数字相干检波：多相滤波原理与FPGA实现

"本文探讨了基于带通采样定理和多相滤波技术的数字相干检波原理及其FPGA实现。这种方法通过数字信号处理获取I、Q基带信号，具备高镜频抑制能力、大的线性动态范围、简化系统设备和优良的一致性。文章从理论基础和实际工程实现两个角度进行深入阐述。" 本文主要介绍了数字相干检波的一种创新方法，该方法结合了带通采样定理和多相滤波技术。多相滤波是一种高效的数字信号处理技术，它将一个高阶滤波器分解为多个低阶滤波器分支，从而提高了系统的实时处理能力，并降低了累积误差。在数字相干检波中，这种技术被用来准确提取带限中频信号的正交基带分量。 数字相干检波是通信系统中的一种关键技术，主要用于解调调频或调相信号。文中提到，对于载频为fo、带宽为B的中频信号，可以采用fs=4fo/(2m+1)的采样率（其中m为非负整数，fs大于或等于2B）进行采样。通过符号修正和多相滤波，可以得到正交的I、Q基带信号。 信号x(t)在采样后，其同向分量和正交分量可以通过奇偶分路和符号变换得到。然后，通过2倍抽取序列，可以进一步获取I和Q分量的数字谱。然而，这两个分量的数字谱存在一个延迟因子，需要通过延迟滤波器进行校正，确保I和Q支路严格匹配。多相滤波技术使得从原型低通滤波器中抽取两个延迟滤波器成为可能，这些滤波器具有相似的幅度和相位特性，满足数字正交相干检波的需求。 在FPGA（Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）平台上实现这种数字相干检波方法，可以充分利用其并行处理能力和灵活性。通过精心设计滤波器结构并配置FPGA逻辑，可以高效地执行所需的滤波和同步操作，实现高性能的数字相干检测。 本文提供的多相滤波数字相干检波方法不仅理论上可行，而且在FPGA实现中表现出优越的性能，包括高的镜频抑制、宽的线性动态范围和系统一致性。这种技术对于现代通信系统，尤其是那些需要高精度和实时处理能力的系统，具有重要的应用价值。通过FPGA实现，这种方法可以灵活地适应不同的通信标准和信号规格，为无线通信、卫星通信等领域提供强大的信号处理解决方案。