背景:利用带通采样定理得到了离散的中频采样信号f(nTs),但是此数字信号是高速的,无法直接给低速的数字信号处理模块利用。需要将中频信号变到基频信号。
    定义:通过数字混频、低通滤波、数据抽取,将高速的中频信号(雷达fc+fd),转为低速的基带信号数据流(fd)。一般用正交双通道的复信号处理结构,将采样得到的实信号,变为IQ双通道的复信号,方便后面的数据处理(如匹配滤波等),也可防止频谱混叠因为I+jQ信号的频谱只有正频率部分,无负频率。
    正交混频数字下变频分类:低通滤波法,插值法,多项滤波法。
    基本原理:
    一、传统数字下变频
    1.
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    进行低通滤波后,得到的基带信号,仍然被高速fs抽取的,所以还需要M倍抽取减少数据量。这很不经济。假设滤波完后,还剩N个采样点,则其滤波卷积运算的计算速度必须满足image.png

    2.
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    NCO:数字控制振荡器,其实就是产生离散的正弦波值,用于和采样信号S(n)(或X(n))混频,简单的NCO可以用查找表的方法获得(DDS)。
    CIC:梳妆滤波器,跟M倍抽取作用一样。是在高速抽取或者插值系统中经常使用的滤波器。N为其抽取因子。
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    频谱:
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    FIR、LFP:有限低通滤波器,去除混频之后的高频带,保留基带信号。

    二、多项滤波原理的数字下变频
    1.背景:我们知道,我们在M倍抽取前往往经过一个低通滤波器,我们可以将此滤波器分解成多个分支滤波器组,叫做多项分解,提高滤波器卷积效率和计算速度,降低滤波器的设计难度。
    2.多项分解步骤:
    FIR/LFP滤波器:
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    此时仍然是先滤波,再抽取,卷积后没被抽到的数据白白浪费,效率低下,根据数学关系,我们可以改变抽取和滤波的顺序,从而避免对不必要数据的滤波,同时抽取降低了给滤波器发数据的速率,降低了滤波器设计要求。
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    各分支滤波器需要满足的计算速度:
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    对分支滤波器的计算速率要求降低了M^2倍。