随机信号混频多通道采样系统中观测矩阵的获取方法

摘要

一种随机信号混频多通道采样系统中观测矩阵的获取方法，通过遍历单频信号获取恢复方程中的观测矩阵，针对的是宽带模拟信号的采样的问题，克服了难以保持每个通道之间频率的一致性的问题，并能有效解决有效解决不平坦的混频转换损失给系统带来的非线性效应和随机方波信号难以采样的问题。

主权项

1.一种随机信号混频多通道采样系统中观测矩阵的获取方法，其特征在于：步骤如下：步骤1：将待采样的宽带信号x(t)接入随机采样系统，待采样的宽带信号x(t)的奈奎斯特采样频率为210MHz，放大后与3路周期性随机方波信号p_j(t)进行混频，p_j(t)的翻转速率为210MHz，周期为100ns，混频后的信号低通滤波后，在70MHz的时钟下采样得到3路数字信号y_i(n)，分别对3路数字信号y_i(n)进行离散傅里叶变换得到对应的3路频谱采样序列y_i(f)，利用频谱采样序列y_i(f)结合待采样的宽带信号x(t)的信号频谱x(f)构造对应的采样方程(1)：y(f)＝Ax(f)    (1)其中$y\left(f\right)=\left[\begin{array}{c}{Y}_1\left(e^{j2\mathrm{\pi f}{T}_p}\right)\\ M\\ Y_m\left(e^{j2\mathrm{\pi f}{T}_p}\right)\end{array}\right],$y(f)对应的是从-35MHz到35MHz的基带的7个10MHz频带，$x\left(f\right)=\left[\begin{array}{c}X(f-L_0{f}_p)\\ M\\ X(f+L_0{f}_p)\end{array}\right],$即x(f)对应的是从-105MHz到105MHz的21个带宽为10MHz的频带，A为观测矩阵，A中每列即是周期性随机方波信号p_i(t)分别将21个带宽为10MHz的频带搬移至从-35MHz到35MHz的基带处7个频带的搬移系数，f_p为随机方波信号的频率，T_p为随机方波信号的周期，L₀为10，i的取值为1、2或3；步骤2：以10MHz为步长，遍历0.1MHz至100.1MHz的11个单频信号，每测试一个单频信号时，获得低通滤波后的3路采样序列z_i(n)，对3路采样序列z_i(n)进行离散傅里叶变换得到对应的3路频谱采样序列z_i(f)，接着获取单频信号与周期性随机方波信号p_i(t)混频后搬移到从-35MHz到35MHz基带的7个10MHz频带频谱的搬移系数，搬移系数依次按序排列构成了观测矩阵A的列，最终构成观测矩阵A。该构成观测矩阵A的具体方式即为：根据所有的信号均为实信号，利用频带频谱x(f)的单频信号的频谱对应于其正负频率处的两个线谱，而周期性随机方波信号p_i(t)的线谱均位于频带频谱x(f)划分的对应频带的中间位置，进一步设置频带频谱x(f)的单频信号的频率位于其每个频带对应谱线偏右的位置，这样单频信号的频谱对应于其正负频率处的两个线谱就会搬移到基带处7个频带的不同位置，从而可以一次获得两个待测频带的搬移系数；步骤3：对待采样的宽带信号x(t)要进行恢复的时候，将其接入系统后，采集得到三路数字信号r_i(n)进行离散傅里叶变换得到其频谱采样序列y_i(f)，根据观测矩阵A对应的顺序提取出每个频带，建立方程y(f)＝Ax(f)，即可恢复出x(f)，其中$y\left(f\right)=\left[\begin{array}{c}{Y}_1\left(e^{j2\mathrm{\pi f}{T}_p}\right)\\ M\\ Y_m\left(e^{j2\mathrm{\pi f}{T}_p}\right)\end{array}\right],$y(f)对应的是从-35MHz到35MHz的基带的7个10MHz频带频谱，$x\left(f\right)=\left[\begin{array}{c}X(f-L_0{f}_p)\\ M\\ X(f+L_0{f}_p)\end{array}\right],$即x(f)对应的是从-105MHz到105MHz的21个带宽为10MHz的频带的频带频谱，A为观测矩阵，f_p为随机方波信号的频率，T_p为随机方波信号的周期，L₀为10，i的取值为1、2或3；