快速濾波器組技術(shù)及在實時頻譜分析中的應(yīng)用研究.pdf

1、目前無線通信技術(shù)發(fā)展很快，在軍事領(lǐng)域，各種電臺、雷達、吊艙，等功率發(fā)射裝置在相對狹小的戰(zhàn)場空間集中展開，極易形成復(fù)雜的戰(zhàn)場電磁環(huán)境。其特點是頻率成分復(fù)雜，存續(xù)時間不定。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。結(jié)構(gòu)上的缺陷決定了這類頻譜檢測儀檢測不到當前掃描點之外的其他頻率分量，對間歇性的瞬態(tài)信號檢測能力十分有限。在這種背景下，實時頻譜分析儀在頻譜檢測領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用?；竟ぷ髁鞒倘缦?首先對輸

2、入信號下變頻，做數(shù)字轉(zhuǎn)換，然后做FFT變換，從而達成對信號頻率成分的分析。FFT/IFFT作為濾波器使用時有兩個缺點:第一是FFT/IFFT變換的第一旁瓣衰減較小。要解決這個問題，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，每級中的子濾波器的原型濾波器傳遞函數(shù)相同，各級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)通過因子替換的方式而得到[4]。通過適當?shù)囊蜃犹鎿Q以后，F(xiàn)FB實際上對應(yīng)了一個高階的原型濾波器，相較于FFT/IFFT對應(yīng)的一階原型濾波器，能夠大大增加其旁瓣的衰減量[4]。本文主要針對基于快速濾波器組的實時頻譜分析算法進行研究，開展的主要工作如下:
　　第一，介紹了當前實時頻譜檢測的重要

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。
　　第三，在詳細探討了快速濾波器組各級子濾波器的關(guān)系和設(shè)計方法后，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)計方法和具體實現(xiàn)步驟。