[发明专利]一种降采样解调滤波方法

说明书

本发明公开了一种降采样解调滤波方法。所述方法，包括：对原始信号进行混频处理，以得到同相支路信号和正交支路信号；根据所述原始信号的特征设计低通滤波器；根据非整数降采样因子在相邻两个采样点之间的位置处设计K个插值滤波器，其中，M，K，k均为整数，1≤k≤K‑1；结合所述低通滤波器和所述插值滤波器，根据所述非整数降采样因子对所述同相支路信号和正交支路信号分别进行滤波，得到原始信号的同相分量和正交分量。本发明提供的技术方案，能够采用任意非整数降采样因子对信号进行降采样解调滤波。

技术领域

本发明实施例涉及信号处理技术领域，尤其涉及一种降采样解调滤波方法。

背景技术

解调滤波的主要作用是从原始的载波信号中解调出与被探测物体信号幅度和相位对应的低频信号。解调的方法通常包括简单解调、正交解调、希尔伯特(Hilbert)变换解调、二次采样解调和多次采样解调等多种方法，其中，正交解调方法经常被应用在无线电以及射频等信号的处理中。

图1是现有技术中信号正交解调的数学模型的结构示意图。参见图1，原始离散数字信号S(n)首先经过混频(分别乘以正交的正弦信号sin(2πf₀nT)和余弦信号cos(2πf₀nT)，f₀为解调频率，T为采样周期)得到两支路信号；然后分别对两路支路信号进行低通滤波(LowPass Filter，LPF)处理，滤除高频信号，保留低频信号，得到两路正交信号，即同相分量I(n)和正交分量Q(n)。由于有限长单位冲激响应(Finite Impulse Response，FIR)滤波器具有较好的线性相位特性，此处的低通滤波器(也称“解调滤波器”)通常选用FIR滤波器。

通常载波信号的采样频率远高于被测物体信号的频率，并且终端显示设备的显示像素有限，因此，在解调滤波过程中一般要对信号进行降采样处理。在满足奈奎斯特采样定理的前提下，通过降采样处理满足显示设备能显示的采样点数。为了减少计算量，降采样处理通常都在低通滤波阶段完成。

现有技术中降采样处理常见的处理方法是，在滤波时按照一定的降采样因子对信号进行抽样滤波。例如，降采样因子为3，每隔3个点取一段与滤波器长度相同的信号进行滤波，最终的信号采样点数量数只有原始信号数量的1/3。上述按照一定的降采样因子对信号进行解调滤波处理中，通常降采样因子必须为正整数，不能为小数，因而有可能在调节显示图像深度时造成降采样信号采样点数量的较大波动。

现有技术中对信号进行非整数降采样因子的降采样处理，一种方法是对信号进行插值后再进行降采样处理，首先通过插值的方式得到非整数点位置的采样值，然后再进行降采样处理。例如：要实现对信号的2.5倍降采样处理，首先对信号进行2倍插值得到相邻采样点中间位置处(0.5、1.5、2.5)的采样值；然后再对插值后的信号进行5倍降采样因子的降采样处理。在实际处理过程中，随着插值倍数的提高，信号长度呈几何倍数增长，使得低通滤波处理中进行大量的计算，该方法虽然简单，但是计算量庞大，在上述方法中采用任意非整数降采样因子对信号进行降采样解调滤波难度较大，并且实用价值低。

发明内容

本发明提供了一种降采样解调滤波方法，以实现采用任意非整数降采样因子对信号进行降采样解调滤波。

本发明提供了一种降采样解调滤波方法，所述方法，包括：对原始信号进行混频处理，以得到同相支路信号和正交支路信号；根据所述原始信号的特征设计低通滤波器；根据非整数降采样因子在相邻两个采样点之间的位置处设计K个插值滤波器，其中，M，K，k均为整数，1≤k≤K-1；结合所述低通滤波器和所述插值滤波器，根据所述非整数降采样因子对所述同相支路信号和正交支路信号分别进行滤波，得到原始信号的同相分量和正交分量。

进一步地，对所述原始信号进行混频处理，以得到同相支路信号和正交支路信号，包括：设置解调频率；将所述原始信号与所述解调频率的余弦信号相乘，得到同相支路信号；将所述原始信号与所述解调频率的正弦信号相乘，得到正交支路信号。