5 第五章 分类器的设计
多相滤波器的设计概要
摘要 软件雷达是现代雷达的重要发展方向。其中数字化中频接收系统是关键技术之一。本论文以某雷达数字化接收系统为背景，主要研究其中的关键技术——多相滤波器的原理及设计与仿真。为了更好的理解，本文同时对数字滤波器作了简单的介绍，包括滤波器的定义、分类与实现方式。对无线电中的两个最基础的概念内插与抽取也做了介绍。对多相滤波器的原理进行了详细的说明，从公式推导上进行了理论实现的方法与可能。讨论了多相滤波如何实现信道化。最后介绍了数字滤波器的设计步骤并实现了多相滤波器的MATLAB仿真。 关键词：多相滤波器、软件无线电、数字滤波器。 Abstract Software radar is an important developing direction of modern radar. Which digital intermediate frequency receiving system is the key technical one. This paper taking a radar system for background, digital receiving main research key technology - multiphase the principle of filter and design and simulation. In order to better understanding of digital filter, the paper also makes brief introduction, including the definition, classification and filter implementation. The two most basic to radio the concept interpolation and extract presented also. The principle of multiphase filter for a detailed instructions from the formula, the method to realize the theory with possible. Discusses how to realize the multiphase filtering channelized. At last, the paper introduces the design procedures of the digital filter and realize the multiphase filter MATLAB simulation. Keywords: multiphase filter, software radio, digital filters
射频直采多相抽取信道化滤波器设计仿真
% author：张宗卫 % description：多相抽取滤波器设计仿真 % date：2020.2.2 %使用带通采样定律对射频信号直接采样，fs=6.2M,载波9.8M，经过采样后频谱搬移至2.6m， %针对目前比较流行的204B接口，数据随路时钟clk=fs/4,一个时钟周期传输四个采样点，特别适合%多相抽取滤波器设计，该仿真使用此滤波器结构设计了带通滤波器实现载波9.8M和9.79M信号的 %分离，适合用于信道化滤波器设计。 clc clear all load('Bpf2600Coe.mat')%导入滤波器参数，该滤波器为fc1经过带通采样后 fs=620*10e3;%采样频率 f1=980*10e3; f2=979*10e3; % step1 产生脉冲 L=600000; t=1/fs:1/fs:L/fs; am=zeros(1,L); TPulse=125; t1=(4/1000)*fs; t2=400000; t3=424800; for i=1:(4/1000)*fs am(i)=sin(2*pi*TPulse*t(i)); end for i=1:t1 ts(i)=sin(2*pi*TPulse*t(i)); end j=1; for i=t2+1:t3 am(i)=ts(j); j=j+1; end figure(1) plot(t,am,'r'); title('脉冲调制信号'); %step2 将脉冲信号加调制 fc1=sin(2*pi*f1*t)*2^14;% 调制1 fc2=sin(2*pi*f2*t)*2^14;% 调制2 fs1=am.*fc1; fs2=am.*fc2; %第一个脉冲为fc1频率的调制，第二个脉冲为fc2频率的调制 for i=1:L if(i 基于GNURadio的多相滤波器设计与实现设计 毕业设计 基于GNU Radio多相滤波器的设计与实现 摘要：线电是无线通信领域提出的新的通信系统结构，主要以拓展性，结构简单化地硬件作为通用平台，以可替换的软件来实现更多的通信功能。GNU Radio 是用软件来定义无线电波发射和接收的方式，与硬件相结合，搭建无线电通信系统的开源软件系统，使得无线电领域所遇到的数字调制问题变成软件问题。本文以GNU Radio为基础，实现多相滤波器系统。对多相滤波器做了简单的介绍，包括滤波器的组成模块，实现原理，同时讨论了多相滤波器如何实现信道化，最后介绍了滤波器的设计步骤，分析实现多相滤波器仿真结果。 关键词：软件无线电，GNU Radio，多相滤波器 目录 一、引言 (3) 1.1、软件无线电的介绍 (3) 1.2、GNU Radio的产生和应用现状 (4) 1.3、本课题的主要工作 (4) 二、软件无线电和GNU Radios的原理 (5) 2.1、软件无线电系统的结构和特征 (5) 2.2、GNURadio的介绍 (6) 2.3、GNURadio安装与使用 (7) 2.3.1、 Ubuntu的安装 (7) 2.3.2、GNU Radio的安装 (8) 三、多相滤波器理论原理及其应用 (10) 3.1、多相滤波器的理论知识 (10) 3.1.1、采样定律 (10) 3.1.2、多采样滤波器 (11) 3.1.3 、互换等效性 (14) 3.1.4、重采样 (15) 3.2、FIR滤波器的概念与结构 (16) 3.3、滤波器的信道化选择 (18) 3.4、多相滤波结构的作用 (19) 四、GNURadio的多相滤波器系统设计和实现 (20) 4.1、GNR Radio多相滤波器的基本组建 (20) 4.2、基于GNU Radio设计多相滤波器设计流程图 (21) 4.3、相滤波器的设计 (21) 五、实验结果 (25) 六、总结 (28) 参考文献 (29) 2013年4月 信号抽取的多相形式实现 一、理论基础 理论情况下对信号进行多速率处理时，要在信号的抽取之前和信号的插值之后进行信号的限带滤波。因为抽取是信号频谱扩展的过程、插值是信号频谱压缩的过程，若不进行限带滤波，则抽取后信号频谱在周期延拓扩展的过程中将会引起频谱的混叠造成信号的改变，使信号信息产生变化；同理，插值的过程没有限带时，也将会使我们不感兴趣的冗余信息压缩进信号的频谱中，造成信号携带信息的改变，使信号失真。理论框图如下： 内插器及其框图表示 但这显然不是最优化的处理方法：因为多速率信号处理的核心目的之一就是在不改变信号携带信息的条件下降低信号的流速率，以减轻对信号处理器件的运算速度的压力，来最大化的提高系统效能。可理论框图中：滤波器分别放置在抽取器之前和内插器之后。而这两个位置恰恰是信号流速率相较另一侧更高的一端，显然这会加大硬件的处理负担。 由于这次实验是对抽取进行验证所以下文内容只讨论抽取的结构优化过程。我们通过对限带滤波器h[n]的Z变换进行分析，结构变化可以发现H(z)可以转化为如下形式： ()()n n H z h n z +∞ -=-∞ =?∑ ()()() 1 M n k M k n H z z h nM k z -+∞ --==-∞ =+∑∑ ()()()n n k k n n E z e n z h nM k z +∞ +∞ --=-∞=-∞ == +∑ ∑ ()() 1 M k M k k H z z E z --==∑ 再根据，抽取与滤波器之间的恒等变换，可以把抽取系统转化等效的多相形式表示如下： 可见等效结构中：滤波器的运算是在对信号进行抽取之后的，这就显而易见的降低了原信号的信号流速率，使后续对信号处理过程的运算量大大的降低了。这就体现出了多相滤波形式的一大优势，并且还可以根据后续处理的要求，采取不同的多相形式来提高系统的效率，节省了系统的内部资源。 2.实验过程 上一节对多相滤波形式的优势及实用性进行了分析和阐述。这一节将对其实现过程进行叙述。 (作业题目： 5．设计一个5路5:1多相减采样滤波器满足下面的参数要求: 输入样值频率: 100kHz 通带: 0-8kHz 带内波纹: 0.1dB 阻带: 12-50kHz 阻带抑制: 60dB 输出样值频率: 20kHz 试设计一个滤波器,通过如下带外信号的1000个样本处理来测试 第三章变速器及驱动桥 第一节变速器选型及基本参数的确定 变速器用于转变发动机曲轴的转矩及转速，以适应汽车在起步、加速、行驶以及克服各种道路障碍等不同行驶条件下对驱动车轮牵引力及车速的不同要求的需要。 为保证变速器具有良好的工作性能，对变速器应提出如下设计要求：1）变速器的档位数和传动比，使之与发动机参数优化匹配，以保证汽车具有良好的动力性与经济性； 2）设置空档以保证汽车在必要时能将发动机与传动系长时间分离；设置倒档使汽车可以倒退行驶； 3）操纵简单、方便、迅速、省力； 4）传动效率高，工作平稳、无噪声； 5）体小、质轻、承载能力强，工作可靠； 6）制造容易、成本低廉、维修方便、使用寿命长； 7）贯彻零件标准化、部件通用化及总成系列化等设计要求，遵守有关标准规定； 8）需要时应设置动力输出装置。 1.1 变速器选型 有级变速器与无级的相比，其结构简单、造价低廉，因此在各种类型的汽车上均得到了广泛的应用。其中两轴式和三轴式变速器得到了最广泛的应用。 三轴式变速器的其第一轴的常啮合齿轮与第二轴的各档齿轮分别与 中间轴的相应齿轮相啮合，且第一、二轴同心。将第一、二轴直接连接起 来传递转矩则称为直接档。此时，齿轮、轴承及中间轴均不承载，而第一、 二轴也仅传递转矩．因此，直接档的传动效率高，磨损及噪声也最小，这 是三轴式变速器的主要优点。其他前进档需依次经过两对齿轮传递转矩。 因此，在齿轮中心距(影响变速器尺寸的重要参数)较小的情况下仍然可以 获得大的一档传动比，这是三轴式变速器的另一优点。其缺点是：除直接 档外其他各档的传动效率有所降低。 两轴式变速器与三轴式变速器相比，其结构简单、紧凑且除最高档外 其他各档的传动效率高、噪声低。轿车多采用前置发动机前轮驱动的布置， 因为这种布置使汽车的动力——传动系统紧凑、操纵性好且可使汽车质量 减少6％~l0％。两轴式变速器则方便于这种布置且使转动系的结构简单。 两轴式变速器的第二轴<即输出轴)与主减速器主动齿轮做成一体，当发动 机纵置时，主减速器可用螺旋锥齿轮或双曲面齿轮；当发动机横置时则可 用圆柱齿轮，从而简化了制造工艺、降低了成本。除倒档常用滑动齿轮(直 齿圆柱齿轮)外，其他档位均采用常啮合齿轮(斜齿圆柱齿轮)传动；各档 的同步器多装在第二轴上，这是因为一档的主动齿轮尺寸小，装同步器有 困难；而高档的同步器也可以装在第一轴的后端。 两轴式变速器没有直接档，因此在高档工作时，齿轮和轴承均承载， 因而噪声较大，也增加了磨损，这是它的缺点。另外，低档传动比取值的 上限(i ＝4.0~4.5)也受到较大限制，但这一缺点可通过减小各高档传动g1 比同时增大主减速比来消除。 前置副变速器用于分割主变速器相邻档位之间的间隔，并获得两倍于 基于多相滤波技术的ESM／ELINT接收机的设计与实现 本文针对雷达技术发展对接收机的发展提出的新要求，研究了目前市场上现有的接收机技术，提出了基于多相滤波技术的ESM/ELINT接收机技术，并在硬件设计与实现方面进行了详细的论证和描述，进一步提高了国内在雷达信号采集处理等方面技术水平。 标签：多相滤波接收机 随着雷达技术的发展，对雷达数字接收机提出了越来越高的要求，雷达数字接收机的瞬时带宽会越来越宽，采样频率会越来越高，由于信号处理能力和采样能力之间的差距有可能长期存在，因此如何解决解决数据“瓶颈”是数字接收机的关键问题之一。宽带数字接收机作为新一代数字接收机，其实现方案是目前研究的一个热点，国内外对此都有一定的研究。目前市场产品一是利用基于PCI总线的工控机作为主机，利用TI公司的DSP芯片TMS320C31作为处理器实现多路并行FFT，瞬时带宽为1GHz，采样频率为125MHz，通道延时为0.3nS。二是宽带高效下变频基于FPGA实现的引导式接收机。 一、总体设计与实现 多相滤波ESM/ELINT接收机由数据采集处理器和主计算机两部分构成。数据采集处理器主要实现宽带信号的采集和处理，给出信号的有关参数。主计算机主要实现信号的分选和识别。数据采集处理器由四部分构成：第一部分是用来实现宽带信号高速带通采样的数据采集卡，其采样频率为 2.25GHz，量化位数为8bit，信号的输入频率范围为1.1GH～2.7GHz。数据采集卡和多相滤波器之间通过专用的高速数据总线连接，实现信号的实时传输。第二部分是多相滤波器，该滤波器将整个输入频段划分成16个子信道，每个子信道的有效宽度为19.25MHz，输出数据位数为8bit，输出数据率为68.125Mbyte/S，该滤波器可以采用FPGA实现。第三部分是用来进行信道化后处理的并行处理阵列，并行处理阵列可以利用多DSP并行处理卡构成，由于多相滤波ESM/ELINT接收机的输出信道出现同时到达信号的概率并不高，因此在每个信道处理过程中可以不考虑同时到达信号问题，但整个1GHz频带内很可能会出现同时到达多信号，因此每个信道都有自己独立的并行处理卡。处理卡和多相滤波器之间利用专用高速数据总线连接，处理结果通过计算机通用总线送主计算机进行后续处理。第四部分是并行存储阵列，这部分由硬盘阵列和相应的控制电路构成，每一个信道可以对应一组硬盘，由并行处理卡上的存储器构成海量缓冲器，以保证信号的连续存储，采用这种方式可以有效解决宽带信号的实时录取问题，可录取的信号宽度将会扩展到1GHz。基于多相滤波技术的ESM/ELINT接收机硬件结构，如下图所示： 二、多相濾波器的设计与实现 多相滤波器的设计是实现ESM/ELINT接收机的核心问题，为此设计了一种基于延时采样的交叉信道化多相滤波器。由于采样频率高达2.25GHz，相应的多基于GNURadio的多相滤波器设计与实现设计
多相抽取滤波
变速器详细设计过程word资料20页
基于多相滤波技术的ESM／ELINT接收机的设计与实现