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随着电子技术的不断发展,在实际的雷达和电子战系统中,需要处理的信号频率急剧增大。在电磁信号频率向着GHz发展的过程中,基于奈奎斯特采样的接收机在处理信号时所受到的限制越来越大。由于奈奎斯特采样定理对采样率的限制,在处理宽频信号时需要ADC具有较高的采样率并且采样所得的数据量也是极大的。压缩感知理论和非均匀采样理论打破了奈奎斯特采样定理对采样率的限制,为用低于奈奎斯特速率的采样率对信号进行采样提供了理论依据。本文在压缩感知理论和非均匀采样理论的基础之上,研究非均匀采样平台的硬件实现,完成对频域稀疏信号的直接压缩采样,并利用压缩感知重构算法中的OMP算法对采样数据进行信号重构。主要研究内容具体如下:1.在分析压缩感知理论的数学模型,包括信号稀疏表示,观测矩阵设计以及信号重构等的基础上,结合非均匀采样的相关理论构建非均匀采样硬件模型。2.以非均匀采样器(NUS)模型为核心设计非均匀采样平台,利用采样率为400MHz的ADC芯片实现对2GHz范围内的频域稀疏信号进行压缩采样,从而实现对奈奎斯特采样率的10倍压缩。首先利用非均匀时钟控制采样保持器对信号进行非均匀采样,并让采样保持器在ADC芯片的采样时刻输出幅度为当前采样值的信号,然后通过ADC芯片对采样保持器的输出信号进行采样从而实现对信号的非均匀采样。3.非均匀时钟的设计是本文的关键。为了保证采样保持器具有上述输出特性,非均匀时钟和ADC采样时钟必须具有特定的时序关系。由于ADC采样时钟可视为是固定不变的,所以在设计非均匀时钟时,以ADC采样时钟作为参考基准。同时为了便于使用OMP算法完成信号重构,在设计非均匀时钟时需要保证非均匀采样的采样间隔都是潜在奈奎斯特采样间隔的整数倍。根据FPGA的GTH输出特性,我们采用GTH输出高速伪随机比特流的方式来产生非均匀时钟,从而将非均匀时钟的设计转换为对伪随机序列的设计。通过设计伪随机序列,使得非均匀采样时刻都随机落在ADC相邻两次采样时刻之间。4.根据硬件设计方案,完成硬件平台的搭建。并在现有实验室条件下对非均匀采样平台进行测试,并给出具体结果。