雷达数字接收机中的中频带通采样和数字I/Q解调及其实现

带通采样技术是实现微字接收机的关键技术。数字接收机的载频和带宽影响其采样和处理的形式.本文首先较为详细地讨论了带通采样理论,然后在此基础上提出了两种采样形式的数字接收机的设计方案.

强流质子RFQ加速器高频数字低电平控制系统

强流质子RFQ加速器加速场的频率为352.2 MHz,加速场幅度和相位的精度分别要求控制在±1%和±1°的范围,为了达到这一要求,设计了一套数字低电平控制系统,该系统包括加速场的幅度和相位控制、腔体的谐振频率控制和高功率射频连锁保护3个部分。腔体采样信号的下变频及反馈激励信号的上变频由模拟器件来完成。幅相实时反馈处理过程采用数字I/Q解调的方法,在1块stratixⅡ的FPGA板上实现,板上另有3块DSP用于通信和协助FPGA进行数据处理。系统完成后与RFQ加速器进行联机调试,测试结果基本满足控制精度的要求。

基于FPGA的正交I/Q解调实现

介绍了一种基于Stratix-Ⅲ高端系列FPGA的数字I/Q正交解调实现,并利用SignalTapⅡ工具对FPGA实时处理的数据进行了离线分析。该I/Q解调方式实现简单、实时性好,具有平滑功能,且占用FPGA资源少。该方法为用于软件无线电前端数字I/Q解调提供了一种实现方案。

一种中频数字化正交解调算法分析

对雷达中频接收如何解调出具有回波信号中的同相(I)、正交(Q)分量做了分析,到目前为止,获取数字I/Q分量的算法很多,常见的有低通滤波法和Hilbert法(希尔伯特法)等,现详细的阐述了低通滤波法及其改进实现方法,并给出仿真结果。

LTC5584:I/Q解调器

凌力尔特公司推出超宽带宽直接转换I／Q解渊器LTC5584，该器件具卓越的31dBmlIP3和70dBmlIP2线性度。LTC5584提供了较佳的解调带宽（超过530MHz），因而可支持新一代的LTE多模式、LTE高级接收器、以及数字预失真（DPD）接收器。该I／Q解调器在30MHz。1．4GHz的宽频率范围内工作，

快循环同步加速器射频加速电压幅度的数字化控制

中国散裂中子源(CSNS)快循环同步加速器(RCS)中的射频低电平控制系统是基于FPGA的全数字控制系统,旨在完成对射频频率、加速电压和同步加速相位的控制。介绍了CSNS/RCS射频系统的低电平数字化控制设计方案,并着重对射频加速电压幅度控制回路进行了分析与讨论。电压幅度控制环路通过射频电压幅度信号与电压幅度设定值的比较,得到误差信号。误差信号经过控制器来控制输入到射频腔的功率,以达到稳定和改变腔压的目的。通过对控制对象的分析和建模,得到了满足系统要求的控制器。详细介绍了数字系统的实现,尤其是信号的解调和控制算法的实现。用ALTERA公司的DSP builder进行数字控制系统开发,系统仿真结果表明,环路误差信号大约于10μs(400个系统时钟)后归于0,整个电压幅度控制环路能稳定运行。

基于FPGA的高频腔低电平数字控制系统

在散裂中子源快脉冲质子同步加速器中,需要对高频加速电压信号的频率、幅度和相位进行精确控制,以实现在规定的时间内完成对质子束团的俘获、加速和引出。采用可编程逻辑门阵列(FPGA)技术,用直接数字合成技术(DDS)或I/Q调制解调技术均可实现对高频腔的控制。本文给出了该方法的基本原理、设计电路及仿真波形。

数字阻抗电桥自动平衡之分析

从两个基本的桥路连接,提出一个统一的相量模式。从而对正交调制、解调型自动平衡电路作了精辟的分析,深入阐明电路工作原理。

一种改进的数字乘积检波方法

数字乘积检波(DPD:Digital Product Detector)是一种工程实现数字正交解调的简便方法,该方法克服了模拟正交解调I、Q通道不平衡的缺点,在雷达中频或射频信号采样中得到了广泛应用。然而该方法获得的I、Q数据在时间上不同步,需要进行分数阶多相插值滤波修正,由于分数阶多相插值滤波器无法做到I、Q通道幅度和相位的同时匹配,其不匹配引入的镜像干扰对工作在极低信噪比下的车载前视步进频率雷达来说非常不利。本文从信号与系统基本原理出发,对DPD方法进行改进,提出了一种不需要对I、Q数据进行分数阶多相插值滤波,就可以得到时间同步I、Q数据的正交解调方法,该方法简便灵活,容错性强,用低通滤波器代替分数阶多相插值滤波器,可以做到两个通道幅度和相位的同时匹配,可以很好地控制I、Q分量幅度和相位的一致性。

泰克数字示波器在手机测试中的应用

本文介绍了泰克数字示波器(TDS540A系列)的一些主要的实用功能及其在手机测试中的应用。

雷达接收机及其数字技术应用

本文通过分析超外差雷达接收机的主要功能电路,阐述该体制雷达接收机的工程设计思想,并介绍数字接收机实现形式及雷达接收机的发展方向。

数字信号处理在雷达相噪测量中的应用

随着通信和雷达的发展,脉冲信号的相位噪声成了影响整个系统性能的重要因素之一,采用传统模拟相位检波法测量脉冲信号相位噪声是一个非常大的挑战,因为这样的测试系统非常复杂,并且在测量相位噪声之前需要非常繁琐的校准程序,先进的正交数字相位解调和幅度解调技术能很好地解决这个问题。采用正交数字相位解调和幅度解调技术的系统不需要相位检波器和复杂的校准程序,利用极低噪声的参考源和互相关技术,提高了系统动态范围和测量灵敏度,实现了一键式精密测量脉冲相位噪声和调幅噪声。

数字接收机中频信号采样方法研究

随着大规模数字集成技术的快速发展,加速了雷达接收机向数字化方向发展,接收机的数字化将极大地提高雷达接收机的各项性能指标,其体积的小型化和处理速度的高速化,将在相控阵、三坐标等新型多通道接收机雷达中发挥重要作用。本文主要介绍了雷达数字接收机信号采样的主要原理,接收机组成以及实现方法,并与传统雷达接收机信号采样方法进行比较。

孔径合成式毫米波辐射成像系统中频处理方案的研究

本文通过对3种常见中频处理结构的分析,确定了在孔径合成式毫米波辐射成像系统中采用多相滤波I/Q解调结构。利用低通滤波结构的分析方法,通过仿真成像,设计出多相滤波结构的参数,为多相滤波结构的性能分析提出了一条新思路。

西安200MeV质子应用装置直线注入器低电平控制系统设计与测试

西安200 MeV质子应用装置(XiPAF)直线注入器采用了2套500 kW四极管功率源和1套15 kW固态功率源,由3套数字化低电平控制系统(LLRF)独立驱动,工作频率为325 MHz,以脉冲模式运行,分别为射频四极加速器(RFQ)、漂移管直线加速器(DTL)和散束器(debuncher)提供射频功率。LLRF采用基于FPGA的数字正交调制解调(I/Q)技术,可对RFQ、DTL和散束器腔内射频电场强度的幅度和相位进行精确控制,控制稳定度分别达到±1%,±1°以内。LLRF配备了1套驻波比保护装置,可对3路射频链路独立实施驻波比保护,响应时间小于10μs。LLRF通过以太网连接控制计算机,可通过Windows环境下的用户程序进行控制,也可由加速器中央控制系统远程控制。目前3套LLRF已应用于XiPAF直线注入器,并顺利实施了7 MeV负氢离子束注入实验。

HIRFL数字化高频低电平控制系统研究

在HIRFL加速器系统中,需要对射频加速电压的幅度和相位进行精确控制,以实现对重离子的精确俘获、加速和引出。传统的幅度、相位稳定控制系统采用幅度和相位两个反馈闭合环路来分别稳定腔体电压的幅度和相位。数字化高频低电平控制系统(LLRF)基于可编程逻辑门阵列(FPGA)和数字信号处理(DSP),采用直接数字频率合成(DDS)与数字正交调制解调(I/Q)技术来实现对高频功率源的控制。相位控制精度更高,系统更加稳定。目前控制系统在假负载上通过了长期稳定性的实验和高功率实验,幅度偏差小于或等于±1%,相位偏差小于或等于±0.5°。

I／Q方法用于高频信号鉴相

在加速器高频相位控制环路中,相位检测是影响控制精度的关键环节．讨论了两种将I／Q技术用于高频信号鉴相的方法．具体内容包括数学算法的研究和硬件系统的搭楚．两种方法分别是:1)利用I／Q解调模块、AD采集卡和数字处理技术进行鉴相;2)直接数字I／Q方法．在第一种方法中,提出了一种可行的、针对I／Q模块固有误差的修正算法．第二种方法,通过对参考相位进行(2π/N)步进调制,获得I,Q分量．两种鉴相方法都达到了误差<0．5°．