靳鹏

【摘要】阐述了数字正交检波的基本原理，设计完成了数字正交检波在FPGA中的实现，最后给出了测试结果，验证了设计的正确性。

【关键词】正交检波;FPGA

Implementation of Digital Orthogonal Demodulation based on FPGA

Jin Peng

Abstract：The basic principle of digital orthogonal demodulation is introduced.Later，it expounds the implementation of digital orthogonal demodulation in FPGA.Finally，the measurement is performed to verify the correctness of the design.

Keywords：Orthogonal Demodulation;FPGA

随着软件无线电技术的发展，传统的模拟接收机已经被数字接收机所取代。相对于模拟接收机中所使用的模拟正交检波，现在的数字接收机中普遍使用数字正交检波，直接对中频信号进行采样，将模拟中频信号转换为数字信号，之后在数字域对信号进行处理，得到两路正交的基带信号[1]。这种方法相较于传统的模拟正交检波方法，具有非常高的精度和稳定性，并且可以提高系统的灵活性。目前，数字正交检波主要是通过使用专用可编程芯片、DSP和FPGA这三种方式来实现。FPGA具有出色的并行处理能力，适用于相关运算和滤波等各种复杂的数字信号处理运算。此外，FPGA的可编程性使其具有极大的灵活性，非常便于系统的功能扩充和升级，是目前被普遍采用的一种数字正交检波实现方法。本文基于Altera公司的StratixⅢ系列中的EP3SE110F1152来实现对一中频窄带信号的数字正交检波及后续处理。

1.数字正交检波的原理

对于一个实的窄带信号，其可以表示为：

（1）

上式中xI（t）和xQ（t）分别是信号的同相分量和正交分量，为信号载频，a（t），（t）分别为信号包络和相位，并且有如下关系：

（2）

（3）

（4）

（5）

信号同相分量和正交分量构成的复包络信号为：

（6）

它包含了信号的所有有用信息。I、Q分量的幅度和相位关系反应了期望信号的幅度和相位关系。因此，在正交解调过程中，I、Q分量的相对关系必须严格保持，以确保能得到高质量的信号。……