[發明專利]一種數字信號鑒頻器及其使用方法

在審

• 申請號: 201710850967.2
• 申請日: 2017-09-20
• 公開（公告）號: CN107727928A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 戴承萍
• 申請（專利權）人: 戴承萍
• 主分類號: G01R23/12
• 分類號: G01R23/12;G01S7/285
• 代理公司: 北京方向標知識產權代理事務所(普通合伙)11636
• 代理人: 段斌

技術領域

本發明涉及信號鑒頻器技術領域，尤其涉及一種數字信號鑒頻器及其使用方法。

背景技術

隨著數字技術的發展,很多原來采用模擬電路完成的功能,正逐漸被數字方法和數字電路取代，近年來,數字中頻接收機已經發展到進入實際應用階段，在PD雷達導引頭數字中頻接收機中,采用數字鑒頻器和數控振蕩器取代模擬鑒頻器和壓控振蕩器構成速度跟蹤回路,以便獲取更高的測頻精度，傳統的PD雷達導引頭采用模擬鑒頻器和壓控振蕩器構成速度跟蹤回路，鑒頻器是關鍵器件之一,其性能指標影響目標多普勒頻率的測量精度,并最終影響末制導修正比例導引的精度，模擬鑒頻器的缺點是,鑒頻器的中心頻率和鑒頻靈敏度隨溫度變化而發生漂移,鑒頻特性曲線的線性度較差,只能在中心頻率附近保持較好的線性鑒頻斜率,因此影響鑒頻帶寬。

發明內容

基于背景技術存在的技術問題，本發明提出了一種數字信號鑒頻器及其使用方法。

本發明提出的一種數字信號鑒頻器，包括底座，所述底座頂部外壁卡接有外罩，且底座頂部內壁卡接有電路板，所述底座一側外壁開有通孔，且通孔內壁卡接有數字信號輸出端和數字信號載入端，數字信號輸出端和數字信號載入端分別連接在電路板的輸出端和輸入端上，所述電路板頂部外壁焊接有數字低通濾波器、數控振蕩器、載波通道、A/D轉換器、信號接收帶、載波頻率偏移變頻器和高頻模擬前端，且數字低通濾波器的輸入端通過信號線焊接在數控振蕩器，數控振蕩器的輸出端通過信號線焊接在載波通道，載波通道輸入端和輸出端通過信號線分別焊接在A/D轉換器的輸出端和載波頻率偏移變頻器的輸入端上，所述載波頻率偏移變頻器的輸出端通過信號線連接在信號接收帶的輸入端上，且載波頻率偏移變頻器的輸入端通過信號線連接在高頻模擬前端的輸出端上，所述底座一側外壁焊接有天線，且天線的輸出端通過信號線連接在信號接收帶的輸入端上。

優選地，所述載波通道包括有正向頻偏載波通道和負向頻偏載波通道，且正向頻偏載波通道和負向頻偏載波通道的載波導向相反。

優選地，所述A/D轉換器的輸出頻率信號為中頻模擬信號，A/D轉換器的型號為SMF18A。

優選地，所述數控振蕩器的輸入頻率信號為數字中頻信號，數控振蕩器的型號為SZ-06。

優選地，所述數字低通濾波器的抽樣檢波頻率為數字低頻信號，數字低通濾波器的型號為DNF05-H-15A。

優選地，所述載波頻率偏移變頻器的輸入頻率導向為正向，且載波頻率偏移變頻器的輸處頻率導向為負向。

優選地，所述載波頻率偏移變頻器的輸入端通過信號線連接在正向頻偏載波通道，且載波頻率偏移變頻器的輸出端通過信號線連接在負向頻偏載波通道的輸入端上。

優選地，所述信號接收帶包括有三至四個接收頭，且三至四個接收頭等距離分布在信號接收帶上，且接收頭的輸出形式為低導通型。

優選地，所述高頻模擬前端的輸入頻率信號為負向低頻數字信號，且高頻模擬前端的輸出頻率信號為正向高頻數字信號。

本發明提出的一種數字信號鑒頻器的使用方法，包括以下步驟：

S1：數字信號鑒頻器是在數字下變頻之后通過數字鑒相獲取相位信息,然后通過相位微分實現數字鑒頻，A/D變換器對中頻模擬信號直接采樣,然后利用數控振蕩器作為數字正交本振,對采樣后的數字中頻信號進行下變頻處理。

S2：再經過數字低通濾波器和適當的數據抽取,完成數字正交檢波過程。

S3：獲得正交的零中頻信號SI和SQ，然后通過數字鑒相獲和相位微分實現數字鑒頻。

S4：假設中頻模擬信號為s(t)=cos(ω0+Δω)t，則A/D變換后為sn=cos(ω0+Δω)nTs，式中,Δω是與中心頻率的頻偏，Ts為采樣周期。

S5：數控振蕩器信號為s0n=exp(-jω0nTs),經過數字下變頻、低通濾波和數據抽取之后,零中頻信號為

sIn=↓R{LPF[snRe(s0n)]}=1/2cos(ΔωnTsount)

sQn=↓R{LPF[snIm(s0n)]}=1/2sin(ΔωnTsount)；

式中,↓R為R倍的抽取,用于降低輸出信號采樣率；R為抽取因子；Tsout為輸出采樣周期,Tsout=TsR。

S6：瞬時相位可通過下式計算φn=tan^-1（sQn/sIn），瞬時相位φn與延遲D個輸出采樣周期Tsout的相位φn-D的模2π的差值為Δφ=φn-φn-D。