專利名稱：：采用多信道數(shù)字處理的高頻接收機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及高頻寬帶接收機。
背景技術(shù)：
：在用于不同領(lǐng)域的這種接收機中，接收子系統(tǒng)一般以低噪聲前端放大器開始，它通常經(jīng)天線濾波器與天線耦合。然后，有一個或多個變頻，以得到較低頻率的有用信號，因而更容易處理。通常，還將該有用信號數(shù)字化，以供后續(xù)處理。當(dāng)前的趨勢是將模數(shù)變換盡可能在接收子系統(tǒng)內(nèi)靠上游設(shè)置。不同的公開物都報導(dǎo)了這種情況。這種趨勢對于軟件無線電(softwareradio)領(lǐng)域特別有用。J.Mitola的論文"SoftwareRadiosSurvey,CriticalEvaluationandFutureDirections"(IEEENationalTelesystemConference,Washington,DC，May19—20,1992)揭示了軟件無線電的一般原理。已知B.Denby等人的論文"Towardsasoftware-radioenabledbroadcastmedianavigator"(4thEURASIPConferenceonVideo/ImageProcessingandMultimediaCommunications,2-5July,2003，Zagreb,Croatia)。該論文提出用專用計算機控制卡將AM頻段的信號數(shù)字化，并試圖恢復(fù)經(jīng)解調(diào)的信號，以便區(qū)分音樂和語音成分。這是通過使用集中在選定的調(diào)制頻率的帶通濾波器和通過將所得信號十中抽一來實現(xiàn)的。所得到的結(jié)果只是部分令人滿意，因為單個電臺沒有真正被解碼，而且還必需用PC來執(zhí)行，這就限制了這種體制的自治性。這些采用數(shù)字處理的射頻接收機的設(shè)計并不是在每種情況下都能令人滿意。特別是在必須同時接收許多從不同的載波中提取的軌道(track)或信道時更是這樣。本發(fā)明就是為了改善這種狀況而提出的。
發(fā)明內(nèi)容為此，提出一種具有包括低噪聲放大器后接采用模數(shù)變換的處理級的接收子系統(tǒng)的類型的高頻接收機。模數(shù)變換器以對應(yīng)于帶通采樣的所選速率(F_e)對低噪聲放大器的輸出進行操作，而處理級包括定制電路，該定制電路具有輸入存儲器，配置成包含N個相繼的數(shù)字采樣，這些數(shù)字采樣以M個采樣的塊為單位以選定的速率更新，選定的截止頻率的復(fù)數(shù)數(shù)字低通濾波功能元件，用來對輸入存儲器進行操作，以提供N個經(jīng)濾波的數(shù)字采樣，對N個經(jīng)濾波的數(shù)字采樣進行操作的M周期相加功能元件，用來提供M個經(jīng)濾波和相加的數(shù)字采樣，MXM離散傅立葉變換級，用來對這M個經(jīng)濾波和相加的數(shù)字采樣進行操作。傅立葉變換的M個輸出端上的數(shù)字信號表示其寬度由上述低通濾波器的截止頻率限定的M個分離的信道。本發(fā)明還涉及包括如上所述的接收機的雷達(dá)設(shè)備。通過對以下的詳細(xì)說明以及附圖的研究，本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將變得明顯，在這些附圖中圖1示出了雷達(dá)的總體布置圖，圖2示出了雷達(dá)接收機的總體工作示意圖，圖3示出了根據(jù)圖2的雷達(dá)接收機的工作示意圖，其中接收子系統(tǒng)在變頻后被數(shù)字化，圖4示出了所提出的接收機的一個實施例的總體工作示意圖，圖5為圖4所示接收機的一個部分的更為詳細(xì)的示意圖，圖6為圖4所示接收機的另一個部分的更為詳細(xì)的示意圖，其考慮到數(shù)字信號的2分量性質(zhì)(I和Q)，圖7為在圖4所示的接收機內(nèi)所執(zhí)行的部分處理的流程圖，圖8為例示X-Y的示意圖，示出了對一個軌道的輸出處理，圖9為例示X-Y的示意圖，示出了對M個軌道的輸出處理，圖10為對M個輸出軌道上的分量I和Q的解調(diào)的總體工作示意圖，以及圖11為可以施加于來自圖4所示接收機的輸出信號的被動雷達(dá)處理的工作示意圖。具體實施例方式這些附圖和以下說明主要含有性質(zhì)明確的部分。這些部分不僅可以有助于使本發(fā)明更易理解，而且在有些情況下還可以有助于其定義。在圖1所示的雷達(dá)系統(tǒng)中，發(fā)射機1向天線10提供向目標(biāo)2輻射的理論上經(jīng)調(diào)制的射頻信號。目標(biāo)2反向散射的輻射由接收機3的天線30獲得，接收機3還接收發(fā)射的信號19或者所發(fā)射的信號的電子表示19，電子表示19足以限定所發(fā)射的信號，至少在它的時間特征上。根據(jù)天線30獲得的信號或"回波"以及根據(jù)信號19，接收機進行處理，從而可以知道目標(biāo)2的速度和/或距離。理論上，距離處理與傳播時間有關(guān)，而速度處理與多普勒效應(yīng)頻移有關(guān)。圖2示出了雷達(dá)接收機的總體結(jié)構(gòu)。在天線30和其可選射頻帶通濾波器后，通常有一個低噪聲高頻放大器33，接著是至少一個變頻級35(或者是用于"中頻"的IF)。接收子系統(tǒng)的其余部分包括解調(diào)功能元件37，后面是雷達(dá)處理級8，其提供如以上所述的可以確定目標(biāo)2的速度和/或距離的處理。詳細(xì)地說-天線30適合所用的頻帶，像其帶通濾波器31那樣，用來選擇存在雷達(dá)信號的頻帶，_低噪聲放大器33校正接收的信號的電平不使信號受到噪聲的污染，-變頻級35是一個頻率變換器。變頻級35執(zhí)行將所接收的信號(通常來自高頻天線)移到較低的甚至為零的所謂中頻(IF)的變換。變頻級35需要有本機振蕩器(未示出)，它通常必需與發(fā)射機同步，這意味著該本機振蕩器與發(fā)射機的振蕩器之間在頻率和相位上的偏差必需是已知的或者可確定的；_用于所發(fā)射的信號的基帶恢復(fù)的解調(diào)器；_用于確定關(guān)于目標(biāo)的速度和距離的數(shù)據(jù)的處理部件。現(xiàn)代雷達(dá)接收機被數(shù)字化，例如圖3所示。在中頻(IF)上的級35后，有模數(shù)變換39，被稱為"復(fù)數(shù)模數(shù)變換"，因為它以復(fù)數(shù)的形式具有兩個分量。最為常見的是，區(qū)分為分量I(同相分量)和分量Q(正交分量)。這兩個分量可以準(zhǔn)確地反映正弦信號的振幅和相位。在數(shù)字化雷達(dá)接收機中，解調(diào)功能不再是那樣明顯地顯露。這就是為什么有將模數(shù)變換39作為處理8的一部分的傾向。然后，對這些數(shù)字信號執(zhí)行實際的處理過程81。而且，這些處理過程例如可以至少部分在可編程電路內(nèi)執(zhí)行，可編程電路可以是數(shù)字信號處理器類型("DSP"(數(shù)字信號處理器的簡稱)、微處理器，或者"FPGA"(現(xiàn)場可編程門陣列的簡稱))。在雷達(dá)發(fā)射機與接收機靠在一起(通常，使用同一個天線)時，稱為單基地雷達(dá)。在發(fā)射與接收位置分離時，使用術(shù)語雙基地雷達(dá)。從另一角度來看，本身進行發(fā)射的常規(guī)雷達(dá)稱為"主動"雷達(dá)。術(shù)語"被動"或機會雷達(dá)(o卯ort皿isticradar)指的是利用已經(jīng)現(xiàn)有的用于其他用途的發(fā)射的那些雷達(dá)，這些現(xiàn)有的發(fā)射例如有-模擬無線電和電視廣播信號，F(xiàn)M和TV，-數(shù)字無線電和電視廣播信號，DAB、DVB-S和DVB-T，-GSM信號。另一方面，目前尚不能利用衛(wèi)星信號，因為這些信號的功率太低，不好開發(fā)利用。被動雷達(dá)是意在同時接收若干發(fā)射的情況的例子。因此，需要使用若干接收子系統(tǒng)。本發(fā)明計劃提出一個更為有效的方法。圖4為如在這里所提出的接收機的總體概要示意圖。如前面那樣，有適合所用頻帶(通過其帶通濾波器，未示出)的天線30，接著是低噪聲放大器33。模數(shù)變換器40對低噪聲放大器的輸出進行操作，而沒有任何先前的變頻。處理的其余部分可以在可編程電路5內(nèi)執(zhí)行，如下面將要說明的那樣。輸出可以送至通信接口61接著由微型計算機63用于后處理。在這里所說明的例子中，天線30和低噪聲放大器33集成在0NEF0RALL-SV9510天線內(nèi)。模數(shù)變換器40是由AnalogDevices生產(chǎn)的電路AD9433，而可編程電路5是Altera生產(chǎn)的StratixEP2S180FPGA電路，適當(dāng)?shù)鼐幊桃园瑢崿F(xiàn)上述功能的計算機代碼。也可以用ASIC型的另外的專用電路來代替FPGA。也可以使用技術(shù)人員所認(rèn)可的其他元件和電路。為了有助于理解，下面將參考例子來說明可編程電路5所執(zhí)行的處理。這個例子是稱為FM頻帶的其范圍大約從88MHz到108MHz的頻率調(diào)制無線電頻帶。發(fā)射機以大約5200kHz至400kHz彼此隔開。而且，每個發(fā)射機以限于100kHz左右的調(diào)制頻偏(帶寬為200kHz)進行發(fā)射。在這個例子中，模數(shù)變換器40可以具有43.9腿z的采樣率F_e，以14比特進行操作。因此，采樣周期Te稍小于23毫微秒。處理于是包括4個步驟SI至S4，結(jié)合圖7說明如下。SI:濾波這個步驟由單元51執(zhí)行，其中來自模數(shù)變換器40(圖7中標(biāo)為700)的N個相繼數(shù)字采樣順序填入具有N級的FIFO存儲器510(圖7中的操作702)。存儲器510被稱為"存儲器M1"。在這個例子中，存儲器M1的大小為NX14比特。由于在下文中將理解的原因，還有N=K*M。此外，在511內(nèi)已存有N個精度與從模數(shù)變換器40得到的采樣相同的系數(shù)。這N個系數(shù)對應(yīng)于低通的Butterworth帶通濾波器Flp的系數(shù)。這個濾波器優(yōu)選的是有限脈沖響應(yīng)(FIR)類型，雖然至少在穩(wěn)定性不是很關(guān)鍵的一些情況下可以使用其他的濾波器。在這個例子中，每個系數(shù)的精度都是14比特，而截止頻率Flp為100kHz,即FM發(fā)射機的調(diào)制帶寬。在存儲器510裝滿時，它所包含的N個所取得的采樣由存儲在511內(nèi)的相應(yīng)N個系數(shù)加權(quán)(操作704)。也就是說，每個濾波器系數(shù)通過乘法器512對所取得的采樣進行加權(quán)。采樣與濾波器系數(shù)的乘積結(jié)果被記錄在大小為N的存儲器515中。為了反映信號的分量I和Q，濾波器的系數(shù)實質(zhì)上是復(fù)數(shù)。因此，需將存儲器515內(nèi)的乘積看作具有兩個分量I和Q的元素。使用實數(shù)的濾波器系數(shù)，當(dāng)然只能執(zhí)行實數(shù)的和非復(fù)數(shù)濾波。S2:相加和折疊處理的下一個部分在存儲器515裝滿時進行，由單元53執(zhí)行。于是，所考慮的是按照采樣次序細(xì)分成K個各具有M個元素的塊。這K個塊由加法器531彼此相加，產(chǎn)生具有M個值的單個最終塊533(操作706)。最終塊的第一個元素對應(yīng)于K個塊的所有的第一個元素之和。最終塊的第二個元素對應(yīng)于K個塊的所有的第二個元素之和，以此類推。最終塊的最后一個元素對應(yīng)于K個塊的所有的最后一個元素之和。S3:離散傅立葉變換在相加和折疊步驟結(jié)束時，具有M個值的塊發(fā)送給M點上的離散數(shù)字傅立葉變換("FTD")部件55的輸入端(操作708)。這個部件的輸出y(j)對應(yīng)于在I和Q兩個信道上的輸入信號的頻率分解。I對應(yīng)于信號的頻率分解的實部，而Q對應(yīng)于虛部。這個部件的輸出559對應(yīng)于具有M個值的兩個信號I和Q。I和Q的第一個值，IO和QO，對應(yīng)于輸入信號的零赫茲分量。第二個值，Il和Ql，對應(yīng)于輸入信號的F乂M赫茲分量。第三個值，12和Q2，對應(yīng)于輸入信號的2*Ff/M赫茲分量，以此類推。最后的值，IM-1和QM-1，對應(yīng)于輸入信號的(M-l)大Ff/M赫茲分量。S4:信道化(channelling)(MC)在FTD處理結(jié)束時，信道化(MC)部件57對結(jié)果在時間上執(zhí)行多路分離(操作710)。如圖6所示，在時間上將與同一個頻率對應(yīng)的值I和Q組合在一起。這個部件的輸出對應(yīng)于10、Q0、I1、Q1...、IM-1和QM-l(t)。在信道化操作結(jié)束時，M個信道上的結(jié)果發(fā)送給下級進行解調(diào)。這個電路允許在輸入端取得M個新的采樣(返回到操作702)。然后，用這M個新的采樣后面接著最近的前(K-l)*M個采樣填入存儲器M1，而最初進入的M個最早采樣消失。然后，重復(fù)步驟Sl至S4。前述的諸如510、511和515之類的存儲部件用于解釋處理情況。顯然，在實踐中，這些部件不必是分開的，而是可以是同一個存儲器的一部分。類似，所述的處理可以至少部分順序或串行執(zhí)行。在功能上，參考上述非限制性的例子，以上處理可以說明如下，其中N=8192K=16M=512.采樣以Fe=43.9MHz(即44MHz左右)執(zhí)行。它在近似為88MHz至108MHz的FM頻帶上產(chǎn)生由下表表示的頻譜折疊<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>在100kHz處截止的低通濾波將所有這些與其低頻變化相關(guān)聯(lián)。由于采樣率為43.9MHz，因此存在相當(dāng)大的過采樣。因此，可以對采樣進行平均。只要在形成每個平均值時考慮相同的周期性，這些平均值將是相互可比較的。公式式1給出了符合這個條件的一個例子。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula><formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>(式1)因此，F(xiàn)M頻帶上所含有的信息已經(jīng)內(nèi)壓縮入低頻，采樣雖然不足以表示這些FM載波頻率，但是足以發(fā)現(xiàn)它們的調(diào)制?？梢詫蓚€相繼的平均值認(rèn)為是在時間上相互偏移一個采樣周期Te。因此，離散傅立葉變換的工作頻率為Ff，在這個例子中Ff=51.2MHz。在M個點上執(zhí)行的傅立葉變換隨時間逐步分析出在M個信道上的所需調(diào)制。在這個例子中，F(xiàn)f=51.2MHz而M=512，在輸出端得到512個100kHz的信道。如根據(jù)前文變得明顯的那樣，采樣頻率與FTD的工作頻率稍有不同。在一個變型中，可以在步驟S2前或在步驟S2期間對存儲器510的采樣進行內(nèi)插，以考慮這個頻率差巳升。技術(shù)人員將認(rèn)識到這是帶寬采樣而不是Nyquist采樣，其中意圖是準(zhǔn)確反映載波的振幅和相位。技術(shù)人員將理解，W0LA算法根據(jù)Fe相對Flp的過采樣進行工作。在考慮到存儲器510的FIFO性質(zhì)時，可以將公式式1看作對每個采樣x(j)用低通濾波器h(j)進行循環(huán)巻積(circularconvolution)，采樣頻率為Fe/M。因此，在FTD的輸入端，有一組M個采樣，這個組以F乂M的速率更新。另一方面，"頻率靈敏度"，或者這些采樣的特征頻率，仍然是與初始采樣率(即F》有關(guān)。對所有r(j)的FTD因此可以相對于采樣頻率^區(qū)分K個頻譜折疊。所得到的交疊(overlap)為(K_l)/K，因為在每個循環(huán)SI至S4上，K*M個中只有M個被更新為新的采樣。這就是可以保持良好的時間內(nèi)聚(temporalcohesion)的原因。然后，對信號進行處理，以便恢復(fù)在如以上所限定的每個信道上的信號。如圖8和9所示，這個部件可以對一個特定的信道(圖8)或者所有的信道(圖9)上的信號解調(diào)。解調(diào)可以通過計算機處理來執(zhí)行，取決于在發(fā)射期間所用的調(diào)制的類型。因此，對于頻率調(diào)制(圖8)來說，執(zhí)行正切弧型處理，以便恢復(fù)數(shù)據(jù)。對于振幅調(diào)制(圖9)來說，使用包括低通濾波器的包線檢波器。圖10例示了解調(diào)裝置的一個實施例。解調(diào)單元59包括一系列各與部件57的輸出端的一個信道關(guān)聯(lián)的對照表LUT(i)。通常，這些表LUT(i)可以以512個獨立的表的形式或者以將所有這些表用每個表一個標(biāo)識符組合成一個總表的形式來實現(xiàn)?；蛘?，也可以用相應(yīng)的數(shù)學(xué)公式來代替這些表。在每個表LUT(i)的輸出端，每對信號(I(i);Q(i))對應(yīng)于指明角度的一個數(shù)字值。然后，將所得到的信號發(fā)送給可以獲得LUT(i)的輸出端的信號頻率和每個信道上的經(jīng)解調(diào)的信號的旁路。對于處理給定的一系列采樣來說，以上說明為迭代的形式。然而，接收機可以至少部分以并行方式進行操作，例如通過在對源于經(jīng)折疊和相加部件處理的采樣的信號進行信道化和解調(diào)的同時，折疊和相加部件可以處理隨后的采樣。申請人:已經(jīng)證實在可編程電路5的輸出端得到的信噪比("S/N")處于能對經(jīng)解調(diào)的信號執(zhí)行雷達(dá)處理的水平。例如，S/N水平在已進行的這些實驗中達(dá)到了60dB，確定了將根據(jù)本發(fā)明的接收機應(yīng)用于用于FM頻帶的被動雷達(dá)的價值。這個電路的輸出是數(shù)字式的，并通過接口61連接到計算機63用于雷達(dá)處理，以向其給出其適當(dāng)?shù)臉?biāo)題。被動雷達(dá)是雙基地雷達(dá)，因為雷達(dá)接收的是目標(biāo)對來自一個或多個為其他原因而設(shè)在地面上的發(fā)射機的發(fā)射的后向散射的結(jié)果。雷達(dá)接收機會地利用這些在這里將稱為"無意識(involuntary)(雷達(dá))發(fā)射機"的發(fā)射機。通常，雷達(dá)接收機和無意識發(fā)射機不在同一個位置。此外，雷達(dá)接收機并不直接具有無意識發(fā)射機的時間基準(zhǔn)它只是知道它接收到所發(fā)射的信號的時間，并且它還知道自身的位置和發(fā)射機的位置，從而知道其與發(fā)射機的距離和電波在兩者之間的傳播時間。我們來考慮在一方面由雷達(dá)天線接收到的由目標(biāo)反向散射的信號與另一方面也由接收機接收到的從無意識發(fā)射機直接傳播來的信號之間的給定時間差DT。眾所周知，目標(biāo)位于由DT參數(shù)化的橢圓上，橢圓的焦點是無意識發(fā)射機和雷達(dá)接收機。目標(biāo)在這個橢圓上的位置可以根據(jù)接收機接收的信號的接收方向(即天線軸的方向)確定。目標(biāo)運動具有使參數(shù)DT改變的效應(yīng)。此外，運動還對反向散射信號有影響，這個影響技術(shù)人員稱之為多普勒效應(yīng)。因此，眾所周知，與接收機之間相對運動的發(fā)射機向接收機發(fā)射的信號受到與發(fā)射機和接收機的相對速度成比例的頻移的作用。更確切地說，這個相移取決于速度在發(fā)射機_接收機軸上的仿射投影。在雙基地雷達(dá)的情況下，隨著目標(biāo)相對無意識發(fā)射機和相對接收機的運動，信號受到公知為雙基地效應(yīng)的多普勒效應(yīng)的作用，這種效應(yīng)具有兩個分量，包括目標(biāo)的速度向量一方面在徑向無意發(fā)射機-目標(biāo)軸上的仿射投影和另一方面在目標(biāo)-接收機軸上的仿射投影。在實踐中，參數(shù)DT通過將無意識發(fā)射機直接發(fā)射的信號與目標(biāo)反向散射的信號相關(guān)來確定。實際上，由于無意識發(fā)射機發(fā)射的信號的性質(zhì)，這些信號只能與它們本身相關(guān)。因此，目標(biāo)反向散射的信號必需予以修改，以考慮雙基地多普勒相移，因此允許用與無意識發(fā)射機發(fā)射的信號的相關(guān)性來確定參數(shù)DT。在Howland等人的論文"FMradiobasedbistaticradar，，(lEEProceedingsonlineno.20045077，IEE2005)中揭示了一種通過試誤法確定這些參數(shù)的方法。簡單地說，該論文揭示了利用考慮了無意識發(fā)射機的使用情況的有些專用的應(yīng)用對雙基地雷達(dá)的處理。在不同的公開物內(nèi)揭示了一些被動雷達(dá)。首先，這適用于華盛頓大學(xué)的Manastash項目，該項目的說明可以用以下鏈接訪問http://klickitat.ee.Washington.ed/Proiects/Manastash/在這個項目中，華盛頓大學(xué)電氣工程系教授JohnSahr開發(fā)了一種專用于監(jiān)視電離層內(nèi)的起伏的環(huán)境應(yīng)用的被動雷達(dá)。(它也適用于Y.Zhao等人的論文"AdaptiveBasebandArchitectureforSoftware-DefinedRadarApplication，，(inProcofIEEECCECE2003，Montr6al，May2003)。該論文報導(dǎo)了關(guān)于一種雷達(dá)接收機，這種雷達(dá)接收機的結(jié)構(gòu)包括用于接收雷達(dá)信號的模擬射頻級、模數(shù)和數(shù)模變換器、用于處理信號設(shè)計的處理器(DSP)以及計算機接口。這種體制的開發(fā)主要是為接收支持各種類型的FSK、BPSK、PSK和CHIRP編碼的雷達(dá)信號。發(fā)射的信號的特性是在DSP上計算機編程的。同樣的體制用于發(fā)送雷達(dá)信號。還有R.Walke等人的論文"AnFPGAbaseddigitalradarreceiverforsoftradar"(Signals,SystemsandComputers,2000.ConferenceRecordoftheThirty-FourthAsilomarConferenceonVolume1，29Oct._1Nov.2000Page(s):73-77vol.1)。該文章揭示了專用于通過計算形成波束的雷達(dá)系統(tǒng)的體制。系統(tǒng)由N個天線組成，配有模擬濾波器、模數(shù)變換器和數(shù)字接收機。后者用本機振蕩器和低通濾波器執(zhí)行基帶變換。數(shù)字接收機的輸出是沒有解調(diào)的基帶信號。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，如圖11所示，從無意識發(fā)射機直接接收到的經(jīng)信道化的信號(或者說直接信號)和從目標(biāo)接收到的信號(或者說反向散射信號)由計算機63或任何其他適當(dāng)?shù)奶幚硌b置處理，以確定每個信道上的時間差ti和多普勒移動①i。差ti可以通過逐信道將經(jīng)解調(diào)的直接信號與經(jīng)解調(diào)的反向散射信號相關(guān)得到。多普勒移動可以通過逐信道比較調(diào)制的直接信號與調(diào)制的反向散射信號的頻譜確定。從理論的角度，所有的ti應(yīng)該是相同的，因此可以用單個計算得出。然而，為了獲得更高的精度，可以確定幾個甚至所有的ti，再取它們的平均值。也可以一方面將經(jīng)解調(diào)的直接信號相加，另一方面將經(jīng)解調(diào)的反向散射信號相加，再將這兩個信號和相關(guān)，以便得到這個相同平均值。由于所有的①i/fi比(其中fi為信道i的調(diào)制頻率)在理論上是相等的，因此可以將同樣的平均原則用于多普勒移動。然而，在這種情況下，不能在單個操作中得到平均值，因為首先所有的①i必需逐個計算。在JJ.Juli6禾口R.S即ienza的"Traitement皿m6riquedusignalradar，，(Digitalprocessingoftheradarsignal)(EditionsHermes，2004)、SchusterJ.等人的"Digitalprocessingofradarsignalsdetailed，，(JointPublicationsResearchServiceinitsEastEuropeR印ort(JPRS_EER_860010)，p.129-141(SEEN86-2066511-32)，1986)或M.I.Skolnik的"RadarHandBook"(2ndEdition,McGraw-HillProfessionalPublishing,1990)這些出版物中揭示了可應(yīng)用于經(jīng)解調(diào)的信號的雷達(dá)處理的其他一些例子。也可以使用其他后處理，這些后處理在這里就不必說明了。關(guān)于雷達(dá)應(yīng)用，描述了以上提供的說明。然而，技術(shù)人員將認(rèn)識到，上述情況可以在幾乎任何電波傳播的"當(dāng)前的"應(yīng)用中實現(xiàn)。因此，上述的接收機可以用于搜索清潔頻率(clearfrequency)，即搜索空閑的可供雷達(dá)發(fā)射的信道。其他應(yīng)用包括沿海雷達(dá)，其形式為設(shè)置在浮標(biāo)上的在HF/VHF/UHF范圍內(nèi)工作的接收機，用來檢測海軍艦艇和游艇。最后，上述接收機還可以用于OF匿雷達(dá)和其他一些特殊應(yīng)用。技術(shù)人員將注意到，在這些應(yīng)用的范圍內(nèi)時間的精確度是關(guān)鍵性的。因此，必需以所謂的"復(fù)數(shù)"形式將信號數(shù)字化，即具有標(biāo)為(I)的相位分量和標(biāo)為(Q)的正交分量，以便應(yīng)用隨后的復(fù)數(shù)處理。其他應(yīng)用對時間精度方面的要求較低，允許直接實數(shù)處理，這種處理可以可選地輔之以如所說明的復(fù)數(shù)處理。這些應(yīng)用包括"無線電點播(RadioOnDemand)"的概念，即用單個接收機同時對在不同的位置廣播獨立信道的整個FM頻帶解調(diào)。可以在汽車內(nèi)發(fā)現(xiàn)一種應(yīng)用，使得每個乘客都可以從單個接收機各自收聽不同的電臺。當(dāng)然，這也可以使用RDS。另一個應(yīng)用是"認(rèn)知無線電(cognitiveradio)"的觀念，其目的是測試可用于實際廣播的不同無線電信道或者只是用于檢測。最后，接收機也可以用作AIS接收機，其在頻帶157-162MHz內(nèi)88個25kHz的信道上工作，以防止沖突。如前面所提到的，技術(shù)人員將認(rèn)識到，這些應(yīng)用并不要求同樣的時間精度，并可以實現(xiàn)地更簡單一些。本發(fā)明還涵蓋作為產(chǎn)品在任何計算機可讀"介質(zhì)"(載體)上提供的所說明的軟件成分。術(shù)語"計算機可讀介質(zhì)"包括磁、光和/或電子的數(shù)據(jù)存儲載體以及諸如模擬或數(shù)字信號的傳輸載體或載波。權(quán)利要求一種具有包括低噪聲放大器后接采用模數(shù)變換的處理級的接收子系統(tǒng)的類型的高頻接收機，其特征是所述模數(shù)變換器(40)以對應(yīng)于帶通采樣的所選速率(Fe)對低噪聲放大器(33)的輸出進行操作；以及所述處理級包括定制電路(5)，所述定制電路(5)具有輸入存儲器(510)，配置成包含N個相繼的數(shù)字采樣，所述數(shù)字采樣以M個采樣的塊為單位以所選速率更新，選定的截止頻率的復(fù)數(shù)數(shù)字低通濾波功能元件(511，512)，用來對輸入存儲器進行操作，以提供N個經(jīng)濾波的數(shù)字采樣，對所述N個經(jīng)濾波的數(shù)字采樣進行操作的M周期相加功能元件(531)，用來提供M個經(jīng)濾波和相加的數(shù)字采樣(533)，M×M離散傅立葉變換級(55)，用來對這M個經(jīng)濾波和相加的數(shù)字采樣進行操作，所述傅立葉變換的M個輸出端(559)上的數(shù)字信號表示M個其寬度由上述低通濾波器的截止頻率限定的分離信道。2.按照權(quán)利要求1所述的接收機，尤其用于時間敏感接收，其特征是所述數(shù)字采樣是具有至少來自低通濾波功能元件的兩個分量(Ii，Qi)的復(fù)數(shù)數(shù)字采樣。3.按照權(quán)利要求1或2所述的接收機，其特征是所述接收機包括信道化級(57)，用來隨時間聚集傅立葉變換的M個輸出端(559)上的數(shù)字信號。4.按照權(quán)利要求3所述的接收機，其特征是所述接收機還包括能對所聚集的信道解調(diào)以恢復(fù)每個信道上的原信號的解調(diào)級(59)。5.按照權(quán)利要求4所述的接收機，其特征是所述解調(diào)級包括正切弧型(LUT)外推。6.按照權(quán)利要求5所述的接收機，其特征是所述正切弧型外推由對照表(LUT)執(zhí)行。7.按照權(quán)利要求4至6之一所述的接收機，其特征是所述解調(diào)級包括含有旁路(D/DT)的低通濾波器。8.按照權(quán)利要求4至7之一所述的接收機，其特征是所述定制電路適合至少部分并行地執(zhí)行特定過程。9.按照以上權(quán)利要求之一所述的接收機，其特征是所述定制電路(5)是FPGA或ASIC。10.—種包括兩個以不同方向定向的天線的雷達(dá)設(shè)備，每個天線與按照以上權(quán)利要求之一所述的接收機連接。全文摘要在接收子系統(tǒng)中，模數(shù)變換器(40)以對應(yīng)于帶寬采樣的所選速率(F)對低噪聲放大器(33)的輸出進行操作。處理級包括定制電路(5)，定制電路(5)具有輸入存儲器(510)，配置成包含N個相繼的數(shù)字采樣，所述數(shù)字采樣以M個采樣的塊為單位以所選速率更新；選定的截止頻率的復(fù)數(shù)數(shù)字低通濾波功能元件(511，512)，用來對輸入存儲器進行操作，以提供N個經(jīng)濾波的數(shù)字采樣(515)；M周期相加功能元件(531)，用來對N個經(jīng)濾波的數(shù)字采樣進行操作，以提供M個經(jīng)濾波和相加的數(shù)字采樣(533)；以及M×M離散傅立葉變換級(55)，用來對上述M個經(jīng)濾波和相加的數(shù)字采樣進行操作，傅立葉變換的M個輸出端(559)上的數(shù)字信號表示M個其寬度由上述低通濾波器的截止頻率限定的分離信道。文檔編號G01S13/00GK101702958SQ200880011780公開日2010年5月5日申請日期2008年4月10日優(yōu)先權(quán)日2007年4月12日發(fā)明者B·登比,J·德諾利特,O·羅曼申請人:皮埃爾與瑪麗·居里-巴黎第六大學(xué)