陈侃 皮明峰 王国波

摘要：文章提出一种短波宽带中频信号数字化实现方法。先对宽带中频信号进行带通采样。为保证多相滤波信道化工程实现，提出双FPGA协处理架构。之后对降采样低通滤波和多相滤波信道化实现方案进行资源分析，得出一种最佳的宽带中频信号数字化实现方法。

关键词：多相滤波；中频数字化；降采样

短波通信通过电离层反射来实现远距离通信。由于电离层高度和密度的时刻变化，使得短波通信稳定性较差。同时，3?30 MHz短波通信频段内的全球用户众多。电磁环境复杂，又极易受到其他通信干扰。为获得抗干扰稳定通信能力，采用宽带接收的频率分集合并技术是种不错的解决方案[1]。但受A/D和FPGA器件处理能力制约，传统短波接收机只能对单个3 kHz带宽的窄带中频信号进行数字化处理。近年来，随着器件能力提升，采用目前高性能的A/D和FPGA芯片使短波宽带中频信号数字化实现成为可能。

1 宽带中频信号下变频设计

对于带通信号，假设信号中心频率为f0；，那对应的上下通带的截止频率为fh=f0+B/2， fl=f0-B/2。其中，B为所处理信号的带宽，根据带通采样定理对其进行均匀采样，满足采样值不失真地重建信号的充要条件为：

本设计中： fh==63+6/2=66 MHz，fl=63-6/2=60 MHz。根据式（1）可得采样频率的频率选择范围为：12∪（13.2，13.3333）∪（14.6667，15）∪（16.5，17.1429）∪（18.8571，20）∪（22，24）∪（26.4，30）∪（33，40）∪（44，60）∪（66，120）∪（132，+∞）单位MHz。考虑到后续下变频降采样过程的整数倍抽取，这里A/D器件选择的采样速率为78.643 2 MHz。

为提升的频率分集增益效果，对于6 MHz带宽的短波中频信号，数字接收机至少需要具有512路基带信号的多相滤波信道化处理能力。……