對于頻率f3=1 020 Hz信號分量，由于其頻率較高，無需1 000個數據全部參加運算，因此首先通過一個數據選通步驟，只選取其中的125個點送入高通濾波器H2，可以得到純的單頻f3信號。而對于頻率f1=90 Hz，f2=150 Hz兩個信號分量，其頻率較低，必須首先經過8倍抽取，降低采樣率，才能減輕對后續(xù)濾波器設計的要求。因此8倍抽取后，數據的長度為125點，再分別經過低通H5和高通H4得到對應的頻率f1=90 Hz，f2=150 Hz兩個分量信號。

這里有幾個問題需要說明。由于是對正弦信號進行采樣，從時域進行幅度估計，首先要解決的是幅度估計精度的問題。因為采樣周期與信號周期不一定滿足整數倍關系，也就是說正弦信號采樣后的各周期的最大值點不一定對應的就是正弦信號的最大值點，假定采樣信號的最大值點與實際信號最大值之差在△d以內，則采樣率最小值由下式決定：

從式(2)可以看出：△d一定時，信號的頻率f0與采樣率最小值成正比關系，或者說，提高信號的采樣率，可以降低信號幅度估計精度。因此本文中將所有信號進行了2倍插值。

從圖2還可以看出：

(1)信號經過濾波后再進行8倍抽取，這種算法意味著數據1 000個點全部參加濾波運算，然而其中輸出值只利用了其中1／8。顯然這種方式是浪費了運算時間，因此本文采用多相結構，提高運算速度。而圖1中的三倍抽取也可以用多相結構實現。

(2)進行處理的數據均為125點，輸出數據均為250點，因此這些數據可以公用存儲空間，濾波器H6，H7和H8結構是一樣的，因此可以用一個存儲空間存儲濾波器系數。

(3)信號是經過若干個濾波器進行分別處理的，因此信號的幅度還受到濾波器的影響。在實際工作之前，還需要進行定標處理。定標方法是通過給定信號源，分別測定每路信號的衰減程度。

ILS基帶信號處理板如圖3所示，其中標注1的是信號處理板，標注2的是信號源模塊，標注3的是電源模塊。每批次數據的運算速度為528 ms，基本滿足實際需要。

圖4給出了各頻點上幅度估計誤差與頻率的關系。導致誤差隨頻率變化的原因主要由濾波器的特性，以及采樣率與信號頻率之間的比值關系決定。其中濾波器特性的影響主要是影響誤差隨頻率的慢變成分，而信號頻率與采樣率關系的變化則會導致誤差隨頻率的快變。從圖4可以看出，對于低頻分量，估計誤差可以控制在2％以內，而高頻分量的估計誤差則更小。

4 結語

儀表著陸系統(tǒng)是國際目前通用的飛機著陸設備。常規(guī)的ILS機載接收機基帶信號處理部分采用模擬電路實現，測量精度低，電路實現復雜。本文基于DSP器件，基帶信號處理部分全部在數字域進行，采用了定長的FIR濾波器和多速率信號處理算法，并針對硬件條件，對軟件的處理速度和存儲空間進行了優(yōu)化。將該軟件在DSP TMS320F2812系列開發(fā)板上進行了仿真，計算結果穩(wěn)定、精確，總體性能優(yōu)于常規(guī)ILS機載接收機基帶信號處理模塊。