数字射频存储系统关键技术仿真研究

1、数字射频存储系统关键技术仿真研究数字存储器(drfm)是现代对抗系统中有源雷达干扰机的主要组成部分，用于将接收到的雷达信号精确地复制后再返回该雷达系统，以此来混淆该系统。正是应用drfm的精确复制雷达信号的特点，drfm技术已经广泛应用于各种雷达回波、雷达综合测试仪和各类通用信号源的研制。为了更好地保真复制各类信号，为讨论数字射频存储器提供牢靠的理论依据是本文的主要讨论内容。1 基本原理数字射频存储(drfm)的基本工作原理：首先将输入射频信号下变频为中频信号，经ad变换后成为数字信号，写入高速存储器中。当需要重发这一信号时，在控制器控制下读出此数字信号并由da变换为模拟信号。然后用同一本振奋

2、上变频，得到射频输出信号，完成对输人信号的存储转发。首先对量化过程举行分析，现假设基带输入信号为一个正弦信号gi(t)=esinit，量化位数为n，经过量化后的信号可用阶梯波y(t)表示，y(t)可以被认为是n对矩形波的叠加。假如ad变换的量化位数为m，那么正或负半周的量化台阶数为n=2m-1。阶梯波的表达式为：e2n+1就是量化产生的谐波重量幅度，可由该式计算各阶谐波的功率。在采样的过程中，为简便起见，以一位量化信号作为输入，则输入信号为：式中：e，i分离为输入信号的幅度和角频率。设采样脉冲信号为fs(t)，采样后的信号为fo(t)，则采样过程在时域上的数学表示式为 fo(t)=fi(t)f

3、s(t)，在drfm中采纳等间隔匀称采样，采样周期为ts，采样时钟频率s=2fs。在实际中，采样是在采样脉冲升高的眨眼完成的。因此采样脉冲的宽度可以看成一个窄脉宽，用s。来表示。采样脉冲的傅里叶级数为：式中：es，s，ts和s分离为采样信号的幅度、脉宽、周期和角频率。则：在式(6)中，第一项是基带的谐波信号，是由量化所产生的频谱成分，惟独在基带内，谐波将成为寄生信号，全部nis2的项将被滤除 (n取奇数)；其次项则彻低在滤波器外，不用考虑；第三项是交调信号，满足(ms-ni)s2的全部成分，将成为交调寄生信号，它们是信号谐波与时钟谐波的交错调制引起的。若以d表示脉冲信号占空比，且忽视其次项，则

4、式(6)变为：式(8)，式(9)即为计算1 b量化drfm的高次谐波和交调信号幅度的办法。2 仿真模型通过建立数学模型，应用当前功能强大的matlab中simulink工具箱可以很好地实现该系统的仿真。采样与量化过程的仿真建模1所示。信号发生部分采纳signal generator模块产生正弦波；噪声源采纳gaussian noise generator，zero-order hold模块实现采样功能。compare to zero模块实现单比特量化，uniform encoder模块实现多比特量化。各路信号分离经data type conversion转换为合适的数据格式，送入spectru

5、m scope显示频谱。该模型同时显示四路信号经处理后的频谱，四路信号由同一信号源产生，以使得结果更具可比较性。为了尽量模拟实际环境，加入了均值为 0、方差为001的高斯噪声。3 仿真分析(1)输入信号频率fi=10 mhz，经理论分析计算得到表1。对模型举行仿真得到结果2所示(a)(d)分离对应于仿真模型的四个支路)。(2)输入信号频率fi=20 mhz。经理论分析计算得到表2；对模型举行仿真结得到结果3所示(a)(d)分离对应于仿真模型的四个支路)。由理论图表及仿真图形可知，该组仿真计划没有谐波产生，频谱图中仅有45 mhz处的基波和15 mhz，75 mhz处的交调，这一现象是因为信号频率过高，以致于谐波频率过高而被基带滤波器除去。尽管没有谐波产生，但是交调的功率很大，对系统的高性能工作同样是一个不利因素。4 结 语综上所述，按照采样与量化过程仿真分析可以得出：(1)采样和量化使信号频谱发生变幻，浮现了新的频率重量谐波和交调，降低了drfm的有效放射功率，使得系统的工作能力变差。(2)噪声污染会使频谱变得越发复杂，对于一个系统，输出信噪比取决于输入信噪比和系统内部信噪比，因此噪声的存在必将降低drfm的信噪比。(3)总的来讲，谐波重量随频率增强降低，而交调重量随频率增强上升，也就是说高次谐波幅度较低次的小，而高次交调幅度较低次的大。(4)当信号频率和采样率一