双采样率分离混叠相同频率的基本理论和方法

当前宽带微波接收机的数字化只能采用时域欠采样技术,应用欠采样技术必然会由于混叠效应而产生频率估计模糊。当这些混叠频率各不相同时,已有一些解频率模糊的方法可用,但当几个同时到达信号的频率精确地混叠到同一个频率上时,这些解频率模糊的方法已显得无能为力。为此提出一种用双采样率分离相同频率信号的方法,论述其机理,并证明几个重要定理及有关性质。     

双路异频欠采样压缩感知信号处理基本理论研究

压缩感知理论是一种充分利用信号稀疏性或者可压缩性的全新的信号采样理论。欠采样是其中关键的一部分,它对于采样率的选取、信号的压缩、及信号的精确恢复以均有重要意义。压缩感知会使信号估计频谱发生混叠,大多数运用中国余数定理来解模糊;由此看来中国余数定理为一种很好的解模糊方法,但是并不是所有的欠采样混叠现象全部都能用中国余数定理进行解模糊。本文基于中国余数定理提出双路异频欠采样压缩感知信号处理理论,论证了双路异频欠采样求解信号频谱位置所要满足的条件,双频采样的二复正弦信号频谱恢复条件以及双频采样多窄带信号频谱恢复条件。最后并对其进行了仿真验证说明理论的正确性。      

迟延相位差结合FFT多信号频率估计

提出了一种针对多信号频率估计的欠采样无模糊测频算法。该算法通过迟延相位差求出频率大致取值区间,利用欠采样频谱图得到的混叠频率与欠采样频率求出高精度频率估计值,并重点解决了当不同信号在欠采样频谱图中出现谱峰重叠时测频不准确的难题。仿真表明,该算法降低了高估计精度对信噪比的要求,且稳定性好,具有实用价值。     

基于欠采样的宽频段信号频率估计技术

对基于欠采样的单阵元输出宽频段多信号频率估计提出了一种算法。为正确解由于欠采样所导致的频率混迭,需要对单阵元输出的信号延时延成构成通道。求解频率所用的子空间类算法PRO－ESPRIT,保证了算法只需要较小的运算时,计算机模拟结果,频率估计离差接近CRB。     

基于欠采样的宽带线性调频信号参数估计

基于中国余数定理解频率模糊和解线调方法,提出一种无模糊欠采样的宽带线性调频信号的调频斜率和初始频率的估计算法.首先,欠采样宽带线性调频信号与其两路不同延迟共轭相乘,根据两路输出信号的单频特性,利用FFT、谱峰检测(PSD)和中国余数定理进行宽带线性调频信号的调制斜率无模糊估计;其次,根据估计的调制斜率数字合成无载波的线性调频信号对另外两路不同延迟的欠采样宽带线性调频信号解线调处理,利用类似方法进行宽带线性调频信号的初始频率无模糊估计.利用频谱细化技术,参数估计精度可进一步提高.计算机仿真证实了算法的有效性.     

宽带LFM实信号多通道低速采样参数估计

基于余数定理解频率模糊和解线调方法,提出一种在低速采样条件下针对宽带线性调频实信号的参数估计算法。单路欠采样信号与其延迟信号共轭相乘,根据输出信号的单频特性利用谱峰检测进行调制斜率的无模糊估计。通过合成无载波的线性调频信号对三路欠采样信号解线调处理,运用余数定理进行初始频率的无模糊估计。该算法稳定性好,精度高,易于在硬件上实现,具有实用价值。     

一种欠采样信号频率模糊处理方法

对利用中国剩余定理解欠采样信号频率模糊的方法作了较详细的分析,并将采样器从两个推广到多个采样器情况,清晰地叙述了无模糊频率估计范围与虚拟采样速率之间的大系;时宽带信号,特别是对线性调频信号提出了利用信号频谱的相关性解模糊处理方法。仿真结果显示本方法是有效的,有着良好的工程应用前景。     

基于扩维的多通道联合频率和到达角估计

针对宽频段信号的时空欠采样问题,该文提出基于扩维的多通道联合频率和到达角估计方法。在时间和空间均欠采样的情况下,该方法实现了频率和到达角的2维无模糊估计。通过构造空时2维无模糊阵列结构,将多个采样通道联合扩维,解决了时间欠采样问题;将多个快拍通道联合扩维,克服了空间欠采样问题。同时,为了降低运算量,利用时域滤波技术,将频率和到达角估计进行时空级联,得到了自动配对的频率和到达角无模糊估计值,且避免了高维特征值分解和2维谱峰搜索,减少了运算量。仿真结果验证了该方法的有效性。     

欠采样频率估计方法

基于时延和旋转不变子空间技术(ESPRIT),本文提出了一种新的欠采样宽频带信号频率的高分辨估计方法.文中,欠采样所引入的频率模糊由增加的延迟通道提供的信息加以消除,并提出了相应的频率解模糊算法.为进一步降低运算量,文中给出了该频率估计方法的简易算法,增强了方法的实用性.文末推导给出频率估计的CRLB,并通过数值仿真实验验证了本文算法的有效性.     

调制域信号数字式差动放大电路研究

通过研究不满足Ｓｈａｎｏｎ采样定理的采样,发现当以低于Ｎｙｑｕｉｓｔ频率的采样频率对正弦周期信号采样时,能获得频率为该正弦周期信号频率与ｎ倍采样信号频率之差动放大。本文从频谱混叠的角度解释角调制信号差动放大的原理,给出了调制域中的差动公式和信号放大公式,并给出了适用于载波为方波的角调制信号的数字式差频放大电路的电路图,推导了该电路的误差和Ａｌｌａｎ方差公式,在文中给出了实验值。     

带通欠采样技术及在数字中频软件接收机中的工程应用

对无混叠带通信号的均匀采样定理进行了讨论,分别指出了经典的低通信号均匀采样定理和最小无混叠带通信号采样定理均是该定理的特例,整数频带位时两倍带宽采样率的潜在危险,大于四倍带宽的采样率并不能保证带通信号的无混叠采样,无混叠采样率的降低与对信号保护带和采样时钟精度要求之间的矛盾,以及欠采样区间的选取与欠采样后原信号正负频谱错位之间的关系.之后,结合作者的工程实践,论文给出了该技术在数字中频软件接收机中的具体应用实例.根据实际中需要考虑的几个制约因素对采用的欠采样率进行了精确选择,使得系统可以采用一款廉价的DSP芯片,并成功地使用了该芯片所集成的低速ADC和有限的DSP运算资源,大幅降低了接收机的生产成本.其中还对带通信号欠采样后的频谱结构进行了讨论,指出利用欠采样实现免混频解调法存在的不安全性,为此,论文提出了在欠采样后再进行低频混频和低通滤波的解决办法.     

欠采样环境下信号多频率估计

在信号欠采样环境下,本文基于时延技术和MUSIC算法提出了一种新的信号多频率估计方法.只要合适地选取时延器的延迟时间,频率估计是无模糊的.计算机模拟实验表明此方法是可行的.     

欠采样环境下信号多频率估计

在信号欠采样环境下，本文基于时延技术和ＭＵＳＩＣ算法提出了一种新的信号多频率估计方法，只要合适地选取时延器的延迟时间，频率估计是无模糊的。计算机模拟实验表明此方法是可行的。     

为传感器信号路径设计二阶抗混叠滤波器

抗混叠是采样信号路径系统中的一项重要功能,而且这些系统必须符合奈奎斯特(Nyquist)准则.为了避免导致更高频率信号折返在所需频率带中的混叠效应,应用在模数转换器上的放大传感器信号的带宽必须低于模数转换器采样频率的二分之一.这种折返效应使那些无用的高频信号显示为可用信号,从而导致采样信号产生误差.为了避免这个问题,需要将抗混叠滤波器作为从传感器到模数转换器信号链的一部分.本文介绍了传感器信号路径抗混叠滤波器的设计方法和用于计算截止频率和Q值的滤波器计算工具.     

欠采样信号频率无模糊直接估计

在信号欠采样下，本文基于时延技术和四阶累积量提出一种新的信号频率直接估计方法。只要合适地选择延迟器的时延，信号频率估计无模糊。同时，方法适用于任意高斯噪声环境。计算机模拟实验表明方法是可行的。     

一种分析和设计抗混叠滤波器的方法

信号采集通道中,一般采用高阶抗混叠滤波器来消除频率混叠现象,这同时也增加了滤波器设计难度。为有效降低滤波器设计的难度,在详细分析并讨论了抗混叠滤波器的陡度、阶数与信号抽样频率以及A/D转换器的分辨率之间的内在关系后,提出了抗混叠滤波器、抽样频率和A/D转换器三者之间合理权衡设计的方法。该分析方法为抗混叠滤波器乃至信号采集通道的设计提供了十分有益的参考。     

一种实时欠采样数字测频技术研究

提出一种宽带实时欠采样数字测频结构模型。该模型由相同采样频率的带I/Q通道的ADC及其延时共四个通道组成。根据并行的快速傅里叶变换的频域结果进行频率测量,其中欠采样所引入的频率模糊由延迟与非延迟通道之间产生的相位差进行解模糊。该方法具有瞬时测频带宽大,测频速度快,能同时对多信号进行处理的特点。     

非均匀采样的频谱研究

非均匀采样的一个很大的优点就是它具有抗频率混叠的性能[],首先从均匀采样讨论由采样而引起的频谱混叠现象,在均匀采样和非均匀采样的频谱图对比中讨论两种采样方式引起的不同的频谱混叠现象,从对比中分析非均匀采样方式的优势。从最简单的非均匀采样方法逐步深入到完全随机的非均匀采样方法,研究由于采样方法的改变对数字信号频谱的影响。最后可以看到非均匀采样的方法可以将混叠信号的频谱降低到完全不影响对真实信号的检测。     

chirp信号在分数阶Fourier变换域欠采样研究

针对chirp信号在分数阶Fourier域上被低于二倍信号频率采样(欠采样)后,仍能恢复原始信号的问题,依据分数阶Fourier域上带限信号的采样定理,分析了分数阶Fourier域上欠采样时应满足的条件,并对其进行了仿真验证。结果表明:对chirp信号进行欠采样后能够得到采样信号的能量聚焦。取不同的调频率,欠采样的采样信号仍能较好地估计出调频率,并能恢复原始信号。     

用均匀圆阵实现宽频段来波信号频率和二维角估计

本文提出了一种在DFT波束空间实时估计入射到均匀圆阵(UCA)上宽频段(1～18GHz)信号的频率、方位角和仰角的方法。该方法可在时间欠采样条件下实现频率无模糊估计,在空间欠采样条件下,用整数搜索法实现方位角和仰角无模糊估计,且频率、方位角和仰角估计可自动配对。模拟频率间接估计算法的估计方差比直接估计算法的方差要小2～3个数量级。仿真实验表明了算法是有效的。