基于MWC的頻域稀疏信號亞奈奎斯特采樣系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、隨著通訊技術(shù)的發(fā)展，無線射頻傳輸過程所用的載波頻率越來越高。在認(rèn)知無線電、電子偵察等領(lǐng)域，載波頻率是隨時間變化的，無法通過解調(diào)再采樣的方式獲取信息，必須采用直接采樣的方式獲取信息。如果使用以奈奎斯特定理為指導(dǎo)的傳統(tǒng)采樣方法，現(xiàn)有商用模數(shù)轉(zhuǎn)換器難以滿足要求。近年來針對頻域稀疏信號采樣提出的調(diào)制寬帶轉(zhuǎn)換器(MWC)采樣方法，理論上可以實現(xiàn)遠(yuǎn)低于奈奎斯特率的采樣速率重構(gòu)待測信號，降低系統(tǒng)的采樣速率。采用這種方法也減輕了大量數(shù)據(jù)所帶來的存儲、傳

2、輸壓力。本文針對MWC采樣系統(tǒng)的實現(xiàn)問題開展了如下工作:
　　先對MWC采樣系統(tǒng)針對的頻域稀疏信號模型進行分析，然后對該采樣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進行研究，并在頻域上作了理論分析。最后設(shè)計仿真實驗驗證。
　　設(shè)計MWC采樣系統(tǒng)。對調(diào)制寬帶轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的實現(xiàn)技術(shù)展開深入研究，采用現(xiàn)有元器件設(shè)計并實現(xiàn)了一套完整由上、下位機兩部分組成的采樣系統(tǒng)。下位機以FPGA、乘法器、AD采樣器件、USB控制器為核心設(shè)計了輸入信號預(yù)處理電路、偽隨機序列發(fā)生器

3、、隨機混頻器、低通濾波器、同步低速采樣器以及數(shù)據(jù)傳輸電路等功能模塊。上位機采用MATLAB軟件實現(xiàn)了基于正交匹配追蹤的重構(gòu)算法，編寫了能夠?qū)崿F(xiàn)參數(shù)設(shè)置、自動校準(zhǔn)和實時顯示重構(gòu)結(jié)果等功能的應(yīng)用程序。
　　實現(xiàn)自動校準(zhǔn)系統(tǒng)。針對采樣矩陣實際值與理論值不相符進而影響重構(gòu)結(jié)果的問題，設(shè)計并實現(xiàn)了基于正弦響應(yīng)法的MWC米樣矩陣自動校準(zhǔn)系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用程控命令產(chǎn)生一定頻率、能夠遍歷整個頻帶的正弦信號激勵源，獲得對應(yīng)頻率的采樣矩陣數(shù)據(jù)。實驗表明