TMS320F2812单脉冲雷达鉴相算法的软件设计(2)
图1.1 锁相环组成的原理框图
鉴相器一般分为两种：模拟鉴相器和数字鉴相器。数字鉴相器如图1.2：
图1.2 数字鉴相器组成
模拟鉴相器就是采用模拟器件，比如二极管平衡鉴相器。数字鉴相器就是将所有信号进行数字化，并利用数字化的处理器件来鉴相，比如鉴频鉴相器。数字鉴相器相比于模拟鉴相器的好处，就是可以利用数字化的方法，减少很多在模拟鉴相器中出现的损耗、直流漂移等误差，相比之下更准确。在本毕设课题中，我们是在DSP上实现鉴相功能，对于高集成化的DSP来说，采用数字鉴相的方法是最好的选择。
1．1 实现数字鉴相器的研究背景
1.1.1 I/Q双通道处理
目前很多雷达接收系统中，包括现代的通信接收机中通常采用的信号处理方法就是双通道处理，也就是这里说的I/Q双通道处理。以雷达接收系统中的正交相干检波器为例，我们来简单的说明其原理及优点。正交相干检波器的原理框图如下图1.3：
图1.3 正交相干检波器原理图
图1.3中， 为中频回波信号， 为本地振荡信号,其中：
（1.1）
（1.2）
经过乘法器和低通滤波器两个模块后，我们得到输出的正交双通道信号为：
（1.3）
（1.4）
用正交相位相干检波器可以获得复基带信号 ，相比于单通道相干检波输出，正交相位检波方法保持了输入带通信号的全部信息，克服了盲相问题，同时采样率也降低为原来的一半了。
本课题中我们需要求出两路输入的高频信号的相位差，类比于雷达接收机的原理，我们也可以通过乘法器和低通滤波器将两路高频信号转变为低频信号，从而算出相位差，也可以将其中一路信号作为相位为0的本地信号，要检测出另一路信号的相位差，我们只需要让这路信号经过正交相位检波器，得到的另一路信号的相位就是两路信号的相位差。通过雷达鉴相算法的原理，我们可以得到数字鉴相器的原理就是通过取样下变频，将高频信号转化为低频信号，然后在低频上进行鉴相。这也是如何实现鉴相算法的核心内容所在。
1.1.2 数字鉴相器的常用方法
相位差测量的基本原理主要有对三角函数的计算，对傅里叶级数的计算和对信号波形变化的运算。针对这三种不同的计算方法都有对应的三种原理的实现方法：
1. 矢量法。任何一个正弦函数都可以用矢量来表示，这种方法用于测量小角度，灵敏度较好，但在靠近 附近灵敏度较低，读数困难也不准确。
2. 倍乘法。这个方法中需要积分环节，对傅里叶级数进行积分，相当于滤除去高频波，同时也防止了高频谐波对测量的干扰。
3. 过零点检测法。两个信号之间的相位差等于两个信号经过同一点时的时间差，我们可以选取一个定点，比如零点，比较两路信号经过零点时的时间差，根据两者的时间间隔，来确定两者的相位差，具体是通过时间间隔结合频率大小计算相位差。
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