1理論基礎
1.1正交雙通道取包絡
為了方便處理,在此假設待處理的信號都是正交雙通道的,,如果輸入信號不是正交雙通道信號,那么可以通過如下處理來獲得正交雙通道信號,。假設輸入信號的表達式如下
通過三角公式的積化和差可得
同樣可以用平方求和法來取包絡,。
1.2信道設置
信道設置,共有兩種類型的信道模型,,這里信道都是正頻域信道,。一種是16通道,另一種是32通道,;信道總帶寬均為200MHz(-100~100MHz),。當通道數(shù)是16時,,第1通道的低通濾波器通道帶寬設置為-3.125~3.125MHz,該通道右過渡帶為3.125~3.5MHz,,這樣每個相鄰通道有一定的交疊,,交疊區(qū)的帶寬為0.375MHz;第1通道的中心頻率為6.25MHz,,通帶是6.25MHz,,有兩個過渡帶,左過渡帶與第1通道的右過渡帶重疊,。以此類推,,中心頻率以6.25MHz遞增,通帶寬度為恒定6.25MHz,,每一個通道有兩個過渡帶,,左過渡帶與前一個通道的右過渡帶重疊。當通道數(shù)是32時,,第1通道的帶寬為-1.5625~1.5625MHz,,該通道的右過渡帶為1.5625~1.75MHz,交疊區(qū)帶寬為0.1875MHz,;第2通道的中心頻率為3.125MHz,,有兩個過渡帶,左過渡帶與第1通道的右過渡帶重疊,。以此類推,,中心頻率以3.125MHz遞增,通帶寬度為一恒定值3.125MHz,,每一個通道有兩個過渡帶,,左過渡帶與前一個通道的右過渡帶重疊。圖1和圖2為16通道和32通道的頻域圖,。
1.3輸入信號形式
調(diào)頻信號帶寬恒定為80MHz,,起始頻率為5MHz,截止頻率為85MHz,。調(diào)頻方式分成3種:線性調(diào)頻,、三角調(diào)頻和正弦調(diào)頻。調(diào)頻信號的通用公式如式(10)和式(11)所示,。
式中,,A表示信號的幅度;KFM表示調(diào)頻參數(shù),;具體值需要根據(jù)具體信號計算,;s(τ)表示調(diào)諧方式函數(shù)。
2測試流程
根據(jù)分析,在16通道中,,第1通道與第16通道沒有信號輸出,。第2通道與第15通道有部分信號輸出,第3通道到第14通道都被信號完全覆蓋,;在32通道中,,第1,2,,35和36通道沒有信號輸出,,第3和34通道有部分信號輸出,其他通道都被信號完全覆蓋,。在實際設計中,,如果該通道有信號就默認為該通道頻域完全被覆蓋。但實際情況中卻不是這樣的,,有些通道只有部分信號,,輸出的包絡就比較小,這樣就會導致出現(xiàn)異常值,。
測試過程分成6步:產(chǎn)生待測信號,、信道劃分、信號濾波,、求取信號包絡,、優(yōu)化處理,求調(diào)諧率,,其中,,優(yōu)化處理是指剔除極大值和極小值,這時剔除應該有個范圍,,而不是一個簡單的極值,,在這里波動范圍設為極值的1%。求調(diào)諧率用的方法是用公式μ=B/τ,,式中,,τ是包絡的脈寬;B是單個通道的帶寬,。如果信號在該通道內(nèi)覆蓋很小,,那么用包絡取出的τ很小,進而會影響調(diào)諧率的測量,。最好的辦法就是將改異常的μ值剔除,,剔除的時候會存在這樣的問題,如果在兩個邊界通道中信號覆蓋度相差太遠,,即使有優(yōu)化處理,,輸出必然還會有一個歧義值。上述方式求出的只是μ的絕對值,,可以通過通道信號輸出前后來判斷正負,,如果fnow>fbe,μ為正,;否則μ為負,。
3測試結果與分析
3.1線性調(diào)頻信號測試
線性調(diào)頻信號的脈寬為16ms,由此可知,,調(diào)諧系數(shù)KFM為5×109,。圖4為16和32通道的測試結果。
從圖4中兩個信道測得的調(diào)諧率可以判斷出調(diào)諧方式是線性調(diào)頻,。將16和32通道的輸出進行比較,,可以看出32通道的輸出更加光滑。在16通道下測得的線性調(diào)諧系數(shù)為5.05×109,;在32通道下測得線性調(diào)頻的調(diào)諧系數(shù)為5.65×109,;計算可得,32通道的調(diào)諧率誤差約為13%,,16通道的誤差約為1%,。
3.2三角調(diào)頻信號測試
三角調(diào)頻信號脈寬為16ms,由此可知,,調(diào)諧系數(shù)KFM為1×1010,。圖5為16和32通道的測試結果。從圖5兩個信道測得的調(diào)諧率可以判斷出調(diào)諧方式是三角調(diào)頻,。將16和32通道的輸出進行比較,,可以看出32通道的輸出更加光滑。16通道時測得的調(diào)諧系數(shù)是1.04×1010,,32通道時測的調(diào)諧系數(shù)為1.15×1010,;16通道調(diào)諧率測量誤差約為4%,32通道調(diào)諧率測量誤差約為15%,。
3.3正弦調(diào)頻信號
正弦調(diào)頻脈寬為8ms,,調(diào)諧系數(shù)KFM為40×106。圖6為16和32通道的測試結果,。
根據(jù)測試得到的調(diào)諧率可以看成是對一個正弦函數(shù)進行求導所得,。將16和32通道的輸出進行比較,可以看出32通道的輸出更加光滑,。此時16通道的正弦調(diào)諧系數(shù)為46×106,,32通道的正弦調(diào)諧系數(shù)為50×106,通過計算可以得到16通道測正弦調(diào)頻的測量誤差約為15%,,32通道時正弦調(diào)頻的測量誤差約為25%,。
4結束語
在同一種調(diào)頻方式下的信號,,通過通道個數(shù)不同的信道,調(diào)諧率測量誤差不同,,在通道個數(shù)越多的情況下測量誤差越大,,上述3組測量結果可以說明這個問題。這種情況下的誤差主要由τ產(chǎn)生,,即τ是受到調(diào)諧方式的影響,。在不同形式的調(diào)頻信號在相同的信道化條件下,正弦調(diào)頻的調(diào)諧率測量誤差最大,,線性調(diào)頻的測量誤差最?。贿@也進一步說明調(diào)諧率的測量誤差受調(diào)諧方式的影響,。通道數(shù)越多輸出越平滑,,越容易判斷出調(diào)諧方式??傊?,通道數(shù)過多影響調(diào)諧系數(shù)的測量,通道數(shù)過少對調(diào)諧方式的判斷會存在影響,。