基于無載頻脈沖雷達信號的高速數(shù)字采樣方法與實現(xiàn)

沈紹祥*①② 葉盛波① 方廣有①

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基于無載頻脈沖雷達信號的高速數(shù)字采樣方法與實現(xiàn)

沈紹祥葉盛波方廣有

(中國科學院電子學研究所電磁輻射與探測技術(shù)重點實驗室 北京 100190)(中國科學院研究生院 北京 100049)

該文針對無載頻脈沖雷達信號周期重復性的特點，提出了一種全新的高速數(shù)字采樣方法和原理。該方法利用FPGA的差分比較器端口構(gòu)成高速1 bit量化器，采用FPGA內(nèi)部多相位時鐘，對1 bit數(shù)據(jù)流進行并行交替數(shù)字采樣，并緩沖編碼，從而獲得上吉赫茲的等效數(shù)字采樣率。通過將多個比較電平下的1 bit采樣數(shù)據(jù)進行累積，從而完成高速數(shù)字采樣過程。在Xilinx的XC2V3000的FPGA中實現(xiàn)了該方法，獲得了采樣率達1.6 GHz的8 bit等效高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器功能。該設(shè)計方法不僅能夠提高等效采樣方式的效率，而且與高速實時采樣相比，具有低功耗、低成本的優(yōu)勢，在實際中獲得了良好的應用。

現(xiàn)場可編程門陣列；數(shù)字采樣；1 bit量化器；比較電平

1 引言

無載頻脈沖雷達信號是一種時域超寬帶信號，具有準周期性，超寬帶的特點。工程應用中，傳統(tǒng)上對此類信號的采集均采用等效采樣(等效順序采樣)方式。該方法降低對模數(shù)轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速率要求。但實際應用中，這種采樣方式大多是一個回波采樣一次(或為累積使用，多采集幾個樣本累積起來)，獲得一個樣本，回波利用率較低。若一道回波需采集樣本數(shù)越多，所需系統(tǒng)工作的時間就越長，不利于野外探測作業(yè)。

與等效采樣相比，實時采樣可提高工作效率和回波利用率。……