单比特数字接收机关键技术研究

作     者：张伟涛 

作者单位：石家庄铁道大学 

学位级别：硕士

导师姓名：马月红;梁四洋

授予年度：2021年

学科分类：0810[工学-信息与通信工程] 08[工学] 

主      题：单比特接收机 双音动态范围 低比特ADC 分通道滤波 

摘      要：随着现代科技水平的发展,传统瞬时测频接收机已经不能满足电子战的小型化、低功耗要求,因此有学者提出采用较低精度ADC代替高精度ADC的单比特接收机,单比特接收机相比于传统瞬时测频接收机更易实现高速采样,且具有小体积、低功耗、可以将整个接收机集成在一个芯片上和多信号分辨的优点,但其双音动态范围较小,为了改善这一问题,本文对单比特接收机测频性能进行研究,并提出分段滤波高检测率测频方法和误检结果修正法,具体工作如下:（1）介绍了单比特接收机研究背景及意义和国内、国外对数字接收机的研究现状,分析了单比特接收机采样模块及FFT模块原理,推导了低比特ADC和旋转因子量化数学表达式,将1～4 bit ADC采样量化分别经过4点旋转因子和8点旋转因子量化FFT后频谱对比,筛选出低比特ADC与旋转因子量化组合,对这些组合的测频精度、双音动态范围和单信号动态范围进行仿真,发现单信号动态范围相差不大,双音动态范围随着采样位数的增加而增加。（2）由于传统门限选频方法对于输入信号双音动态范围较大的信号检测能力弱,文中提出了一种分段滤波高检测率测频方法,原理是利用滤波器组将信号分成多通道,每条通道独立采样、测频,通过减小非线性变化产生谐波的影响达到提高检测率的目的,给出了测频步骤并仿真验证其有效性,结果表明双通道测频的条件下,双音动态范围为3 d B时检测率提升14%,6 d B时检测率提升40%。（3）通过对测频后的误检数据进行统计和分析,提出一种误检结果修正的方法,根据重复出现次数较多的误检结果设置修正矩阵,当系统测得双音信号时,对修正矩阵进行查表修正误检结果,文中给出了修正矩阵的选取方法,仿真验证了误检结果修正法的有效性,仿真结果在双通道测频的条件下,双音动态范围为4 d B时检测率提升5%,6 d B时检测率提升22%。（4）使用MATLAB对系统进行仿真,在Simulink环境下搭建系统整体框架,对文中提到分段滤波高检测率测频方法进行了多个滤波器组仿真,仿真结果为选用2～3个滤波器效果最好,对误检结果修正法适用范围进行仿真,结果表明ADC采集量化在4 bit以下时效果最好。