正交相干检波方法及FPGA的实现
OFDM调制解调及FPGA实现
OFDM(正交频分复用)是一种高效的多载波调制技术，其最大的特点是传输速率高，具有很强的抗码间干扰和信道选择性衰落能力。
OFDM最初用于高速MODEM、数字移动通信和无线调频信道上的宽带数据传输，随着IEEE802.11a协议、BRAN(Broadband Radio Access Network）和多媒体的发展，数字音频广播（DAB）、地面数字视频广播(（DVB-T）和高清晰度电视（（HDTV）都应用了OFDM 技术.OFDM利用离散傅立叶反变换/离散傅立叶变换（IDFT/DFT)代替多载波调制和解调，调制解调的核心是快速傅立叶运算单元，在进行蝴蝶运算时，不可避免的要进行大量的乘法运算。
由于FPGA具有强大的并行处理和计算能力,以及丰富的存储资源和逻辑运算资源,因此在FPGA器件上实现OFDM调制解调结构，具有很好的通用性和灵活性。
OFDM与系统框图OFDM的多个载波相互正交，一个信号内包含整数个载波周期，每个载波的频点和相邻载波零点重叠，这种载波间的部分重叠提高了频带利用率.OFDM每个子信道的频谱均为sinx/x形，各子信道频谱相互交叠，但在每个子信道载频的位置来自其他子信道的干扰为零，如图1所示。
OFDM系统如图2所示，OFDM系统的调制和解调分别由IFFT和FFT完成。
首先将串行输入数据d0，d1。
，d(N—1)变换成并行数据，接下来进行编码和星座图映射，得到频域数据。
经过IFFT后相当于调制到正交的N个f0，f1，。
，fN-1子载波,完成正交频分复用.接下来加入循环前缀，进行并/串转换,数/模转换，再调制到高频载波上发送。
如果是基带传输，则不需要进行载波调制。
在接收端进行相反的操作,使用N个相同的子载波进行N路解调，再将这N路解调信号并串输出，复现发送的原始信号。
经过FFT变换后的数据相当于将时域数据再转换成频域数据，即完成了OFDM信号的解调。
OFDM调制原理虽然是用N个正交的载波分别调制N路子信道码元序列,但实际中很难独立产生N个正交的载波。
3G系统中AGC的FPGA设计实现
3G系统中AGC的FPGA设计实现王芙蓉;王雪松;陈印峰【摘要】详细介绍了数字AGC的基本原理,3G接收机需要采用AGC电路处理输入的无线信号,从而给无线环路中的可变增益放大器或数控衰减器提供外部控制信号,使得无线链路输出基本恒定且与输入信号电平无关的信号给基带部分处理,同时在很宽的范围内保持线性.RF输入电压经IF放大后,检波器检测出该电压的包络.该包络电压经AGC处理后,产生增益可变器件的控制电压,从而减小IF的输入和增益.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2007(030)008【总页数】3页(P168-169,172)【关键词】TD_SCDMA;AGC自动增益控制;3G;RF【作者】王芙蓉;王雪松;陈印峰【作者单位】华中科技大学,湖北,武汉,430074;华中科技大学,湖北,武汉,430074;华中科技大学,湖北,武汉,430074【正文语种】中文【中图分类】TN929.51 引言大多数接收机必须处理动态范围很大的信号，这需要进行增益调整，以防止过载或某级产生互调，调整解调器的工作以优化工作。
在现代无线电接收装置中。
可变增益放大器是电控的，并且当接收机中使用衰减器时，他们通常都是由可变电压控制的连续衰减器。
控制应该是平滑的并且与输入的信号能量通常成对数关系(线性分贝)。
在大多数情况下，由于衰落，AGC通常用来测量输入解调器的信号电平，并且通过反馈控制电路把信号电平控制在要求的范围内。
2 系统总体设计在本设计中，前端TD_SCDMA的射频信号RF输入后，经过MAX2392零中频下变频解调后进行增益处理。
VGA输出的信号经过ADC变换后就成为数字中频信号，经RSP(接收信号处理器)处理输出为IF数字信号。
IF信号可以经过AGC控制算法处理后控制VGA的增益。
AGC增益控制算法在数字部分来实现，在本设计中，AGC电路可以有效提高链路的动态范围(+25 ～-105 dBm)，提高ADC输出的SNR,以使DSP能更容易地实现DwPTS同步。
正交鉴频器实验报告
正交鉴相鉴频器实验报告一. 设计方案:1. 实验原理：先将调频波经过一个移相网络变换成调相调频波，然后再与原调频波一起加到一个相位检波器进行鉴频。
利用模拟乘法器的相乘原理可以实现乘积型相位检波: 输入信号()cos(sin )s sm c f v t V t m t ω=+Ω移相后的信号为:'''()cos{sin [()]}2sin[sin ()]s sm c f sm c f v t V t m t V t m t πωϕωωϕω=+Ω++=+Ω+得到的输出信号''1()KV sin[2(sin )()]21 V sin ()2o sm sm c F sm sm v t V t m t K V ωϕωϕω=+Ω++其中第一项为高频分量,可以用滤波器滤掉，第二项是所需的频率分量。
只要线性移相网络的相频特性()ϕω在调频波的频率变化范围内是线性的，当()0.4rad ϕω≤时，sin ()()ϕωϕω≈。
因此，鉴频器的输出电压()o v t 的变化规律与调频波瞬时频率的变化规律相同，从而实现了相位鉴频。
2. 各部分电路具体实现：鉴相鉴频器主要由三部分组成：移相网络，模拟相乘器和低频放大器。
具体电路实现如下： (1) 移相网络：v D (t)用LC 谐振回路实现移相网络，使输入信号移相90°。
谐振回路的谐振频率为中频频率2.455MHz 。
(2) 模拟相乘器用MC1496构成相乘器，使输入的两路正交信号相乘。
1,4管脚和8,10管脚间分别接有电位器R2和R5用来调节输入直流平衡。
电源处C7,C8和L2构成 型滤波网络，R12和C9起级间去耦作用。
(3) 低频放大器:用LM741运放来放大输入调制信号，同时运放还能起到低通滤波以及隔离的作用。
通过调节相应的电阻值可以改变放大的倍数。
在运放的两个输入端2脚和3脚加上两个隔直电容，可以滤去直流分量，以保证运放的工作点正确。
基于FPGA的SSB短波通信系统
link appraisement汤豪杰1 潘欣裕12 何一玉王柳笛1 倪苏平31.苏州科技大学 电子与信息工程学院；2.3.苏州市江海通讯发展实业有限公司国家自然科学基金（61372146）苏州智慧城市研究院开放课题资助项目苏州科技大学科研基金项目（XKQ201515）法的缺陷，本系统选择更加精确和易于硬件实现的维弗法（Weaver）进行，并没有改变信号的带宽的相位，这就避开了网络对调制信号所有频率的要求，易于实际电路的实现，其调制维（2）经低通滤波器后：图1 维弗法SSB信号调制（4）（5）（6），得上边带调制为：（7）令ωc=ω1+ω2，得下边带调制为：综合得：（9）此即为维弗法求得的SSB调制信号。
SSB解调的基本原理本系统利用FPGA内部乘法IP来实现相干解调算法，，解调时引入相干（同频同相）信号即与之相乘，可得式（10）：（10）利用积化和差公式可以得到：再通过低通滤波器将高频信号cos（2ωc±ωm（t）。
其原理框图如图2所示。
调制解调模型构建Simulink系统构建SSB调制流程如图调制信号进行相干解调的流程如图4系统调制模型中，设置基带信号幅值为0.3，偏移量为图4 SSB解调流程图2 相干解调原理框图图3 维弗法SSB调制流程图5 系统整体框图5 V/1 A 单电源供电。
音频信号经过采集后由FPGA进行SSB调制，再由DA输出至功放实现无线电发射。
在接收端，用天线接收无线电信号传至FPGA进行AD采样及SSB相干解调，输出至音频播放。
系统设置基带参数为30Hz~3400Hz，载波频率为2MHz。
其中输入音频信号系统选用了人的语音和电脑播放的音乐音频信号，经小米音箱及扩音器播放可听到较为清晰的调制解调后的信号。
如图9所示，为系统SSB调制信号，图10为SSB解调后的信号。
可见，在有一定噪声干扰的情况下，系统还是可以较好得还原出相应的波形。
系统相关技术指标记录如表1所示。
基于FPGA的数字正交混频变换算法的实现,数字正交,实时处理.
基于FPGA的数字正交混频变换算法的实现，数字正交，实时处理，多相滤波，FPGA0引言传统的正交下变频是通过对模拟I、Q输出直接采样数字化来实现的，由于I、Q两路模拟乘法器、低通模拟器本身的不一致性、不稳定性，使I、Q通道很难达到一致，并且零漂比较大，长期稳定性不好，不能满足高性能电子战设备的要求。
为此，人们提出了对中频信号直接采样，经过混频来实现正交数字下变频的方案，这种下变频的方法可以实现很高精度的正交混频，能满足高镜频抑制的要求。
采用可编程器件FPGA对该算法流程进行实现，能满足0 引言传统的正交下变频是通过对模拟I、Q输出直接采样数字化来实现的，由于I、Q两路模拟乘法器、低通模拟器本身的不一致性、不稳定性，使I、Q通道很难达到一致，并且零漂比较大，长期稳定性不好，不能满足高性能电子战设备的要求。
为此，人们提出了对中频信号直接采样，经过混频来实现正交数字下变频的方案，这种下变频的方法可以实现很高精度的正交混频，能满足高镜频抑制的要求。
采用可编程器件FPGA对该算法流程进行实现，能满足在高采样率下的信号时实处理要求，在电子战领域中有着重要的意义。
1 数字正交混频变换原理所谓数字正交混频变换实际上就是先对模拟信号x(t)通过A／D采样数宁化后形成数字化序列x(n)，然后与2个正交本振序列cos(ω0n)和sin(ω0n)相乘，再通过数字低通滤波来实现，如图1所示。
为了能够详细地阐述该算法的FPGA实现流程，本文将用一个具体的设计实例，给出2种不同的实现方法(不同的FPGA内部模块结构)，比较其优劣，最后给出结论。
该设计是对输入信号为中频70 MHz，带宽20 MHz的线性调频信号做数字正交混频变换，本振频率为70 MHz(即图1中的2个本振序列分别为cos(2π70Mn)和sin(2π70Mn))，将其中频搬移到0 MHz，分成实部(real)和虚部(imag)2路信号。
然后对该2路信号做低通滤波，最后分别做1／8抽取输出。
fpga波控程序例程
fpga波控程序例程FPGA波控程序例程，即FPGA波形控制程序例程，主要用于实现对FPGA芯片中的外设模块进行波形控制。
在FPGA中，波形控制是指通过编程方式改变外设模块的输出信号波形，以满足特定的应用需求。
FPGA波控程序例程的设计与实现一般包含以下几个步骤：1. 确定波形要求：根据具体的应用需求，确定需要生成的波形特性，包括频率、幅度、周期、占空比等参数。
2. 确定外设模块：选择合适的外设模块来实现波形控制，例如计数器、PWM模块、DAC模块等。
3. 配置FPGA引脚：根据波形控制的需求，配置FPGA芯片的引脚，将外设模块的输入输出信号连接到合适的引脚上。
4. 编写波控程序：使用HDL语言（如Verilog、VHDL）编写波控程序，通过对外设模块的信号进行编程，控制波形输出。
5. 仿真验证：使用仿真工具对波控程序进行验证，检查波形输出是否符合设计要求。
6. 下载到FPGA芯片：将编译后的波控程序下载到FPGA芯片中，实现波形控制功能。
FPGA波控程序例程的编写可以参考以下实例，以Verilog语言为例：verilogmodule waveform_ctrl(input wire clk,input wire reset,output wire wave_out);reg [31:0] counter;reg wave_state;always @(posedge clk or posedge reset) beginif (reset) begincounter <= 0;wave_state <= 0;end else begincounter <= counter + 1;case (wave_state)0: beginwave_out <= 1'b0; 输出低电平波形if (counter == 10000) begincounter <= 0;wave_state <= 1;endend1: beginwave_out <= 1'b1; 输出高电平波形if (counter == 5000) begincounter <= 0;wave_state <= 0;endenddefault: beginwave_out <= 1'b0;endendcaseendendendmodule以上是一个简单的波控程序例程，通过计数器和状态机实现了一个周期为15,000个时钟周期的输出波形控制。
相敏检波电路工作原理
相敏检波电路工作原理
相干检波器是一种广泛应用于通信和雷达系统中的电路。
它的工作原理是基于两个相干的信号之间存在固定的相位关系。
具体来说，相干检波器利用了输入信号的幅度和相位信息。
输入信号通常由一个本地振荡器和一个射频信号混合而成。
这个混合过程产生了一个高频信号，其频率等于本地振荡器的频率加上射频信号的频率。
此时，射频信号的相位信息已被转移到了高频信号上。
接下来，高频信号经过一个相移器，该相移器通过改变信号的相位，使其与参考信号保持大致相位一致。
然后，这个相位一致的高频信号经过一个乘法器，与参考信号相乘。
乘法器的作用是将高频信号与参考信号相乘得到一个新的信号。
由于参考信号是一个固定的信号，这个乘法操作相当于从高频信号中提取出参考信号对应的分量。
最后，通过一个低通滤波器，滤除乘法器输出的高频成分，得到一个包含参考信号的低频输出信号。
这个低频输出信号可以被进一步处理，例如用于测量信号的幅度或提取信号的调制信息。
总结起来，相干检波器通过将输入信号与一个相位一致的参考信号相乘，从中提取出参考信号对应的分量。
利用这种原理，相干检波器可以实现高灵敏度的信号检测和精确的相位测量，广泛应用于通信和雷达等领域。
基于多相滤波的数字中频正交相干检波系统
第30卷 第3期2009年9月制 导 与 引 信GU I DANC E &F UZEVol.30No.3Sep.2009文章编号:167120576(2009)0320056204基于多相滤波的数字中频正交相干检波系统王亚军, 李 明(西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室,陕西西安710071) 摘 要:针对宽带接收机数据率高而难以实时处理的问题,分析了基于多相滤波的数字中频正交相干检波方法,仿真比较了该方法与基于传统结构低通滤波器的实现方法的性能,给出了在F P G A 中的实现结构,并进行了仿真验证,证明了该方法可以在不增加资源消耗量的同时,大大提高系统吞吐率,具有明显的速度优势,能较好地满足宽带接收机的实时性要求。
关键词:相干检波;下变频;低通滤波器中图分类号:TN911.72 文献标识码:ADigital Inter media te Fr equency Q ua drature Coher entDetection System B a sed on Polyphase Filter ingWA N G Ya 2j un , L I M i ng(Nat ional K ey Lab of Radar Signal Processi ng ,X i ’a n Elect ron Science andTechnology Univer si ty ,X i ’an Shaanxi 710071,China) Abst ract :It ’s difficult to p rocess real 2ti me for t he high data rat e of wideba nd receiver ,t he met hod of di gi tal i nt ermediat e f requency quadrat ure coherent det ection based on poly 2pha se filt eri ng wa s a nalyzed.The perfor ma nce of t hi s met hod was compared wit h t hat of t ra 2dit ional low pass fi lte r archit ect ure by si mulat io n.The i mpl eme nta tion on F P G A was showed and t he si mulat io n resul t i ndicat es t hat for it s high t hroughput rat e a nd low reso urce cost ,t hi s met hod has a grea t advant age of speed and i s very fit for t he real 2ti me demand of t he wideband recei ver.K ey w or ds :coherent detection ;dow n conversion ;low pass fil ter收稿日期:2009-02-20作者简介王亚军(3),男,硕士,主要从事实时信号处理的研究;李 明(6),男,教授,博士生导师,主要从事雷达系统设计、雷达信号处理与监测、高速实时信号处理等的研究。
基于fpga的数字相敏检波算法实现
基于fpga的数字相敏检波算法实现fpga（Field Programmable Gate Array）是一种非易失可配置逻辑器件，成为当今技术发展的关键产品之一。
近年来，由于其高速处理能力、低功耗、低成本等特点，fpga在数字信号处理领域得到了越来越多的应用。
一种常见的应用就是基于fpga的数字相敏检波算法实现。
在基于fpga的数字相敏检波算法中，首先要实现的是数字滤波器的设计。
这里的滤波器必须能够满足信号处理的时序要求，保证信号有较低的噪声水平。
基于此，一般采用离散傅立叶变换（DFT）进行信号滤波，使用折线拟合技术对滤波系数进行优化，从而获得高质量的滤波结果。
接下来，应该实现的是数字相敏检波的算法。
首先，通过数字滤波器进行数据采样，并将数据转换为频域数据。
然后，为了解决检波问题，把信号进行振幅处理，使噪声的振幅大小小于某一特定阈值，以判断其检波结果。
最后，以系统仿真结果为准，基于fpga实现数字相敏检波算法。
数字相敏检波算法是fpga应用中常用的一种有效方法，它可以将信号进行调制和解调，从而控制信号的振幅。
此外，基于fpga的数字相敏检波算法具有较强的容错性和可靠性，可以提供调制解调以及精确测量等功能，在许多领域得到了广泛的应用。
综上所述，基于fpga的数字相敏检波算法是一种有效的信号处理技术，由于其低功耗、低成本特点，被广泛应用于许多领域。
它可以利用数字滤波器进行数据采样和频域数据转换；利用折线拟合技术优化系统性能；利用振幅处理和判断阈值实现信号检波；利用fpga实现算法，最终达到调制解调以及精确测量等功能。
多相滤波的数字相干检波原理及FPGA实现
通 常 ，对 于载 频为 的带 限 （ 带宽 Ｂ） 中频 信号 ，
圩 （）＝ ∑ ＾ｎｚ （）
对 式 （ ） 开变换后 ，可得 １展
Ｄ 一１ ＋∞
（） １
若 以采 样率 为 ＝４ｏ （ ｍ ＋１ ，ｍ ：０ ，２ ｆ／ ２ ） ，１ ，… ，
且
ｃ ｈ ｒｎ ｅｅ ｔ ｎ， ｗｈｃ ａ ｒ ｖｄ ｉｈ ｆ ｅｉ ｕ ｄ ａｕ ｅ ｓｇ ａ ｏ ｉｉ ｌｓｇ ａ ｒｃ ｓｉ ｇ ｏ ａ ａ ， ｓ ｎ ｒ ｏ ｅｅ ｔｄ ｔｃｉ ｏ ｉｈ ｃ ｎ ｐ ｏ ｉｅ ｈｇ ｄ ｌｔ ｑ ａ ｒｔ ｒ ｉｎ ｌｆｒｄ ｇｔ ｉｎ ｌｐ ｏ ｅ ｓｎ ｆｒｄ ｒ ｏ ａ ， ｉ ｙ ａ
要 多相 滤波是 实现数 字下变频及数字相干检 波的关键技术 ，是雷达、声纳和通信等 系统 中为数 字信 号处理
提供 高质量的正交信号的有效手段 。文中讨论 了多相 滤波的基本原理 ，给 出了采 用多相滤 波的方法对 中频 带限信 号处
理的仿真分析 ，并结合 一款脉 冲压缩雷达 中频数 字化接收机的 实现 方案进行 工程验证 ，结果表 明，在技术指标上 可有
（ ｏ ｒｈ ｎｉｅＰａ ｎｎ ｎｔ ０ ｅｅｒｈ Ｉｓ ｔｔ ｆ Ｔ Ｃ ｍｐｅ ｅ ｓ ｌｎ ｉｇＵ ｉ，２ Ｒ ｓａｃ ｎｔｕｅｏ ＧＣ，Ｘｉ ｎ７ ０ ６ ，Ｃ ｉａ ｖ ｉ Ｅ ’ １ ０ ８ ｈｎ ） ａ
Ａｂ ｔａ ｔ Ｐ ｏｙ ｈ ｓ ｌ ｒ ｇｉ ｎ ｆ ｈ ｅ ｅ ｈ ｏｏ ｙｔ ｍｐｅ ｎ ｉｉ ｌｄ ｗｎ ｃ ｎ ｅｓｏ ｎ ｕ ｄ ａｕ ｅ ｓｒ ｃ ｈ ｌｐ ａ ｅｆ ｔ ｉ ｓｏ ｅｏ ｅｋ ｙｔｃ ｎ ｌｇ ｏｉ ｌｍｅ ｔｄ ｇｔ ｏ ｏ ｖ ｒｉｎ ａ ｄ ｑ ａ ｒｔｒ ｉ ｅｎ ｔ ａ
信号正交技术实验报告
一、实验目的1. 理解信号正交技术的基本原理和重要性。
2. 掌握正交调制和解调的基本操作。
3. 分析正交信号在通信系统中的应用和优势。
4. 通过实验验证正交信号技术在实际通信系统中的性能。
二、实验原理正交信号技术，又称正交调制技术，是现代通信系统中常用的调制和解调方法。
其基本原理是将基带信号分别调制到两个相互正交的载波上，然后将这两个载波相加后传输。
在接收端，再将这两个正交的载波分离出来，对分离后的信号进行解调，从而恢复出原始基带信号。
三、实验仪器与设备1. 信号发生器2. 双通道示波器3. 频谱分析仪4. 信号发生器5. 数字信号处理器（DSP）四、实验步骤1. 正交调制实验（1）设置信号发生器，产生两个正交的载波信号，频率分别为f1和f2，且f2 = f1 + 1MHz。
（2）将基带信号分别调制到两个载波上，采用正交调制方法。
（3）使用双通道示波器观察调制后的信号，分析正交调制效果。
2. 正交解调实验（1）将调制后的信号输入到数字信号处理器中。
（2）在数字信号处理器中实现正交解调算法，将两个正交的载波信号分离出来。
（3）使用双通道示波器观察解调后的信号，分析正交解调效果。
3. 正交信号性能分析（1）使用频谱分析仪对调制后的信号进行频谱分析，观察正交信号的特点。
（2）对比分析正交信号和普通信号的传输性能，如带宽、误码率等。
（3）分析正交信号在通信系统中的应用和优势。
五、实验结果与分析1. 正交调制实验通过实验观察，调制后的信号在双通道示波器上呈现出明显的正交特性，两个正交的载波信号在时域上相互独立。
2. 正交解调实验通过数字信号处理器实现正交解调算法，成功地将两个正交的载波信号分离出来，解调后的信号与原始基带信号一致。
3. 正交信号性能分析（1）频谱分析结果表明，正交信号在频域上具有良好的性能，带宽利用率高。
（2）与普通信号相比，正交信号在传输过程中具有较低的误码率，抗干扰能力强。
（3）正交信号在通信系统中具有以下优势：a. 提高频谱利用率，降低传输带宽。
FPGA实验一、正弦信号发生器
河北大学 电子与信息工程学院 2010 张庆顺1 / 53SOPC 设计技术课程实验一、正弦信号发生器河北大学 电子信息工程学院教师：张庆顺本实验指导书演示了一个简单的正弦信号发生器在QUARTU S Ⅱ上的实现。
通过这个文档，旨在演示利用QUARTUS Ⅱ开发数字电路的基本流程和QUARTUS Ⅱ软件的相关操作，并借此介绍QUARUTS Ⅱ的软件界面。
我们还针对DE Ⅱ-70的实验板，实现了本文档所示硬件模块的相关配置工作以及下载和实现。
实验条件：Quartus II 9.1目录二、实验步骤： (6)1、工程创建 (6)2、sin信号发生器顶层模块的设计 (13)3、定制ROM存储sin波形数据 (17)3.1 建立.mif文件 (17)3.2 ROM数据的生成 (19)3.3 定制ROM元件 (19)3.3.1 调用Mega Wizard Plug-In Manager (20)3.3.2 设置LPM_ROM模块 (21)4、编译、综合等 (27)5、仿真 (28)5.1 编辑波形文件 (28)5.2进行仿真 (36)6、内部电路观察 (38)7、生成symbol (40)8、管脚分配 (46)9、下载 (49)10．作业 (53)一、设计原理：下图所示为正弦信号发生器的结构，共有4个部分组成：顶层文件singt.v 在FPGA 中实现两个部分：1、6位计数器产生地址信号；2、存储正弦信号（6bits 地址线，8bits 数据线）的ROM ，由LPM_ROM 模块实现，LPM_ROM 模块底层由FPGA 的EAB 、ESB 或M4K 来实现。
地址发生器的时钟频率CLK 假设为f0，这里我们设定的地址发生器为6bit ，则周期为26＝64，所以一个正弦周期内可以采样64个点，DAC 后的输出频率f 为：64/0f f =我们可以如下生成sin 数据以用于查找表，双、单极性Sin(x)数据波形可如下：x = round((sin(linspace(0,2*pi,64))+1)*127.5)；所要得到的单极性信号波形。
雷达接收机知识
雷达接收机知识雷达接收机的任务是通过适当的滤波将天线上接收到的微弱高频信号从伴随的噪声和干扰中提取出来，并经过滤波、放大、混频、中放、检波后，送至信号处理机或由计算机控制的雷达终端设备。
一般来说，可以将雷达接收机分为超外差式、超再生式、晶体视放式和调谐高频（TRF）式等四种类型，其中超外差式雷达接收机具有灵敏度高、增益高、选择性好和适用性广等优点。
现代所有的雷达系统中都采用超外差式接收机。
接收机的基本组成超外差式雷达接收机的简化图如下图所示。
其主要组成部分有：（1）高频部分，又称为接收机的“前端”，其中包括接收机保护机、低噪声高频放大器、混频器和本机振荡器；（2）中频放大器，包括匹配滤波器；（3）检波器和视频放大器。
超外差式雷达接收机的一般组成框图如下图所示，检波或视频放大部分有四种情况：(a)、(b)两种情况只保留了信号的幅度信息，而没有相位信息，称之为非相参雷达接收机。
非相参雷达接收机通常需要采用自动频率微调（AFC）电路，把本机振荡器调谐到比发射频率高或低一个中频的频率。
其中，情况（a）采用对数放大器作为检波器，增大接收机的瞬时动态范围。
对数放大器是一种输入输出信号成对数关系的瞬时压缩动态范围的放大器。
在雷达、通信和遥测等系统中，接收机输入信号的动态范围通常很宽，信号幅度常会在很短的时间间隔内变化70～120 dB，但若要求输出信号保持在 20～40 dB 变化范围内，对数放大器正好可以满足这种要求，对数放大器能提供大于80 dB的有效动态范围。
情况（b）采用线性放大器和包络检波器，为后续检测电路和显示设备提供目标幅度信息。
包络检波器只适用于调幅信号，主要用于标准调幅信号的解调，从接收信号中检测出包络信息，它的输出信号与输入信号包络成线性关系。
情况（c）和情况（d）均保留了回波信号的相位信息，称之为相参接收机。
在相参接收机中，稳定本机振荡器（STALO）的输出是由产生发射信号的相参源（频率合成器）提供的。
正交测相位的方法
正交测相位的方法
正交测相位的方法是一种用于精确测量信号之间相位差的技术，主要应用于信号处理、通信系统和激光测距等领域。
以下是一些实现正交测相位的方法：
1. 数据采样：对待测信号进行数据采样，得到数字信号。
2. 构建参考信号：根据数字信号构建第一参考信号和第二参考信号，这两个信号通常是正交的，即它们的相位差为90度。
3. 信号相乘与滤波：将待测信号分别与第一参考信号和第二参考信号相乘，然后对相乘后的信号进行滤波，以保留差频项。
4. 正交解调处理：通过正交解调处理，可以获得与相位差相关的直流偏置电平，进而通过采样和计算得到相位差的测量结果。
5. 使用移相器：配合两个正交解调模块，综合两个模块的测量结果，以保证测量精度并分辨两路信号之间的超前滞后关系。
6. 归一化和正交化方法：在相移相位测量中，利用归一化和正交化方法提取待测量相位，这种方法可以在任意未知相移量情况下快速高精度地恢复相位信息。
总的来说，这些方法能够提高相位测量的精度和可靠性，对于需要精确控制和测量相位的应用至关重要。
fpga包络检波原理
fpga包络检波原理
FPGA包络检波原理是一种用于检测模拟信号包络的方法。
在FPGA中，模拟信号首先通过模数转换器（ADC）转换为数字
信号。
然后，通过数字信号处理算法对数字信号进行处理，以提取模拟信号的包络。
具体的原理如下：
1. 模数转换器（ADC）将模拟信号转换为数字信号。
ADC根
据一定的采样率将连续的模拟信号离散化为一系列的数字样本。
2. 通过FPGA中的数字信号处理算法，对数字信号进行滤波。
滤波的目的是去除数字信号中的高频噪声，以便更准确地提取模拟信号的包络。
3. 通过数字信号处理算法对滤波后的信号进行包络提取。
包络提取算法可以通过一系列的数字信号处理方法，如低通滤波，均方根计算等，从数字信号中提取出包络。
4. 最后，通过DAC将数字信号转换为模拟信号，以获得模拟
信号的包络。
总的来说，FPGA包络检波原理是将模拟信号经过ADC转换
为数字信号，通过数字信号处理算法对数字信号进行滤波和包络提取，最终将数字信号通过DAC转换为模拟信号，得到模
拟信号的包络。
这种方法可以在FPGA中实现对模拟信号包
络的准确提取和处理。
正交检波原理
正交检波原理The principle of orthogonal detection is an important concept in signal processing and communication systems. It refers to the process of detecting the amplitude and phase of a modulated signal using a pair of orthogonal signals. 正交检波原理是信号处理和通信系统中的重要概念。
它是指使用一对正交信号来检测调制信号的幅度和相位。
One perspective to consider is the practical application of the orthogonal detection principle in wireless communication systems. In wireless communication, the use of orthogonal detection allows for the efficient extraction of information from modulated signals, enabling reliable transmission of data over the air. 在无线通信系统中，正交检波原理的实际应用可以高效地从调制信号中提取信息，实现可靠的数据传输。
Another perspective to consider is the theoretical basis of the orthogonal detection principle. The concept of orthogonality in signal processing is fundamental to the understanding of how signals can be separated and analyzed. By leveraging the mathematical properties of orthogonality, the orthogonal detectionprinciple enables the accurate demodulation of signals in communication systems. 正交检波原理的理论基础是信号处理中正交性的概念。
目标反射回波检测算法及其FPGA实现之三：平方、积分电路及算法的顶层FPGA实现
⽬标反射回波检测算法及其FPGA实现之三：平⽅、积分电路及算法的顶层FPGA实现⽬标反射回波检测算法及其FPGA实现之三：平⽅、积分电路及算法的顶层FPGA实现在本系列博⽂的第⼀篇中，根据仿真结果，我认为采⽤“反射回波和激励信号互相关”的结果来计算⽬标距离的⽅法具有较⾼性能和计算效率。
在本系列的第⼆篇博⽂中，我在Cyclone系列的低成本FPGA中采⽤半并⾏的“双存储器式的卷积节”结构实现了数据的互相关/卷积/FIR滤波器计算。
作为本系列的第三篇博⽂，我将实现互相关信号的平⽅和积分计算，并将所有算法在顶层⽂件中结合为⼀个整体。
从⽽通过寻找的极值点所在位置来确定⽬标反射回波出现的时间点。
（1）式中的是互相关算法部分，其FPGA实现已在前⽂中介绍过。
根据前⽂定义的符号，将离散化后的互相关信号记为R[k]。
进⼀步离散化后可将（1）改写为如下FPGA能够实现的形式：⼀、平⽅电路的实现使⽤Quartus-II中的MegaWizard配置平⽅计算电路，其结构如下图所⽰。
图1 平⽅电路配置⼆、积分电路设计根据（2）式，要计算⽬标函数P[n]的值，还需要对历史上的值求和（积分）。
我们当然可以⽤缓冲器存储历史上的k0个值，并在每次结果输出之前对缓冲器中的k0个值求和。
如果让k0等于激励信号的长度N，则每次输出P[n]之前都需要计算N-1个加法。
当N为64时（如前⽂所述），这⼏乎是不可完成的任务。
我设计了下图所⽰的电路结构来实现64个历史数据的求和。
图2 积分器电路结构其中⼀位深度为64的移位寄存器的作⽤是提供64个采样之前的“历史数据”。
⾸先对当前数据和最⽼的历史数据求差（补码），再对差不断求和。
这样根据加法交换律，最终求和结果就相当于加⼊了当前数据，减去了最⽼的历史数据。
只要移位寄存器的初值全为0，在进⾏了64次操作后，从输出得到的就是64个历史数据的和（积分）了。
其中⽤MegaWizard配置的移位寄存器结构如下图所⽰。
基于多相滤波简化结构的数字正交相干检波
基于多相滤波简化结构的数字正交相干检波
孟海峰;李明
【期刊名称】《现代电子技术》
【年(卷),期】2005(28)19
【摘要】针对传统正交相干检波方法存在镜频抑制比、数据吞吐率小以及硬件设计资源消耗大的不足,提出了一种基于多相滤波和简化加法器图结构的数字正交相干检波方法,此方法在有效改善系统正交相干检波性能的同时,提高了数据吞吐率,节省了系统实现的硬件资源.理论仿真结果和实际工程应用都验证了所提方法的有效性.
【总页数】3页(P7-9)
【作者】孟海峰;李明
【作者单位】西安电子科技大学,雷达信号处理国家重点实验室,陕西,西安,710071;西安电子科技大学,雷达信号处理国家重点实验室,陕西,西安,710071
【正文语种】中文
【中图分类】TN911.23
【相关文献】
1.基于多相滤波的数字中频正交相干检波系统 [J], 王亚军;李明
2.多相滤波的数字相干检波原理及FPGA实现 [J], 何光明;黄云
3.正交相干检波的多相滤波法及其CPLD实现 [J], 李俊;刘峥
4.基于多相滤波的数字正交检波滤波器的选择 [J], 蓝金巧;孙晓闻;吴顺君
5.多相滤波法实现的数字正交相干检波器 [J], 朱晓华;王建新;于雷
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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。