2.4　滑动FFT结构信道化宽带数字接收机

多相DFT结构信道化宽带数字接收机结构由于采用了并行的多相结构，使得在FPGA实现时需要用到并行IFFT模块，这不适应目前FPGA中串行FFT的IP核，从而导致实现时结构不够灵活。本节对滑动FFT结构信道化宽带数字接收机进行研究，其可采用串行FFT核。滑动FFT结构信道化宽带数字接收机原理的推导如下。

离散数字域信号的N点FFT输出的第k个分量为

其中，为输入的离散信号，N为信号FFT变换的点数，则第个分量可以写成

此时定义一个函数，其形式如式（2-66）所示，其中，。

对其做的频移，则有

此时，设k =0，则式（2-67）等价于

观察式（2-65）和式（2-68）可以发现，式（2-69）所示的关系成立

式（2-69）右侧是一个信号的离散卷积公式，表示时输入信号和的卷积，左侧则是输入信号在点的FFT变换结果。这表明，可以将输入信号做FFT变换后，将每一个点的输出看成是信号和滤波器的冲激响应函数在处做卷积运算。即可以利用信号的FFT变换来构造信道化结构中的滤波器模块，从而推导出如图2.33所示的滑动FFT信道化宽带数字接收机的结构框图。

滑动FFT信道化宽带数字接收机的具体实现过程如下：

（1）信号首先经过高速ADC从模拟信号转变为数字信号，进入N点矩形窗函数模块，将信号每N点进行一次分割。

（2）对每段的N点信号进行N点FFT变换，得到N点FFT输出。

（3）将每段的第n个点取出，组成信道化的第n路输出，其中，。

（4）对信道化的输出做CORDIC运算，求出输出信号的幅度和相位。

（5）对幅度进行能量判决，选取合适的自适应阈值，判决得出信号所在信道。

（6）对有效信道的信号进行相位差测频，求出信号载频。

从图2.33中可以看出，滑动FFT信道化宽带数字接收机中的FFT模块采用串行FFT形式，每段信号做FFT变换的点数即为接收机的子信道数。因此，在工程实践中，可以根据实际需求，灵活地增加子信道数以提高接收机的灵敏度。

因为滑动FFT信道化宽带数字接收机结构利用的是信号FFT变换和离散卷积变换之间的关系，因此其输出与多相DFT结构宽带数字接收机一样，都是信号的I、Q数据，因此其信号的后续处理方式与多相DFT结构宽带数字接收机相同，其中（4）、（5）、（6）属于信号检测及测量处理。关于信号的提取与测量在后续章节介绍。

滑动FFT信道化宽带数字接收机结构与前文基于短时傅里叶变换的数字接收机的结构是一致的。实际上其为基于短时傅里叶变换的并行结构，但本节从滤波器的角度给出其推导形式。

针对滑动FFT信道化宽带数字接收机进行仿真实验。采用复数信号作为输入，选择信号接收机子信道数为32，子带带宽为40 MHz。信号的采样频率为，信噪比为0 dB。

两组输入同时达到的雷达信号，第一个是载频的单载频信号，第二个是带宽为240 MHz、起始频率为80 MHz、调频斜率为的LFM信号。仿真结果即信道化的Q分量归一化输出如图2.34所示。

从图2.32中可以看出，在频率范围为的第11信道内出现高能量，这正是载频为400 MHz的单载频信号所处信道；在频率范围为的第3信道到第9信道，出现的是带宽240 MHz的LFM信号。