正交相干检波方法及FPGA的实现

正交相干检波方法及FPGA的实现

引言现代雷达普遍采用相参信号来进行处理，而如何获得高精度基带数字正交(I，Q)信号是整个系统信号处理成败的关键。传统的做法是采用模拟相

位检波器来得到I、Q信号，其正交性能一般为：幅度平衡在2％左右，相位正交误差在2°左右，即幅相误差引入的镜像功率在-34 dB左右。这样的技术性能限制了信号处理器性能的提高。为此，近年来提出了对低中频直接采样恢

复I、Q信号的数字相位检波器。随着高位、高速A／D的普遍应用，数字相

位检波方法的实现已成为可能。

 本文介绍了一种正交相干检波方法，并给出了其FPGA的实现方案。1 基本原理1．1 中频信号分解的基本原理一个带通信号通常可表示为：其中，xI(t)、xQ(t)分别是s(t)的同相分量和正交分量。ω0为载频，a (t)、φ(t)分别为包络和相位。它们之间具有如下关系：所构成的复包络信号为，该信号包含了式(1)中的所有信息。要对中频信号进行直接采样，首先要保证采样后的频谱不发生混叠。根据基本的采样理论，即Nvquist采样定理要求以

不低于信号最高频率两倍的采样速率对信号直接采样，才能保证所得到的离散

采样值能够准确地确定信号。然而，如果信号的频率分布在某一有限频带上，

而且信号的最高频率fH远大于信号的带宽，那么，此时若仍按Nyquist采样率来采样，则其采样频率就会很高，以致难以实现，或是后续处理的速度不能满

足要求。因此，此时就要用到带通采样理论。所谓带通采样定理，即设一个频率带限信号选x(t)，其频带限制在(fL，fH)内，此时，如果其采样速率满足：式中，n取能满足fs≥2(fH-fL)的最大正整数(O，1，2，)，则用fs进行等间

隔采样所得到的信号采样值就能准确地确定原始信号。式(4)中的fs用带通中心频率f0和频带宽度B可表示为：其中，，n为整数，且要求满足