[发明专利]一种基于P波段射频采样的级联数字滤波抗通信干扰方法

摘要

本发明涉及雷达抗有源干扰领域，特涉及一种基于P波段射频采样的级联数字滤波抗通信干扰方法。本发明通过将雷达接收的射频回波信号由ADC芯片直接带通采样数字化，采样后的数字信号进行数字下变频，经过数字混频、多级抽取滤波后，得到所需的基带信号，并且不引入频谱混叠，达到高性能数字滤波的带外抑制能力，使得工作频点以外的通信干扰得以滤除，满足目标检测显示的要求。本发明使得雷达副瓣进入的同频段通信干扰可以被有效抑制，提升雷达抗干扰能力，改善录取检测画面。

主权项

1.一种基于P波段射频采样的级联数字滤波抗通信干扰方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、射频回波信号采样步骤，包括以下子步骤：1.1射频输入与采样频率产生子步骤：经过接收前端放大滤波处理的射频回波信号S(t)输入ADC芯片，同时通过全相参直接频率合成器产生采样频率fs；其中fs需满足fs≥2B且2fH/(m+1)≤fs≤2fL/m,m＝0,1,2...，fH＝f0+B/2,fL＝f0-B/2，fH为雷达工作频段的上截止频率，fL为工作频段的下截止频率，f0为工作频段的中频频率，B为工作频带带宽，m为自然数；1.2模数转换子步骤：在ADC芯片中利用步骤1.1产生的采样频率fs对输入的射频回波信号S(t)进行带通采样，将高频模拟信号转换为数字离散信号；步骤二、第一次DDC抽取滤波步骤，包括以下子步骤：2.1混频频率产生子步骤：通过频率调谐字和相位偏移字设置ADC芯片的12位NCO，产生混频频率，频率调谐字NCO_FTW为： N C O _ F T W = r o u n d ( 2 12 M o d ( f c , f s ) f s ) ]]>其中：fc是所需的载波频率；Mod()是求余函数；round()是四舍五入函数；根据频率调谐字NCO_FTW产生的实际混频频率fc-actual为： f c - a c t u a l = N C O _ F T W × f s 2 12 ; ]]>2.2数字混频正交处理子步骤；将步骤1.2产生的回波数字信号S(n)与步骤2.1产生的混频频率进行数字混频处理，雷达接收到的回波信号S(n)表示为：其中：a(n)是信号的幅度；是信号的相位；Ts是采样时间；x(n)是S(n)的复包络，包含了S(n)的有用信息；将S(n)与exp(-2πfcnTs)相乘，除掉载频分量，变成零频，转为所需的基带信号，其表示形式为：即得到两路正交的I、Q数字信号，其中I路信号为Q路信号为2.3数字抽取滤波子步骤；滤波抽取后I(n)和Q(n)两路正交数字信号分别输出为yI1(n)和yQ1(n)，则： y I 1 ( n ) = h ( N - 1 2 ) × I ( 2 n - N - 1 2 ) + Σ m = 1 ( N - 1 ) / 2 h ( N - 1 2 - m ) [ I ( 2 n - N - 1 2 + m ) + I ( 2 n - N - 1 2 - m + 1 ) ] ]]> y Q 1 ( n ) = h ( N - 1 2 ) × Q ( 2 n - N - 1 2 ) + Σ m = 1 ( N - 1 ) / 2 h ( N - 1 2 - m ) [ Q ( 2 n - N - 1 2 + m ) + Q ( 2 n - N - 1 2 - m + 1 ) ] ]]>h(n)为滤波器的冲击响应，N为滤波器的节数；步骤三、高速数据传输步骤，进行ADC芯片数据与处理芯片数据之间传输；步骤四、第二次DDC级联抽取滤波步骤：4.1数字混频校正子步骤；利用处理芯片产生混频频率，与步骤3.3送来的数字信号yI1(n)和yQ1(n)进行混频，并通过处理芯片的48位NCO有效校正ADC芯片产生的频偏误差，同时将窄带信号搬移到基带，得到两路数字信号yI1'(n)和yQ1'(n)；4.2级联数字抽取滤波子步骤；对步骤4.1产生的数字信号yI1'(n)和yQ1'(n)首先第一级使用累加器、抽取器和减法器组合的高效滤波处理，累加器的状态方程为y(n)＝y(n-1)+x(n),其传输函数为减法器的状态方程为y(n)＝x(n)-x(n-D)，D为抽取因子，其传输函数为h2(z)＝1-z-D；通过5级累加器、5倍抽取器和5级减法器组合的高效滤波器进行抽取滤波处理后得到两路数字信号分别yI2'(n)和yQ2'(n)，其中 y Q 2 ′ ( n ) = ( 1 - z - 5 1 - z - 1 ) 5 y Q 1 ′ ( n ) , y I 2 ′ ( n ) = ( 1 - z - 5 1 - z - 1 ) 5 y I 1 ′ ( n ) ; ]]>使用第二级偶对称FIR滤波器，进行2倍抽取滤波，将数据率降为18MHz，得到两路数字信号分别yI3'(n)和yQ3'(n)；将低通滤波器和抽取器结合在一起对输入信号yI3'(n)和yQ3'(n)进行抽取整形滤波，设滤波器的冲击响应为h(n)，则其Z域变换H(z)为当抽取因子为D时，滤波器的传递函数H(z)可表示为： H ( z ) = ... + h ( - D ) · z D + h ( - ( D - 1 ) ) · z ( D - 1 ) + ... + h ( - 1 ) · z 1 + h ( 0 ) · z 0 + h ( 1 ) · z - 1 + ... + h ( D ) · z - D + h ( D + 1 ) · z ( D + 1 ) + ... = Σ K = 0 D - 1 Σ n = - ∞ + ∞ z - K · h ( n D + K ) · z - n D = Σ K = 0 D - 1 z - K [ Σ n = - ∞ + ∞ h ( n D + K ) · z - n D ] ]]>令则输入信号yI3'(n)和yQ3'(n)通过传递函数H(z)的9倍抽取滤波会后输出信号为yI4'(n)和yQ4'(n)。