雷达信号处理中的数字下变频(DDC)技术及Matlab实现

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@小白创作中心

雷达信号处理中的数字下变频(DDC)技术及Matlab实现

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CSDN

https://m.blog.csdn.net/2301_77414277/article/details/145376443

数字下变频（DDC）是现代雷达信号处理中的关键技术之一。相比于传统的模拟下变频，数字下变频具有更高的精度、更低的功耗和更简单的电路结构。本文将详细介绍数字下变频的基本原理，并通过Matlab代码实现，帮助读者更好地理解这一技术。

1. 概述

在ADC采样率并不高的时代，通信接收机中的下变频通常由模拟电路完成，即使用正交相参本振信号与中频信号混频，分别得到低频的I、Q分量，经过低通滤波器滤除高频镜频后再用ADC采样并处理。其结构框图如下：

其优点是不需要高采样率的ADC，但缺点也是显而易见的：

模拟乘法器参数不匹配，导致输出镜频抑制比不高，且存在非线性误差；
本振时钟源频率不稳定，随电路工作环境变化；除非使用温补晶振等时钟源
电路结构复杂，成本高；

随着技术的发展，高速高精度ADC的诞生使得数字正交采样下变频变得可能。如下图所示：

如图，使用高速ADC直接对滤波后的中频信号进行采样，后在数字域中对中频信号进行正交解调下变频。数字下变频的方法解决了模拟电路参数杂散性的问题，同时更加稳定、精确、低功耗、低成本，还可以简化电路结构。现在这种方式成为了主流。

2. 运行结果

以下是部分Matlab代码示例：

% Time base parameters -------------------------------------------------- %
fs = 1e6; % Sampling frequency: 1Mhz
dt = 1/fs; % Time scale
N = 4000; % Points
tv = 0:dt:(N-1)*dt; % Discrete time vector
fv = (0:N/2-1)*1/dt/N; % Discrete frequency vector

% Modulation ------------------------------------------------------------ %
fb = 5e3; % Base frequency: 5kHz
fc = 50e3; % Carrier frequency: 50kHz
sCCos = cos(2*pi*fc*tv);
scSin = sin(2*pi*fc*tv);

% Single tone ----------------------------------------------------------- %
sBaseQ = cos(2*pi*fb*tv);
sBaseI = sin(2*pi*fb*tv);