雷达、手机等信号处理基本流程:
雷达只发射合成的信号
雷达信号基本原理
雷达通常情况下通过发射机发射射频信号,同时接收机接收到的信号也是射频信号。接收到的回波信号,与本振信号经过混频器混频得到中频信号。再对中频信号进行处理得到视频信号。下图为脉冲信号的从射频到中频再到视频的过程。
图中,发射信号和回波信号二者的频率并未发生变化,都是射频信号。其中回波信号只是相对于发射信号有一个时延tr,其频率并未改变。接收机接收到的回波信号和本振信号进行混频得到中频信号。再对中频信号进行相应的处理(包络检波等)得到其视频信号。
雷达发射信号:
雷达系统发射的信号只是信息的载体,它并不包含信息,所有的目标信息都蕴含在经目标反射的回波中。故雷达波形对雷达性能具有极大的影响。
雷达射频信号
雷达的发射信号和回波信号二者的频率并未发生变化,都是射频信号。其中回波信号只是相对于发射信号有一个时延tr,其频率并未改变。接收机接收到的回波信号和本振信号进行混频得到中频信号。再对中频信号进行相应的处理得到其视频信号。
中频信号:
发射信号(本振信号)经过通过发射天线辐射出去,遇到障碍物之后发生反射,反射的信号被雷达接收机接收。将发射信号和接收信号相混频,得到中频信号(差拍信号)。
零中频
早期雷达发射的载波为正弦波,发射和接收的都是实信号,接收后要把目标信息从载波中提取出来,通常的做法是将载频变频到零(通称为零中频)。
下变频
就是将载频频率下移,早期通信系统的调幅接收机将射频信号下移到中频,以方便信号的滤波和放大,然后通过幅度检波(调幅信号的载波只有幅度受调制)得到所需的低频信号。
下图为下变频示意图,由图中我们可以看出下变频后信号的频率明显降低。
包络检波
包络检波(envelope-demodulation)是基于滤波检波的振动信号处理方法,尤其对初期故障和信噪比较低的故障信号识别能力强。将一段时间长度的高频信号的峰值点连线,就可以得到上方(正的)一条线和下方(负的)一条线,这两条线就叫包络线。包络线就是反映高频信号幅度变化的曲线。对于等幅高频信号,这两条包络线就是平行线。 当用一个低频信号对一个高频信号进行幅度调制(即调幅)时,低频信号就成了高频信号的包络线。
常规:
射频信号RF:
从英文字面上来说,Radio Frequency是无线电频率的意思。严格来说,射频是指频率范围在300KHz~300GHz的高频电磁波。
频率低于100kHz的电磁波会被地表吸收,不能形成有效的传输。频率高于100kHz的电磁波可以在空气中传播,并经大气层外缘的电离层反射,形成远距离传输能力。
基带,基本频带
基本频带是指一段特殊的频率带宽,也就是频率范围在零频附近(从直流到几百KHz)的这段带宽。处于这个频带的信号,我们成为基带信号。基带信号是最“基础”的信号,信号波形本来的样子。
信源编码
信源编码,说白了,就是把声音、画面变成0和1,理解为AD采集。这些信号会通过基带中的AD数模转换电路,完成采样、量化、编码,变成数字信号。
在转换的过程中,信源编码还需要进行尽可能地压缩,以便减少“体积”。
对于音频信号,我们常用的是PCM编码(脉冲编码调制,上图就是)和MP3编码等。在移动通信系统中,以3G WCDMA为例,用的是AMR语音编码。
对于视频信号,常用的是MPEG-4编码(MP4),还有H.264、H.265编码。大家应该也比较熟悉。
信道编码
信道编码,和信源编码完全不同。信源编码是减少“体积”。信道编码恰好相反,是增加“体积”。
信道编码通过增加冗余信息,对抗信道中的干扰和衰减,改善链路性能。类似增加校验等编码信息。
调制
调制,简单来说,就是让“波”更好地表示数字量0和1(编码后的数),最基本的调制方法,就是调频(FM)、调幅(AM)、调相(PM)。如下图所示,就是用不同的波形,代表0和1。 文章来源:https://www.toymoban.com/news/detail-802855.html
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