1理論基礎(chǔ)
1．1正交雙通道取包絡(luò)
為了方便處理，在此假設(shè)待處理的信號(hào)都是正交雙通道的，如果輸入信號(hào)不是正交雙通道信號(hào)，那么可以通過如下處理來獲得正交雙通道信號(hào)。假設(shè)輸入信號(hào)的表達(dá)式如下
通過三角公式的積化和差可得
同樣可以用平方求和法來取包絡(luò)。
1．2信道設(shè)置
信道設(shè)置，共有兩種類型的信道模型，這里信道都是正頻域信道。一種是16通道，另一種是32通道；信道總帶寬均為200MHz(-100～100MHz)。當(dāng)通道數(shù)是16時(shí)，第1通道的低通濾波器通道帶寬設(shè)置為-3．125～3．125MHz，該通道右過渡帶為3．125～3．5MHz，這樣每個(gè)相鄰?fù)ǖ烙幸欢ǖ慕化B，交疊區(qū)的帶寬為0．375MHz；第1通道的中心頻率為6．25MHz，通帶是6．25MHz，有兩個(gè)過渡帶，左過渡帶與第1通道的右過渡帶重疊。以此類推，中心頻率以6．25MHz遞增，通帶寬度為恒定6．25MHz，每一個(gè)通道有兩個(gè)過渡帶，左過渡帶與前一個(gè)通道的右過渡帶重疊。當(dāng)通道數(shù)是32時(shí)，第1通道的帶寬為-1．5625～1．5625MHz，該通道的右過渡帶為1．5625～1．75MHz，交疊區(qū)帶寬為0．1875MHz；第2通道的中心頻率為3．125MHz，有兩個(gè)過渡帶，左過渡帶與第1通道的右過渡帶重疊。以此類推，中心頻率以3．125MHz遞增，通帶寬度為一恒定值3．125MHz，每一個(gè)通道有兩個(gè)過渡帶，左過渡帶與前一個(gè)通道的右過渡帶重疊。圖1和圖2為16通道和32通道的頻域圖。
1．3輸入信號(hào)形式
調(diào)頻信號(hào)帶寬恒定為80MHz，起始頻率為5MHz，截止頻率為85MHz。調(diào)頻方式分成3種：線性調(diào)頻、三角調(diào)頻和正弦調(diào)頻。調(diào)頻信號(hào)的通用公式如式(10)和式(11)所示。
式中，A表示信號(hào)的幅度；KFM表示調(diào)頻參數(shù)；具體值需要根據(jù)具體信號(hào)計(jì)算；s(τ)表示調(diào)諧方式函數(shù)。
2測(cè)試流程
根據(jù)分析，在16通道中，第1通道與第16通道沒有信號(hào)輸出。第2通道與第15通道有部分信號(hào)輸出，第3通道到第14通道都被信號(hào)完全覆蓋；在32通道中，第1，2，35和36通道沒有信號(hào)輸出，第3和34通道有部分信號(hào)輸出，其他通道都被信號(hào)完全覆蓋。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，如果該通道有信號(hào)就默認(rèn)為該通道頻域完全被覆蓋。但實(shí)際情況中卻不是這樣的，有些通道只有部分信號(hào)，輸出的包絡(luò)就比較小，這樣就會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)異常值。
測(cè)試過程分成6步：產(chǎn)生待測(cè)信號(hào)、信道劃分、信號(hào)濾波、求取信號(hào)包絡(luò)、優(yōu)化處理，求調(diào)諧率，其中，優(yōu)化處理是指剔除極大值和極小值，這時(shí)剔除應(yīng)該有個(gè)范圍，而不是一個(gè)簡(jiǎn)單的極值，在這里波動(dòng)范圍設(shè)為極值的1％。求調(diào)諧率用的方法是用公式μ=B／τ，式中，τ是包絡(luò)的脈寬；B是單個(gè)通道的帶寬。如果信號(hào)在該通道內(nèi)覆蓋很小，那么用包絡(luò)取出的τ很小，進(jìn)而會(huì)影響調(diào)諧率的測(cè)量。最好的辦法就是將改異常的μ值剔除，剔除的時(shí)候會(huì)存在這樣的問題，如果在兩個(gè)邊界通道中信號(hào)覆蓋度相差太遠(yuǎn)，即使有優(yōu)化處理，輸出必然還會(huì)有一個(gè)歧義值。上述方式求出的只是μ的絕對(duì)值，可以通過通道信號(hào)輸出前后來判斷正負(fù)，如果fnow>fbe，μ為正；否則μ為負(fù)。
3測(cè)試結(jié)果與分析
3．1線性調(diào)頻信號(hào)測(cè)試
線性調(diào)頻信號(hào)的脈寬為16ms，由此可知，調(diào)諧系數(shù)KFM為5×109。圖4為16和32通道的測(cè)試結(jié)果。
從圖4中兩個(gè)信道測(cè)得的調(diào)諧率可以判斷出調(diào)諧方式是線性調(diào)頻。將16和32通道的輸出進(jìn)行比較，可以看出32通道的輸出更加光滑。在16通道下測(cè)得的線性調(diào)諧系數(shù)為5．05×109；在32通道下測(cè)得線性調(diào)頻的調(diào)諧系數(shù)為5．65×109；計(jì)算可得，32通道的調(diào)諧率誤差約為13％，16通道的誤差約為1％。
3．2三角調(diào)頻信號(hào)測(cè)試
三角調(diào)頻信號(hào)脈寬為16ms，由此可知，調(diào)諧系數(shù)KFM為1×1010。圖5為16和32通道的測(cè)試結(jié)果。從圖5兩個(gè)信道測(cè)得的調(diào)諧率可以判斷出調(diào)諧方式是三角調(diào)頻。將16和32通道的輸出進(jìn)行比較，可以看出32通道的輸出更加光滑。16通道時(shí)測(cè)得的調(diào)諧系數(shù)是1．04×1010，32通道時(shí)測(cè)的調(diào)諧系數(shù)為1．15×1010；16通道調(diào)諧率測(cè)量誤差約為4％，32通道調(diào)諧率測(cè)量誤差約為15％。
3．3正弦調(diào)頻信號(hào)
正弦調(diào)頻脈寬為8ms，調(diào)諧系數(shù)KFM為40×106。圖6為16和32通道的測(cè)試結(jié)果。
根據(jù)測(cè)試得到的調(diào)諧率可以看成是對(duì)一個(gè)正弦函數(shù)進(jìn)行求導(dǎo)所得。將16和32通道的輸出進(jìn)行比較，可以看出32通道的輸出更加光滑。此時(shí)16通道的正弦調(diào)諧系數(shù)為46×106，32通道的正弦調(diào)諧系數(shù)為50×106，通過計(jì)算可以得到16通道測(cè)正弦調(diào)頻的測(cè)量誤差約為15％，32通道時(shí)正弦調(diào)頻的測(cè)量誤差約為25％。
4結(jié)束語
在同一種調(diào)頻方式下的信號(hào)，通過通道個(gè)數(shù)不同的信道，調(diào)諧率測(cè)量誤差不同，在通道個(gè)數(shù)越多的情況下測(cè)量誤差越大，上述3組測(cè)量結(jié)果可以說明這個(gè)問題。這種情況下的誤差主要由τ產(chǎn)生，即τ是受到調(diào)諧方式的影響。在不同形式的調(diào)頻信號(hào)在相同的信道化條件下，正弦調(diào)頻的調(diào)諧率測(cè)量誤差最大，線性調(diào)頻的測(cè)量誤差最小；這也進(jìn)一步說明調(diào)諧率的測(cè)量誤差受調(diào)諧方式的影響。通道數(shù)越多輸出越平滑，越容易判斷出調(diào)諧方式。總之，通道數(shù)過多影響調(diào)諧系數(shù)的測(cè)量，通道數(shù)過少對(duì)調(diào)諧方式的判斷會(huì)存在影響。