摘要 跟着现代电子战中电磁环境的日益杂乱，军用接纳机需具有一起处理多个信道信号的才能，即具有全概率截获才能。信道化接纳机可将一个杂乱信号分红多个信道，然后便利后续处理。文中使用一种简化的结构验证了该种信道化计划的可行性，并节约了逻辑资源。
关键词 数字下变频;多相滤波;信道化
在电子战中，传统上首要选用扫频式查找接纳机，但其截获概率受查找速度的影响较为严峻，且因其遭到查找速度与分辨率之间联系的限制，所以扫频式接纳机对跳频信号的截获作用很不抱负。信道化接纳机是对某个频段的信号全概率接纳的接纳机，而依据多相结构的信道化接纳机相对于传统意义上的信道化接纳机对同一频段信号而言所需硬件资源更少，且更易于完结。其相对传统的信道化接纳机凭仗其高效的多相结构，使其在多信道处理方面得到了广泛使用，是接纳机的发展趋势。
1 多相滤波结构的信道化原理
1.1 信道的区分
因实信号频谱具有对称特性，所以其频带区分较为特别，这儿只对[0，π]上的频谱进行信道区分。若区分K个信道，各信道的中心频率为ωk=kπ/K+π/2K，其间，k=0，1，…，K-1。
由傅里叶改换可知，低通滤波器的频谱包含正负对称的两部分。为使信道的区分如图1所示，需将滤波函数的频谱悉数移到正半轴，这儿对滤波器的频谱函数做如下改换
此刻反映到频域如图2所示，因而，选用复FIR滤波器对输入的实信号进行滤波。
1.2 依据多相结构滤波器的信道化原理
信道化的首要进程为，先将每个信道乘以
，对信号做频域的搬移，再通过低通滤波器，滤除高频重量，并将频率均降到基带，做下变频，终究进行抽取。信道化结构如图3所示。
图中，ωk表明第k信道的中心频率，H(z)表明低通滤波器。但问题在于，每个信道的信号做完一系列核算之后，再作抽取，中心会有较多数据的核算损耗。因而，需求一种简化的办法使核算变得愈加高效。
依据图3可知
此刻只剩低通滤波和抽取两部分，可用Noble等效再次化简，为此先对FIR滤波器作如下改换
依据Noble等效，可将抽取移到FIR滤波之前，如图5所示。
结合图5并纵观整个体系，简略发现x(n)可当作通过串并转化之后别离进入各个信道，即x(n)的第n=mM+k周期的数据进入第k信道做运算。
此刻现已完结多相滤波的结构简化，回到本文的信道化计划中，依据式(3)和图4，将z用
替代，则式(4)可作如下改换
则有终究的信道化高效结构如图6所示，令每个信道FIR滤波器的输出为yr(nM)，则总输出为
从式(6)可看出，这是一个离散傅里叶改换的办法。因而，整个信道化的进程由FIR滤波和FFT两部分组成。这大幅降低了运算量并节约了资源。
2 硬件完结
文中选用Xilinx系列芯片。假定输入信号为0～32 MHz的实信号，由奈圭斯特采样定理可知，FPGA的作业频率定为64 MHz。0～32 MHz实信号的频域在[-32 MHz，32 MHz]之间，若使每个信道的带宽为1 MHz则需区分64个信道。而做后续处理时，只核算[0，π]区间的32个信道输出的信号即可。
由于作业频率较低，而信道区分较多，所以整个进程需选用串行办法处理。FPGA内部完结的整体框图如图7所示。
2.1 FIR滤波器的规划完结
FPGA内部的FIR滤波器完结结构，如图8所示，512点的FIR滤波器，因共64个信道，所以每个信道要做8个乘法运算。每个信道FIR系数的确认及存储次序参照式(4)，将参数存到ROM中，每个周期读取8个系数，与输入信号相乘，乘得的8个成果再做累加，则是每个信道经FIR核算的成果。因选用串行结构，故每个信道的核算成果会从输出端口，按信道序号的次序，循环输出。
2.2 FFT的规划完结
由于文中选用串行结构，所以FFT部分直接选用Xilinx芯片内部供给的IP Core即可。数据进入FFT模块时，按各个信道次序输入，但依据FFT的核算办法可知，通过蝶形运算后，输出成果的次序会产生改动，此刻可依据模块中输出口xK_index的值辨认某个周期输出的是第几信道的核算成果。因而在FPGA中做后续逻辑时，需注意核算成果与相应序号要坚持对齐，避免核算错误。
3 Matlab仿真剖析
使用Matlab进行仿真验证。采样频率为64MHz，带宽1MHz，若输入为实信号频率为15.7MHz，则信号与各信道的频谱曲线如图9所示。
图10为16信道、49信道(即-16信道)、17信道、48信道(即-17信道)的输出，及相应的频谱图。
由图可见信号出现在第16信道内，信号频率均落到[0 MHz，1 MHz]之间，契合规划要求。
4 结束语
介绍了一种依据多相滤波结构的信道化办法，该办法结构简略、大幅节约了资源，并在FPGA上选用串行结构，完结了32信道的区分。这种多信道的区分和一起处理的才能，可较好地完结对方针信号的全概率截获，在电子侦办范畴具有较高的使用价值。此外，文中介绍的体系作业频率较低，可选用串行结构节约资源。若信号和体系的作业频率较高，则可选用并行结构，此刻若需求，也可使用言语完结FFT的并行处理结构，以进步处理速度。
