基于零中频的基带正交IQ数据的数字化提取方法及装置与流程

本发明涉及雷达、无线通信、音视频等的信号处理分析领域，具体涉及一种针对携带复杂调制信息的射频、微波和毫米波信号的基于零中频的基带正交iq数据的数字化提取方法。

背景技术：

通常，对于标准正弦信号或脉冲信号，我们可以利用数字示波器测量信号的交流幅度、直流偏置、时基、上升/下降时间等时域波形特性，可以利用频谱分析仪测量信号的幅度、频率、衰减量、信号失真等频域特性，也可以利用相位噪声分析仪测量信号的短期频率特性，但是，随着雷达技术、无线通信技术、音视频传输等通信技术发展和工程应用的推进，要求在单一的载频信号上调制所需的调制信号，这就造成了信号形势的变化，相关信号的调制方式越来越复杂，携带的复合调制信号的信息量也越来越多，对于研发和测试人员而言，对于系统所涉及的技术要求和特征参量将转化为信号观测和测量信号的需求。因此，需要采取各种不同的技术手段和信号处理方式，实现被测信号的有效测量。

目前，通常的实现方式是将雷达信号、无线通信信号、音视频信号等处于射频、微波、毫米波频段的信号通过一定的电路变化处理到中频频段，然后，再基于中频频段进行后续的信号处理，如模拟/数字电路、集成芯片或软件无线电等信号处理方式。其中的关键是将雷达信号、无线通信信号、音视频信号等处于射频、微波、毫米波频段的信号变换到中频频段的处理方式，决定了后续信号处理的实现方式以及难易程度，如果处理恰当，可以快速实现后续的信号处理、信号分析，得到被测信号参量特征和技术指标的结果。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于零中频的基带正交iq数据的数字化提取方法，其特征在于，包括步骤：

步骤101：对射频接收前端进行处理，包括对被测的输入信号进行衰减处理，得到衰减信号；

步骤102：对所述衰减信号进行预选、滤波、放大处理，得到带内信号；

步骤103：对所述带内信号循环进行混频和滤波，得到中频信号，每次混频时采用不同的本振；

步骤104：所述中频信号分成两路与计算机产生正交的两路信号分别进行混频，将所述中频信号混频至基带，得到i路和q路模拟信号；

步骤105：将所述i路和q路模拟信号转化为i路和q路数字信号。

优选地，所述步骤103中：对所述带内信号循环进行混频和滤波的循环次数为2-3次，将被测的输入信号中心频率搬移到中频的相应频率，同时，对每次混频的信号进行滤波，滤除不存在的镜像干扰。

优选地，所述步骤104的得到i路和q路模拟信号的具体方法为：将所述中频信号混频到基带后，再进行基带低通滤波，滤除混频造成的交调信号、杂散信号和原有的中频信号，得到单一的i路和q路模拟信号。

优选地，所述步骤105的转化方法为：采用模数转换的方式，在基带按照固定的采样率进行正交的两路高速采集，得到一组按照固定时基采样率的正交的i路和q路的模拟信号，然后按照采样位数的分辨力归一化为1/2ⁿ等级分辨力的两路正交iq数字数据信号。

本发明还提供了一种基于零中频的基带正交iq数据的数字化提取装置，其特征在于，包括：

衰减模块，所述衰减模块用于对射频接收前端进行处理，包括对被测的输入信号进行衰减处理，得到衰减信号；

处理模块，所述处理模块用于对所述衰减信号进行预选、滤波、放大处理，得到带内信号；

混频模块，所述混频模块用于对所述带内信号循环进行混频和滤波，得到中频信号，每次混频时采用不同的本振；模拟信号模块，所述模拟信号模块用于将所述中频信号分成两路与计算机产生正交的两路信号分别进行混频，将所述中频信号混频至基带，得到i路和q路模拟信号；

数字信号模块，所述数字信号模块用于将所述i路和q路模拟信号转化为i路和q路数字信号。

优选地，所述混频模块还包括混频滤波单元，所述混频滤波单元用于对所述带内信号循环进行混频和滤波的循环次数为2-3次，将被测的输入信号中心频率搬移到中频的相应频率，同时，对每次混频的信号进行滤波，滤除不存在的镜像干扰。

优选地，所述模拟信号模块还包括基带低通滤波单元，用于将所述中频信号混频到基带后，再进行基带低通滤波，滤除混频造成的交调信号、杂散信号和原有的中频信号，得到单一的i路和q路模拟信号。

优选地，所述数字信号模块还包括转化单元，所述转化单元用于采用模数转换的方式，在基带按照固定的采样率进行正交的两路高速采集，得到一组按照固定时基采样率的正交的i路和q路的模拟信号，然后按照采样位数的分辨力归一化为1/2ⁿ等级分辨力的两路正交iq数字数据信号。

附图说明

图1为本发明实施例的基于零中频的基带正交iq数据的数字化提取方法的流程图；

图2为本发明实施例的基于零中频的基带正交iq数据的数字化提取装置的模块图；

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明提出的是一种基于零中频的基带正交iq数字数据提取方法。该方法将零中频的信号在基带频段上按照某一固定的采样率进行正交的两路高速采集，利用高速采样的分辨力和线性度，得到一组按照固定时基采样率的正交的i路和q路的模拟信号，然后按照采样位数的分辨力归一化为数字数据，实现基带信号的数字化提取。

本发明提供了一种基于零中频的基带正交iq数据的数字化提取方法，其特征在于，包括步骤：

步骤101：对射频接收前端进行处理，包括对被测的输入信号进行衰减处理，得到衰减信号。本步骤的对射频接收前端进行处理，通过输入衰减器对被测的输入信号进行第一级处理，用于保护后级信号处理电路，防止信号过大导致部件损坏或产生非线性失真，同时，保证在宽频段范围内对输入信号保持良好的匹配特性，如阻抗匹配、驻波。

步骤102：对所述衰减信号进行预选、滤波、放大处理，得到带内信号。在本实施例中，通过预选、滤波、放大等处理进行信号调理，目的是经过调理使信号输入到混频器时处于最优化的输入信号电平、滤除微波段无关的杂散信号和噪声。

步骤103：对所述带内信号循环进行混频和滤波，得到中频信号，每次混频时采用不同的本振。

其中，所述步骤103中：混频电路因频段不同，可采取多级混频的方式，将输入信号转换为中频信号。

在本实施例中，对所述带内信号循环进行混频和滤波的循环次数为2-3次，将被测的输入信号中心频率搬移到中频的相应频率，同时，对每次混频的信号进行滤波，滤除不存在的镜像干扰。

步骤104：所述中频信号分成两路与计算机产生正交的两路信号分别进行混频，将所述中频信号混频至基带，得到i路和q路模拟信号。

根据本发明的一个实施例，所述步骤104的得到i路和q路模拟信号的具体方法为：将所述中频信号混频到基带后，再进行基带低通滤波，滤除混频造成的交调信号、杂散信号和原有的中频信号，得到单一的i路和q路模拟信号。

步骤105：将所述i路和q路模拟信号转化为i路和q路数字信号。

根据本发明的一个实施例，所述步骤105的转化方法为：采用模数转换的方式，在基带按照固定的采样率进行正交的两路高速采集，得到一组按照固定时基采样率的正交的i路和q路的模拟信号，然后按照采样位数的分辨力归一化为1/2ⁿ等级分辨力的两路正交iq数字数据信号。

在本实施例中，通过获得某一固定采样率的两路正交iq数字数据信号，可以根据输入信号的特征，能够在基带上进行信号的后续分析处理。

本发明的另一个实施例还提供了一种基于零中频的基带正交iq数据的数字化提取装置，其特征在于，包括：

衰减模块，所述衰减模块用于对射频接收前端进行处理，包括对被测的输入信号进行衰减处理，得到衰减信号。

处理模块，所述处理模块用于对所述衰减信号进行预选、滤波、放大处理，得到带内信号。

混频模块，所述混频模块用于对所述带内信号循环进行混频和滤波，得到中频信号，每次混频时采用不同的本振。

根据本发明的一个实施例，所述混频模块还包括混频滤波单元，所述混频滤波单元用于对所述带内信号循环进行混频和滤波的循环次数为2-3次，将被测的输入信号中心频率搬移到中频的相应频率，同时，对每次混频的信号进行滤波，滤除不存在的镜像干扰。

模拟信号模块，所述模拟信号模块用于将所述中频信号分成两路与计算机产生正交的两路信号分别进行混频，将所述中频信号混频至基带，得到i路和q路模拟信号。

根据本发明的一个实施例，所述模拟信号模块还包括基带低通滤波单元，用于将所述中频信号混频到基带后，再进行基带低通滤波，滤除混频造成的交调信号、杂散信号和原有的中频信号，得到单一的i路和q路模拟信号。

数字信号模块，所述数字信号模块用于将所述i路和q路模拟信号转化为i路和q路数字信号。

根据本发明的一个实施例，所述数字信号模块还包括转化单元，所述转化单元用于采用模数转换的方式，在基带按照固定的采样率进行正交的两路高速采集，得到一组按照固定时基采样率的正交的i路和q路的模拟信号，然后按照采样位数的分辨力归一化为1/2ⁿ等级分辨力的两路正交iq数字数据信号。

本发明为从射频接收前端与后端基带信号处理之间提供了一种信号数字化的处理方式，该发明的优点是能在中频以下频段准确的获得处于基带正交的iq数据信号，可提供基带后续的信号处理数据，可接入模拟/数字电路、芯片外围电路，也可利用软件无线电技术在软件上实现信号分析。该法新颖，实现途径简便，可满足多种方式后续信号处理的要求。

显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。