?公忒
[0069] 确定各稀疏带宽信号变频所需的点频频率ft其中，η为天线子系统输出的稀疏 带宽信号的个数，A为各稀疏带宽信号在变频前输入的中心频率，fV为各稀疏带宽信号经 变频后输出的中心频率；
[0070] 步骤S260,根据步骤S250得到的各稀疏带宽信号变频所需的点频频率，对各稀疏 带宽信号分别依次进行变频、滤波、放大处理后进行信号合路，得到一路带宽为B的采样信 号，对所述采样信号进行AD采样和数字信号处理。
[0071] 图3示出了本发明实施例提供的一种多个稀疏带宽信号中心频率在采样带宽内 的分布示意图。通过所述方法得到带通信号B的中心频率f。，各稀疏信号的中心频率在采 样带宽内的分布如图3所示。图中，f/，f 2'，···，?；'分别为各稀疏信号的中心频率，结 合所述步骤S250,可以表示为：
[0073] 根据稀疏信号在射频前端输入的中心频率f\，f2，…，fn和输出的中心频率 f/，f2'，···，?；'，可以得到各信号变频