奈奎斯特采样定理
以不低于信号最高频率2倍的采样速率对带限信号进行等间隔采样,得到的时间离散的采样信号能准确的确定原信号。数学上已证明奈奎斯特采样定理,这里不再详细给出。这里给出一张图简单说明。
带通采样定理基础
奈奎斯特采样定理讨论的是频谱分布在(0,fH)上的基带信号的采样问题,但是,对于雷达接收机,接收信号大多为调制的射频信号,射频信号的频率上限远高于基带信号的频率上限,但是分布在有限的(fL,fH)范围内。虽然可以按高于最高频率的2倍进行奈奎斯特采样。
但是,很快就会发现当最高频率远远大于信号带宽B时,如果按照奈奎斯特采样率来采样,则其采样率会非常高,但是其信号带宽并不一定很宽,现实中的A/D难以实现的。这时,低通采样定理已经不能满足实际中的使用要求,从而催生了带通采样的应用。
带通采样的限制条件
带通采样定理使用的前提条件是:只允许在其中一个频带上存在信号,而不允许在不同的频带同时存在信号,否则将会引起信号混叠。
如下图所示,为满足这一条件,可采用跟踪滤波器的办法来解决,即在采样前先进行滤波。这样的跟踪滤波器称之为抗混叠滤波器。
带通采样理论的应用大大降低了所需的采样频率,为后面的实时处理奠定了基础。另外,当对于一个频率很高的射频信号采样时,如果采样频率设的太低,对提高采样量化的信噪比是不利的。
所以,在可能的情况下,带通采样频率应该尽可能选的高一些,使瞬时采样带宽尽可能宽。
原文始发于微信公众号(雷达通信电子战)