基于FPGA的并行多相超宽带数字下变频设计与实现

"本文探讨的是数据转换和信号处理领域的一个关键课题，即基于现场可编程门阵列(FPGA)的超宽带数字下变频设计。该设计的核心技术围绕并行多相滤波结构展开，旨在应对雷达应用需求增长和数字信号处理技术发展带来的挑战。文章首先强调了软件无线电理念的应用，即通过将ADC移至天线附近，快速数字化接收到的模拟信号，以适应高频、宽带信号处理的需求。 设计过程的关键步骤包括高速AD信号的预处理，以减小数据速率，然后利用SysGen这样的开发环境进行数字混频、多相滤波和数据抽取。这个并行处理架构允许在FPGA上实时处理大量数据，避免了传统串行结构在高速数据下可能遇到的缓存瓶颈问题，从而显著提高了处理带宽。 设计原理部分，文中提到了带通采样定理的应用，指出在满足一定的采样率与信号中频关系时，数字混频的复杂度可以大大降低。在超宽带系统中，多相滤波器设计被用于低通滤波，通过Z变换技术将滤波器系数分解，实现了抽样后滤波的方法，这有助于优化硬件资源，提升实时性能。 最后，文章的重心在于FPGA系统级设计，尤其是借助SystemGen这样的工具进行仿真和实际设计，确保了系统的高效性和准确性。整体来看，这项研究旨在通过FPGA技术解决超宽带信号处理中的复杂问题，提供了一种高效、实时的解决方案，对于现代雷达接收系统的发展具有重要意义。"