刘金鹏，安 涛，郑继刚

(中国船舶重工集团公司第七二三研究所，江苏 扬州 225101)

0 引 言

数字射频存储器(DRFM)以高速采样和数字存储为技术基础，具有对射频信号的存储和再现能力，是为适应现代复杂而密集的威胁信号环境而发展起来的一种新型载频重构技术。随着计算机技术、微波技术和微电子技术的不断发展，雷达性能越来越先进，抗干扰手段越来越多，作战平台面临的威胁环境日益复杂，DRFM的性能得到世界各国的普遍重视。利用可编程逻辑器件，DRFM可以对转发信号进行延时、频移控制，从而实现对现代雷达系统的有效干扰。随着软件无线电理念的兴起，多相滤波器的信道化理论因其全宽开全概率接收能力、降低采样率与大幅提高运算速率的能力的优势,获得了更多的关注。本文将多相滤波器信道化与DRFM相结合，从而高效实现了多信号处理。

1 模型理论分析

数字射频存储(DRFM)需要对具有一定带宽范围的射频信号存储并精确复制输出。数字射频存储技术的关键是对信号的采样、存储、复制和重构。典型的 DRFM 系统如图1所示。

图1 DRFM系统结构

但随着对信号瞬时带宽的要求越来越高，对器件的要求也越来越高，当然最简单直接的办法是选用高性能的器件，但也会造成对整个硬件平台要求更加苛刻。所以选择信道化DRFM系统，将中频信号搬移至基带，进行DRFM处理，再选择不同信道搬移至中频发射，如图2所示。

图2 信道化DRFM结构

实信号的信道化接收，是把宽带信号S(n)均匀分为D个子频带，将每个子频带分别搬移至基带，再用低通滤波器HLP(n)滤出对应的子频带的信号。滤波后信道的带宽为π/D，所以可对其进行2D倍抽取，从而获得低采样率信号。其实现结构如图3所示。每个信道对应的中心角频率ωk由下式得到：

(1)

这种滤波器组将整个采样频带均匀化输出，使得信号无论何时何地信号，均能加以截获，并进行解调分析，所以这种滤波器组信道化接收机具备全概率截获的能力，是侦收调频、“突发”以及自适应通信信号的理想接收机。但信道多时，D值就会很大，低通滤波器所需的阶数可能会变得非常大，而在每个信道都要配一个这样的滤波器时，实现效率会非常低，所以就需要一种高效的实现方法，即多相滤波实现法。

图3 实信号滤波器的低通实现

图4所示的多相滤波信道化接收机数学模型，在信号通过低通滤波器之前，已经进行了D倍抽取处理，降低低通滤波器的阶数，使得运算量降为1/D，增强其实时运算能力，实现效率得以提高。在后续的DRFM处理中，单个子频带的信号数据量也相应减少，整个运算处理过程所需资源减少，更加高效、高速。

图4 信道化接收机数学模型(实信号)

在对信号进行信道化接收处理之后，需要将处理过的信号进行发射。与信道化接收结构类似，信道化发射机的数学模型如图5所示。

2 试验结果分析

仿真模型参数：采样率为2.4 GHz，信道化数目为16，低通滤波器通带波动Rp为3 dB，阻带波动Rs为60 dB。

输入信号为800 MHz的正弦信号1(实信号)，如图6所示。根据公式得到其子频带的中心角频率为787.5 MHz，故子频带应得到12.5 MHz的正弦信号，如图7所示。经信道化发射机处理后得到信号如图8所示。

输入信号为640 MHz与500 MHz的正弦信号2(实信号)，如图9所示。根据公式得到其子频带的中心角频率分别为637.5 MHz与487.5 MHz，故子频带应得到2.5 MHz与12.5 MHz的正弦信号，如图10、图11所示。经信道化发射机处理后得到信号如图12所示。

图5 信道化发射机数学模型(实信号)

图6 输入信号1

图7 子信道信号

图8 信道化发射信号

图9 输入信号2

图10 子信道信号

3 结束语

信道化DRFM系统基本可以恢复原始信号，失真原因主要是由于滤波器并非理想情况而造成的信道重合和信号相位不连续。但恢复的信号频率准确，无论是单频点信号还是多频点信号均可以准确恢复。

图11 子信道信号

图12 信道化发射信号