羅蘭C接收機的數字帶通濾波器的設計①

劉丙偉，汪學剛

（電子科技大學，四川 成都611731）

0 引 言

目前，對于羅蘭C信號的濾波方法主要還是模擬濾波，難以克服模擬濾波器本身的一些缺陷，隨著數字信號處理技術的發展，數字濾波器能很好地克服這些缺陷。但是，直接FIR濾波器需要占用很多的資源。提出了一種插值濾波器的方法，并對羅蘭C信號進行處理，這種方法不但可以實現同等的效果，而且能夠很大程度節省資源。

1 羅蘭C信號簡介

1.1 羅蘭C信號形式

羅蘭C系統是覆蓋全球大部分地區的一種陸基遠程精密無線電導航系統，在導航領域內有著廣泛的應用。羅蘭－C信號系統的頻率為90～110 kHz，所有的羅蘭C發射臺和用戶接收設備都在這一相同的頻段上工作，系統所規定的90～110kHz的工作頻率范圍并不是通常定義下的信號能量譜的半幅度寬度，而是特別定義的包括99%以上的輻射信號能量的寬度。理論上羅蘭C脈沖定義為［1]

式中：A是與峰值天線電流（A）有關的標準化常數；t是時間，單位μs；τ是包周差（ECD），單位為μs，定義為標準采樣點前后包絡時間位置的有效漂移；pc是相位編碼參數，單位rad.脈沖的形狀和頻譜如圖1所示。

圖1 羅蘭C脈沖時域波形和頻譜圖（采樣率Fs＝10MHz）

1.2 羅蘭C信號頻譜分析

由圖1的信號頻譜圖可知：信號能量主要集中在100kHz附近，所以，要把90～110kHz的信號從接收信號中提取出來，必須要用到數字帶通濾波器。數字帶通濾波器一般采用直接FIR濾波器設計，但對于羅蘭C信號，90～110kHz的帶寬相對于10MHz采樣率是很小的，因此，直接FIR濾波器設計方法需要很大的階數才能滿足要求，也即在FPGA設計中需要占用很多的資源，這就要求我們在資源有限的情況下找到一種滿足要求的設計。……