快速濾波器組技術(shù)及在實(shí)時(shí)頻譜分析中的應(yīng)用研究.pdf

1、目前無(wú)線通信技術(shù)發(fā)展很快，在軍事領(lǐng)域，各種電臺(tái)、雷達(dá)、吊艙，等功率發(fā)射裝置在相對(duì)狹小的戰(zhàn)場(chǎng)空間集中展開，極易形成復(fù)雜的戰(zhàn)場(chǎng)電磁環(huán)境。其特點(diǎn)是頻率成分復(fù)雜，存續(xù)時(shí)間不定。目前普遍使用的掃頻式頻譜分析儀能顯示幅度和頻率關(guān)系，其結(jié)構(gòu)類似調(diào)諧式超外差接收機(jī)。結(jié)構(gòu)上的缺陷決定了這類頻譜檢測(cè)儀檢測(cè)不到當(dāng)前掃描點(diǎn)之外的其他頻率分量，對(duì)間歇性的瞬態(tài)信號(hào)檢測(cè)能力十分有限。在這種背景下，實(shí)時(shí)頻譜分析儀在頻譜檢測(cè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用?；竟ぷ髁鞒倘缦?首先對(duì)輸

2、入信號(hào)下變頻，做數(shù)字轉(zhuǎn)換，然后做FFT變換，從而達(dá)成對(duì)信號(hào)頻率成分的分析。FFT/IFFT作為濾波器使用時(shí)有兩個(gè)缺點(diǎn):第一是FFT/IFFT變換的第一旁瓣衰減較小。要解決這個(gè)問(wèn)題，可在FFT/IFFT變換之前加窗，但這增加了系統(tǒng)復(fù)雜度。第二是，加窗后，F(xiàn)FT/IFFT濾波器組旁瓣衰減量雖然有所增大但主瓣變得模糊，限制了系統(tǒng)分辨率的提高[4]。
　　快速濾波器組(Fast Filter Bank，F(xiàn)FB)可以很好的解決上述問(wèn)題。FF

3、B是具有和FFT/IFFT類似的樹形結(jié)構(gòu)的濾波器組，每級(jí)中的子濾波器的原型濾波器傳遞函數(shù)相同，各級(jí)的子濾波器的傳遞函數(shù)可以利用原型濾波器傳遞函數(shù)通過(guò)因子替換的方式而得到[4]。通過(guò)適當(dāng)?shù)囊蜃犹鎿Q以后，F(xiàn)FB實(shí)際上對(duì)應(yīng)了一個(gè)高階的原型濾波器，相較于FFT/IFFT對(duì)應(yīng)的一階原型濾波器，能夠大大增加其旁瓣的衰減量[4]。本文主要針對(duì)基于快速濾波器組的實(shí)時(shí)頻譜分析算法進(jìn)行研究，開展的主要工作如下:
　　第一，介紹了當(dāng)前實(shí)時(shí)頻譜檢測(cè)的重要

4、地位。分析了快速傅里葉變換(Fast Fourier Transform，F(xiàn)FT)的局限性以及快速濾波器組(Fast Filter Bank，F(xiàn)FB)的優(yōu)越性。
　　第二，研究了快速濾波器組的基礎(chǔ)理論，從算法層面上分析了其相對(duì)快速傅里葉變換所具有的良好的頻率響應(yīng)特性和較低復(fù)雜度等優(yōu)勢(shì)。
　　第三，在詳細(xì)探討了快速濾波器組各級(jí)子濾波器的關(guān)系和設(shè)計(jì)方法后，給出了快速濾波器組的原型濾波器的低復(fù)雜度優(yōu)化設(shè)計(jì)方法和具體實(shí)現(xiàn)步驟。