數(shù)字射頻存儲系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)仿真研究

1、數(shù)字射頻存儲系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)仿真研究數(shù)字存儲器(drfm)是現(xiàn)代對抗系統(tǒng)中有源雷達(dá)干擾機的主要組成部分，用于將接收到的雷達(dá)信號精確地復(fù)制后再返回該雷達(dá)系統(tǒng)，以此來混淆該系統(tǒng)。正是應(yīng)用drfm的精確復(fù)制雷達(dá)信號的特點，drfm技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種雷達(dá)回波、雷達(dá)綜合測試儀和各類通用信號源的研制。為了更好地保真復(fù)制各類信號，為討論數(shù)字射頻存儲器提供牢靠的理論依據(jù)是本文的主要討論內(nèi)容。1 基本原理數(shù)字射頻存儲(drfm)的基本工作原理：首先將輸入射頻信號下變頻為中頻信號，經(jīng)ad變換后成為數(shù)字信號，寫入高速存儲器中。當(dāng)需要重發(fā)這一信號時，在控制器控制下讀出此數(shù)字信號并由da變換為模擬信號。然后用同一本振奮

2、上變頻，得到射頻輸出信號，完成對輸人信號的存儲轉(zhuǎn)發(fā)。首先對量化過程舉行分析，現(xiàn)假設(shè)基帶輸入信號為一個正弦信號gi(t)=esinit，量化位數(shù)為n，經(jīng)過量化后的信號可用階梯波y(t)表示，y(t)可以被認(rèn)為是n對矩形波的疊加。假如ad變換的量化位數(shù)為m，那么正或負(fù)半周的量化臺階數(shù)為n=2m-1。階梯波的表達(dá)式為：e2n+1就是量化產(chǎn)生的諧波重量幅度，可由該式計算各階諧波的功率。在采樣的過程中，為簡便起見，以一位量化信號作為輸入，則輸入信號為：式中：e，i分離為輸入信號的幅度和角頻率。設(shè)采樣脈沖信號為fs(t)，采樣后的信號為fo(t)，則采樣過程在時域上的數(shù)學(xué)表示式為 fo(t)=fi(t)f

3、s(t)，在drfm中采納等間隔勻稱采樣，采樣周期為ts，采樣時鐘頻率s=2fs。在實際中，采樣是在采樣脈沖升高的眨眼完成的。因此采樣脈沖的寬度可以看成一個窄脈寬，用s。來表示。采樣脈沖的傅里葉級數(shù)為：式中：es，s，ts和s分離為采樣信號的幅度、脈寬、周期和角頻率。則：在式(6)中，第一項是基帶的諧波信號，是由量化所產(chǎn)生的頻譜成分，惟獨在基帶內(nèi)，諧波將成為寄生信號，全部nis2的項將被濾除 (n取奇數(shù))；其次項則徹低在濾波器外，不用考慮；第三項是交調(diào)信號，滿足(ms-ni)s2的全部成分，將成為交調(diào)寄生信號，它們是信號諧波與時鐘諧波的交錯調(diào)制引起的。若以d表示脈沖信號占空比，且忽視其次項，則

4、式(6)變?yōu)椋菏?8)，式(9)即為計算1 b量化drfm的高次諧波和交調(diào)信號幅度的辦法。2 仿真模型通過建立數(shù)學(xué)模型，應(yīng)用當(dāng)前功能強大的matlab中simulink工具箱可以很好地實現(xiàn)該系統(tǒng)的仿真。采樣與量化過程的仿真建模1所示。信號發(fā)生部分采納signal generator模塊產(chǎn)生正弦波；噪聲源采納gaussian noise generator，zero-order hold模塊實現(xiàn)采樣功能。compare to zero模塊實現(xiàn)單比特量化，uniform encoder模塊實現(xiàn)多比特量化。各路信號分離經(jīng)data type conversion轉(zhuǎn)換為合適的數(shù)據(jù)格式，送入spectru

5、m scope顯示頻譜。該模型同時顯示四路信號經(jīng)處理后的頻譜，四路信號由同一信號源產(chǎn)生，以使得結(jié)果更具可比較性。為了盡量模擬實際環(huán)境，加入了均值為 0、方差為001的高斯噪聲。3 仿真分析(1)輸入信號頻率fi=10 mhz，經(jīng)理論分析計算得到表1。對模型舉行仿真得到結(jié)果2所示(a)(d)分離對應(yīng)于仿真模型的四個支路)。(2)輸入信號頻率fi=20 mhz。經(jīng)理論分析計算得到表2；對模型舉行仿真結(jié)得到結(jié)果3所示(a)(d)分離對應(yīng)于仿真模型的四個支路)。由理論圖表及仿真圖形可知，該組仿真計劃沒有諧波產(chǎn)生，頻譜圖中僅有45 mhz處的基波和15 mhz，75 mhz處的交調(diào)，這一現(xiàn)象是因為信號頻率過高，以致于諧波頻率過高而被基帶濾波器除去。盡管沒有諧波產(chǎn)生，但是交調(diào)的功率很大，對系統(tǒng)的高性能工作同樣是一個不利因素。4 結(jié) 語綜上所述，按照采樣與量化過程仿真分析可以得出：(1)采樣和量化使信號頻譜發(fā)生變幻，浮現(xiàn)了新的頻率重量諧波和交調(diào)，降低了drfm的有效放射功率，使得系統(tǒng)的工作能力變差。(2)噪聲污染會使頻譜變得越發(fā)復(fù)雜，對于一個系統(tǒng)，輸出信噪比取決于輸入信噪比和系統(tǒng)內(nèi)部信噪比，因此噪聲的存在必將降低drfm的信噪比。(3)總的來講，諧波重量隨頻率增強降低，而交調(diào)重量隨頻率增強上升，也就是說高次諧波幅度較低次的小，而高次交調(diào)幅度較低次的大。(4)當(dāng)信號頻率和采樣率一