多相滤波器的设计

摘要

软件雷达是现代雷达的重要发展方向。其中数字化中频接收系统是关键技术之一。本论文以某雷达数字化接收系统为背景,主要研究其中的关键技术——多相滤波器的原理及设计与仿真。为了更好的理解，本文同时对数字滤波器作了简单的介绍，包括滤波器的定义、分类与实现方式。对无线电中的两个最基础的概念内插与抽取也做了介绍。对多相滤波器的原理进行了详细的说明，从公式推导上进行了理论实现的方法与可能。讨论了多相滤波如何实现信道化。最后介绍了数字滤波器的设计步骤并实现了多相滤波器的MATLＡB仿真。

关键词:多相滤波器、软件无线电、数字滤波器。

Absｔraｃt

Sｏftｗａｒｅraｄar ｉs an impoｒtant dｅveloping dｉrection of modern ｒadar.Ｗhｉｃh digｉtal inｔerｍｅdiate ｆrｅｑueｎcｙrecｅｉving sｙｓｔem is the key ｔｅcｈnical one. Thisｐaper tａking a rａｄar ｓystem for background, dｉgital ｒｅceivinｇmain resｅarｃh key technology －mu ｌtipｈaｓeｔhe prｉnｃiｐｌe ofｆilｔeｒand dｅｓｉｇn ａｎd ｓimulａtioｎ. Ｉｎｏrｄer to betteｒuｎdeｒstanｄing ｏf diｇｉｔal filｔｅr, the pａper ａlｓo makes brief iｎｔroduｃtiｏｎ, includiｎgｔhe definiｔion, clasｓificａtｉｏn ａnd filter ｉｍplｅｍeｎtａtion．The tｗo ｍost basic to raｄio ｔhe concepｔinｔｅｒｐｏｌation and extracｔpｒesented aｌso. The pｒiｎcｉｐｌｅof multiphase ｆｉｌｔｅr for a ｄｅtailｅdｉnｓtrucｔionｓfｒom the formula, the methｏd tｏreaｌize the tｈeorｙwitｈpｏsｓible. Discussｅs hoｗｔｏｒｅalｉze the mｕltiｐhase filｔｅring cｈannelized. At laｓt, the papｅｒｉntroducｅｓｔhe ｄesign procedures ｏf tｈe dｉgｉtal fｉｌter and reａlize thｅmultiｐhaｓe fiｌter MＡTLAＢsiｍulatｉon.

Keywords: ｍultiphａse filter，softｗare radio, digitaｌfｉlterｓ

摘要ﻩ错误!未定义书签。

第一章问题的提出错误!未定义书签。

第二章数字滤波器概论ﻩ错误!未定义书签。

引言............................................................... 错误!未定义书签。

2.1、数字滤波器的定义 ............................. 错误!未定义书签。

2.2、数字滤波器的实现方式 ..................... 错误!未定义书签。

２.3、数字滤波器的分类ﻩ错误!未定义书签。

2.４实际滤波器的设计指标 ....................... 错误!未定义书签。第三章多相滤波器的理论原理ﻩ错误!未定义书签。

引言ﻩ错误!未定义书签。

3．1整数倍抽取 ......................................... 错误!未定义书签。

3.2整数倍内插ﻩ错误!未定义书签。

3.3抽取内插器的实时处理结构——多相滤波结构ﻩ错误!未定义书签。

3.4频域抽取 ................................................ 错误!未定义书签。

3.5用加权函数展宽输出滤波器 ................ 错误!未定义书签。

3.６改变输出采样速率 ............................... 错误!未定义书签。

3．7多相滤波器实现信道化 ..................... 错误!未定义书签。第四章多相滤波器的MＡTLAＢ仿真错误!未定义书签。

引言ﻩ错误!未定义书签。

4．１数字滤波器设计的理论基础ﻩ错误!未定义书签。

４.２FIR窗函数设计法ﻩ错误!未定义书签。

４.3多相滤波器的ＭAＴLAB仿真ﻩXVI

第五章总结ﻩ错误!未定义书签。

参考文献ﻩ错误!未定义书签。

致谢ﻩ错误!未定义书签。

第一章问题的提出

随着A／D(analog－to-digitａl)变换技术、DSP（dｉgiｔａl signaｌproｃessing）技术、FPＧA（field pｒogｒammable gatｅaｒray)技术及ASIC(ａppｌic ａtioｎspeciｆic ｉntｅgrated ｃircuit)等技术的发展，宽带数字化接收机正逐渐成为现代雷达、遥测及通信系统中必不可少的重要组成部分。但不管什么类型的中频数字化接收机，其基本原理框图都可采用中频数字化接收机原理框图如图1所示。

其中多相滤波器是其中的关键技术，多相滤波可以利用抽取因子实现高效滤波,也起到抑制镜像干扰和邻道干扰的作用，因此多相滤波器的设计与研究就显得很重要,本文就在此基础上对多相滤波的原理和实现作了一些简单的讨论。

第二章数字滤波器概论

引言

出自滤波器与模拟滤波器都是一种选频器件，它对某些频率的信号给予很

小的衰减，使具有这些频率分量的信号比较顺利地通过，而对其他不需要的频率分量的信号给予较大幅度衰减,尽可能阻止这些信号通过。数字滤波器和模拟滤波器具有不同的滤波方法,数字滤波器是通过对输入信号进行数值运算的方法来实现滤波的，而模拟滤波器则用电阻、电容、电感及有源器件等构成电路对信号进行滤波。因此，数字滤波器具有比模拟滤波器精度高、稳定性强、灵活度大、体积小、重量轻、不要求阻抗匹配及实现模拟滤波器无法实现的特殊滤波功能等优点。数字滤波器要求输入、输出信号均为数字信号。

本章介绍数字滤波器的定义、分类及实际滤波器的设计指标。

2.1、数字滤波器的定义

数字滤波器（Dig ｉｔal Ｆｉlter ）通常是指一个用有限精度算法实现的离散线性时不变系统。因此它具有线性时不变系统的所有特性。

通常用的数字滤波器一般属于选频滤波器。假设数字滤波器的频率响应()j H e ϖ用下式表示：

式中，()j H e ϖ称为滤波器幅频响应；()θϖ称为滤波器相频响应。幅频响应

表示信号通过该滤波器后各频率成分的衰减情况,而相频响应反映各频率成分通过滤波器后在时间上的延时情况。因此,即使两个滤波器幅频响应相同,只要相频响应不同，对应相同的输入，滤波器的输出信号波形也是不一样的。

滤波器的特性最容易通过它的幅频响应的形状来描述。滤波器在某个频率的幅度增益决定了滤波器对此频率输入的放大因子，增益可任意取值。增益高的频率范围，信号可以通过，称之为滤波器的通带；相反增益低的频率范围,滤波器对信号有衰减或阻塞作用,称之为滤波器的阻带。例如低通滤波器使低频成分通过，阻碍高频成分；高通滤波器则相反,使高频成分通过,阻碍低频成分。理想滤波器的幅频响应是矩形，即通带的增益为1,阻带的增益为0，然而这种理想滤

２.2、数字滤波器的实现方式

()()()

j j j H e H e e θϖϖϖ=)(|ωj e H 通带阻带