數(shù)字射頻存儲(chǔ)(RFM)術(shù)是將輸入模擬信號(hào)變成順序的數(shù)字量，存在數(shù)字存儲(chǔ)器中，需要時(shí)，再?gòu)拇鎯?chǔ)器中讀出，換成模擬信號(hào)輸出。這一技術(shù)從提出至今已有幾十年的歷史。隨著現(xiàn)代電子戰(zhàn)的迫切需求和微電子技術(shù)的飛速發(fā)展，DRFM技術(shù)已有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。數(shù)字儲(chǔ)頻技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)是數(shù)字量化存儲(chǔ)、處理和重構(gòu)。目前，國(guó)內(nèi)外數(shù)字量化較多采用的方法有兩種：幅度量化方法和相位量化法。

幅度量化DRFM具有較高的輸出信噪比，采用正交幅度取樣后可以獲得較大的無模糊帶寬，但在轉(zhuǎn)發(fā)干擾時(shí)，進(jìn)行相位調(diào)制比較復(fù)雜，并且容易受到信號(hào)脈內(nèi)幅度起伏的影響；相位量化DRFM具有較大的信號(hào)帶寬，技術(shù)實(shí)現(xiàn)較幅度量化簡(jiǎn)便，但其輸出信噪比低，無法滿足高質(zhì)量信號(hào)重構(gòu)的要求。為解決這兩者之間的矛盾，一種新的數(shù)字儲(chǔ)頻方法——幅相量化法應(yīng)運(yùn)而生。與傳統(tǒng)的單一幅度或相位量化儲(chǔ)頻方式不同，基于幅相量化的DRFM系統(tǒng)將二者有機(jī)地結(jié)合起來。它前端采用正交采樣，獲得兩路I，Q數(shù)字信號(hào)經(jīng)過幅相轉(zhuǎn)換器，映射為一路數(shù)字相位信號(hào)，存入存儲(chǔ)器中。進(jìn)行干擾處理時(shí)，從存儲(chǔ)器中讀出相位數(shù)據(jù)，直接對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)單的運(yùn)算即可完成多種相位調(diào)制(如移頻、噪聲調(diào)相等)。輸出時(shí)，再將相位信息還原成幅度數(shù)據(jù)送給D／A變換器。由于保存的是被接收信號(hào)的相位，所以可以非常方便地進(jìn)行各種相位調(diào)制，也可以消除由于信號(hào)幅度起伏引起的脈內(nèi)幅度變化，而且對(duì)存儲(chǔ)器容量的要求降低了一倍。

1、基于幅相量化DRFM的工作原理

基于幅相量化的數(shù)字儲(chǔ)頻系統(tǒng)基本原理如圖1所示：

假設(shè)輸入信號(hào)，正交下變頻器本振頻率為ƒ_o，初相為ø₂。正交下變頻器的輸出為：

圖l 基于幅相量化的DRFM系統(tǒng)原理框圖

假設(shè)A／D變換器的采樣周期為T_s，量化位數(shù)為b，且輸入信號(hào)經(jīng)過預(yù)處理后，其幅度A與A／D變換器的最大輸入電平相匹配。輸出I(n），Q(n)為兩路波特率為1／T_s，2^b位的2進(jìn)制數(shù)據(jù)流，經(jīng)由幅相轉(zhuǎn)換器合成一路相位數(shù)據(jù)ø(n)存入存儲(chǔ)單元中。控制單元根據(jù)實(shí)際要求，對(duì)ø(n)進(jìn)行相應(yīng)處理，以達(dá)到各種干擾效果。以噪聲調(diào)相干擾為例，控制單元在周期從存儲(chǔ)單元讀出ø(n)的同時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)隨機(jī)相位噪聲序列N(n)與ø(n)在干擾產(chǎn)生單元疊加，生成隨機(jī)相位量ø(n)=mod(N(n)+ø(n),2π），再經(jīng)過相幅變換后恢復(fù)為兩路正交幅度信號(hào)，I(n），Q(n)。最后通過DAC及上變頻重構(gòu)為噪聲調(diào)相射頻信號(hào)。

2、幅相／相幅轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)

基于幅相量化的射頻存儲(chǔ)系統(tǒng)的關(guān)鍵部件是幅相／相幅轉(zhuǎn)換器。工程上一般采用查表的方式進(jìn)行幅度<=>相位的轉(zhuǎn)換。

設(shè)ADC量化位數(shù)b=1，則幅相轉(zhuǎn)換器的輸入輸出對(duì)應(yīng)關(guān)系如下表所示：

當(dāng)b≥2時(shí)，輸入與輸出的關(guān)系可用式(3)表示：

式中△為相位分辨率，A=2π／2^B，B為相位量化位數(shù)。當(dāng)ADC的量化位數(shù)b確定之后，幅相量化表輸入部分的編碼位數(shù)也相應(yīng)確定為2b。若B太小，會(huì)降低相位量化精度；若B太大(B>2b)，則表的輸出項(xiàng)會(huì)產(chǎn)生不必要冗余，徒增存儲(chǔ)器開銷而無益。一般選取B≤2b，形成編碼邏輯表。

相幅轉(zhuǎn)換可與幅相轉(zhuǎn)換器使用同一編碼邏輯表，僅將輸入輸出對(duì)調(diào)即可。

3、幅相量化DRFM性能分析

與傳統(tǒng)的幅度量化DRFM相比，幅相量化DRFM具有明顯的優(yōu)勢(shì)，其主要表現(xiàn)為：

(1)保證高保真度的同時(shí)，大幅度減少了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量。由圖1可以看出，數(shù)字化的兩路幅度信號(hào)I(n)，Q(n)經(jīng)過幅一相轉(zhuǎn)換后變?yōu)橐宦窋?shù)字相位信號(hào)ø（n）存入存儲(chǔ)單元中。這樣一來對(duì)存儲(chǔ)器的容量要求就減少了一半，使硬件集成更加容易。相對(duì)于幅度量化DRFM增加的新部件——幅相／相幅轉(zhuǎn)換器其實(shí)是一個(gè)映射表，由公式(3)可知此表的數(shù)據(jù)量較小，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單。

(2)消除由于信號(hào)幅度起伏引起的脈內(nèi)幅度變化。射頻信號(hào)的接收處理中不可避免地會(huì)引入噪聲，從而引起信號(hào)幅度的起伏。在幅相轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)中，用公式(4)確定幅相對(duì)應(yīng)關(guān)系，信號(hào)幅度量A被約去，所以它的起伏變化，不會(huì)影響相位的準(zhǔn)確定位。