[发明专利]一种双带宽中频线性调频脉冲信号产生方法及系统

权利要求书

1.一种双带宽中频线性调频脉冲信号产生方法，其特征在于该方法的具体步骤为：

第一步 搭建双带宽中频LFM脉冲信号产生系统

双带宽中频LFM脉冲信号产生系统，包括：RAM初始化模块、基带信号产生模块、正交调制模块和带通滤波模块；

RAM初始化模块的功能为：对RAM进行初始化配置，将I、Q基带数据配置到RAM中；

基带信号产生模块的功能为：在时钟控制下对RAM进行读取，并进行数模转换，形成I、Q基带信号；

正交调制模块的功能为：分别对I、Q基带信号进行低通滤波处理，之后进行正交调制；

带通滤波模块的功能为：根据带宽控制字生成相应的滤波参数，对正交调制信号进行带通滤波处理；

第二步 RAM初始化模块对RAM进行初始化配置

RAM初始化模块对RAM进行初始化配置，将I、Q基带数据x'_I(n)和x'_Q(n)配置到4块RAM中：对应于带宽1的I、Q基带数据x'_I1(n)和x'_Q1(n)配置到RAM1和RAM2中；对应于带宽2的I、Q基带数据x'_I2(n)和x'_Q2(n)配置到RAM3和RAM4中；

利用数学公式和分别得到带宽1和带宽2基带复信号数据x₁(n)和x₂(n)；提取基带复信号数据x₁(n)的实部x_I1(n)和虚部x_Q1(n)，提取基带复信号数据x₂(n)的实部x_I2(n)和虚部x_Q2(n)；

对x_I1(n)、x_I2(n)、x_Q1(n)、x_Q2(n)分别进行尺度变换：x'_I1(n)＝x_I1(n)·(K-1)+K，x'_I2(n)＝x_I2(n)·(K-1)+K，x'_Q1(n)＝x_Q1(n)·(K-1)+K，x'_Q2(n)＝x_Q2(n)·(K-1)+K，得到带宽1的I、Q基带数据x'_I1(n)和x'_Q1(n)；得到带宽2的I、Q基带数据x'_I2(n)和x'_Q2(n)；

其中j表示e^j[·]为复数形式；μ₁、μ₂分别为带宽1、带宽2的调频斜率，μ₁＝B₁/τ，μ₂＝B₂/τ，B₁、B₂分别为带宽1、带宽2信号的带宽，当带宽控制字W＝0时，选择带宽B₁；当带宽控制字W＝1时，选择带宽B₂，带宽1大于带宽2；n为时域点数索引值，n＝1,2,...,N；N为正交数据样本的宽度，N＝f_s·τ，τ为脉冲宽度，f_s为采样频率，当W＝0时，f_s＝5·B₁/2；当W＝1时，f_s＝5·B₂/2；K＝2^m-1，K为尺度变换率，m为正交数据样本的分辨率；

第三步 基带信号产生模块进行数模转换

基带信号产生模块在带宽控制字W＝0时，产生时钟1，时钟1频率f_c1＝5·B₁/2，在时钟1控制下，同时读取RAM1和RAM2；在带宽控制字W＝1时，产生时钟2，时钟2频率f_c2＝5·B₂/2，在时钟2控制下，同时读取RAM3和RAM4；

对带宽1的I、Q基带数据x'_I1(n)和x'_Q1(n)进行数模转换，转换频率等于时钟频率，形成带宽1的I、Q基带信号x_I1(t)和x_Q1(t)，t为时间参数；

对带宽2的I、Q基带数据x'_I2(n)和x'_Q2(n)进行数模转换，转换频率等于时钟频率，形成带宽2的I、Q基带信号x_I2(t)和x_Q2(t)；

第四步 正交调制模块分别对I、Q基带信号进行正交调制

带宽控制字W＝0时，正交调制模块分别对带宽1的I、Q基带信号x_I1(t)和x_Q1(t)进行低通滤波处理：x'_I1(t)＝LPF{x_I1(t)}，x'_Q1(t)＝LPF{x_Q1(t)}，得到低通滤波处理后的I、Q基带信号x'_I1(t)和x'_Q1(t)，LPF{·}表示低通滤波运算，截止频率为B₁/2；对低通滤波处理后的I、Q基带信号x'_I1(t)和x'_Q1(t)进行正交调制：x₁(t)＝x_I1(t)cos(2πf₀t)-x_Q1(t)sin(2πf₀t)；f₀为中频LFM脉冲信号的中心频率，x₁(t)为带宽1的正交调制信号；

带宽控制字W＝1时，正交调制模块分别对带宽2的I、Q基带信号x_I2(t)和x_Q2(t)进行低通滤波处理：x'_I2(t)＝LPF{x_I2(t)}，x'_Q2(t)＝LPF{x_Q2(t)}，得到低通滤波处理后的I、Q基带信号x'_I2(t)和x'_Q2(t)，截止频率为B₂/2；对低通滤波处理后的I、Q基带信号x'_I2(t)和x'_Q2(t)进行正交调制：x₂(t)＝x_I2(t)cos(2πf₀t)-x_O2(t)sin(2πf₀t)，x₂(t)为带宽2的正交调制信号；

第五步 带通滤波模块对正交调制信号进行带通滤波处理

在带宽控制字W＝0时，带通滤波模块确定出带通滤波左相对下降3dB边频点f₁₁＝f₀-B₁/2和带通右相对下降3dB边频点f₁₂＝f₀+B₁/2，按照带通滤波左、右相对下降3dB的边频点f₁₁和f₁₂对带宽1的正交调制信号x₁(t)进行带通滤波：x₁'(t)＝BPF{x₁(t)}，得到带通滤波后的中频LFM脉冲信号x₁'(t)，其中BPF{·}表示带通滤波运算；

在带宽控制字W＝1时，带通滤波模块带通滤波左相对下降3dB边频点f₂₁＝f₀-B₂/2，带通右相对下降3dB边频点f₂₂＝f₀+B₂/2，按照带通滤波左、右相对下降3dB的边频点f₂₁和f₂₂对带宽2的正交调制信号x₂(t)进行带通滤波：x₂'(t)＝BPF{x₂(t)}，得到带通滤波后的中频LFM脉冲信号x₂'(t)。

2.一种双带宽中频LFM脉冲信号产生系统，其特征在于包括：RAM初始化模块、基带信号产生模块、正交调制模块和带通滤波模块；

RAM初始化模块的功能为：对RAM进行初始化配置，将I、Q基带数据配置到RAM中；

基带信号产生模块的功能为：在时钟控制下对RAM进行读取，并进行数模转换，形成I、Q基带信号；

正交调制模块的功能为：分别对I、Q基带信号进行低通滤波处理，之后进行正交调制；

带通滤波模块的功能为：根据带宽控制字生成相应的滤波参数，对正交调制信号进行带通滤波处理；

RAM初始化模块对RAM进行初始化配置：

RAM初始化模块对RAM进行初始化配置，将I、Q基带数据x'_I(n)和x'_Q(n)配置到4块RAM中：对应于带宽1的I、Q基带数据x'_I1(n)和x'_Q1(n)配置到RAM1和RAM2中；对应于带宽2的I、Q基带数据x'_I2(n)和x'_Q2(n)配置到RAM3和RAM4中；

利用数学公式和分别得到带宽1和带宽2基带复信号数据x₁(n)和x₂(n)；提取基带复信号数据x₁(n)的实部x_I1(n)和虚部x_Q1(n)，提取基带复信号数据x₂(n)的实部x_I2(n)和虚部x_Q2(n)；

对x_I1(n)、x_I2(n)、x_Q1(n)、x_Q2(n)分别进行尺度变换：x'_I1(n)＝x_I1(n)·(K-1)+K，x'_I2(n)＝x_I2(n)·(K-1)+K，x'_Q1(n)＝x_Q1(n)·(K-1)+K，x'_Q2(n)＝x_Q2(n)·(K-1)+K，得到带宽1的I、Q基带数据x'_I1(n)和x'_Q1(n)；得到带宽2的I、Q基带数据x'_I2(n)和x'_Q2(n)；

其中j表示e^j[·]为复数形式；μ₁、μ₂分别为带宽1、带宽2的调频斜率，μ₁＝B₁/τ，μ₂＝B₂/τ，B₁、B₂分别为带宽1、带宽2信号的带宽，当带宽控制字W＝0时，选择带宽B₁；当带宽控制字W＝1时，选择带宽B₂，带宽1大于带宽2；n为时域点数索引值，n＝1,2,...,N；N为正交数据样本的宽度，N＝f_s·τ，τ为脉冲宽度，f_s为采样频率，当W＝0时，f_s＝5·B₁/2；当W＝1时，f_s＝5·B₂/2；K＝2^m-1，K为尺度变换率，m为正交数据样本的分辨率；

基带信号产生模块进行数模转换：

基带信号产生模块在带宽控制字W＝0时，产生时钟1，时钟1频率f_c1＝5·B₁/2，在时钟1控制下，同时读取RAM1和RAM2；在带宽控制字W＝1时，产生时钟2，时钟2频率f_c2＝5·B₂/2，在时钟2控制下，同时读取RAM3和RAM4；

对带宽1的I、Q基带数据x'_I1(n)和x'_Q1(n)进行数模转换，转换频率等于时钟频率，形成带宽1的I、Q基带信号x_I1(t)和x_Q1(t)，t为时间参数；

对带宽2的I、Q基带数据x'_I2(n)和x'_Q2(n)进行数模转换，转换频率等于时钟频率，形成带宽2的I、Q基带信号x_I2(t)和x_Q2(t)；

正交调制模块分别对I、Q基带信号进行正交调制：

带宽控制字W＝0时，正交调制模块分别对带宽1的I、Q基带信号x_I1(t)和x_Q1(t)进行低通滤波处理：x'_I1(t)＝LPF{x_I1(t)}，x'_Q1(t)＝LPF{x_Q1(t)}，得到低通滤波处理后的I、Q基带信号x'_I1(t)和x'_Q1(t)，LPF{·}表示低通滤波运算，截止频率为B₁/2；对低通滤波处理后的I、Q基带信号x'_I1(t)和x'_Q1(t)进行正交调制：x₁(t)＝x′_I1(t)cos(2πf₀t)-x′_Q1(t)sin(2πf₀t)；f₀为中频LFM脉冲信号的中心频率，x₁(t)为带宽1的正交调制信号；

带宽控制字W＝1时，正交调制模块分别对带宽2的I、Q基带信号x_I2(t)和x_Q2(t)进行低通滤波处理：x'_I2(t)＝LPF{x_I2(t)}，x'_Q2(t)＝LPF{x_Q2(t)}，得到低通滤波处理后的I、Q基带信号x'_I2(t)和x'_Q2(t)，截止频率为B₂/2；对低通滤波处理后的I、Q基带信号x'_I2(t)和x'_Q2(t)进行正交调制：x₂(t)＝x′_I2(t)cos(2πf₀t)-x′_Q2(t)sin(2πf₀t)，x₂(t)为带宽2的正交调制信号；

带通滤波模块对正交调制信号进行带通滤波处理：

在带宽控制字W＝0时，带通滤波模块确定出带通滤波左相对下降3dB边频点f₁₁＝f₀-B₁/2和带通右相对下降3dB边频点f₁₂＝f₀+B₁/2，按照带通滤波左、右相对下降3dB的边频点f₁₁和f₁₂对带宽1的正交调制信号x₁(t)进行带通滤波：x₁'(t)＝BPF{x₁(t)}，得到带通滤波后的中频LFM脉冲信号x₁'(t)，其中BPF{·}表示带通滤波运算；

在带宽控制字W＝1时，带通滤波模块带通滤波左相对下降3dB边频点f₂₁＝f₀-B₂/2，带通右相对下降3dB边频点f₂₂＝f₀+B₂/2，按照带通滤波左、右相对下降3dB的边频点f₂₁和f₂₂对带宽2的正交调制信号x₂(t)进行带通滤波：x₂'(t)＝BPF{x₂(t)}，得到带通滤波后的中频LFM脉冲信号x₂'(t)。