數(shù)字監(jiān)測接收機(jī)技術(shù)及FPGA實(shí)現(xiàn)研究.pdf

1、隨著無線電技術(shù)的不斷發(fā)展，無線電頻譜監(jiān)測與管理的重要性日益凸顯。數(shù)字監(jiān)測接收機(jī)作為頻譜監(jiān)測的關(guān)鍵設(shè)備，能實(shí)時(shí)地對無線電信號(hào)的頻率、帶寬、幅值大小以及調(diào)制方式等參數(shù)進(jìn)行測量，為保證正常的通訊秩序和安全的電磁環(huán)境提供強(qiáng)有力的工具。各個(gè)國家政府也在接收機(jī)研究方面投入了大量人力物力，可見，研制寬帶數(shù)字監(jiān)測接收機(jī)有很重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　本課題組在對國內(nèi)外接收機(jī)發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行了充分調(diào)研后，研制了一套基于軟件無線電的寬帶數(shù)字監(jiān)測接收機(jī)系統(tǒng)。作為

2、數(shù)字監(jiān)測接收機(jī)信號(hào)預(yù)處理的核心模塊，F(xiàn)PGA子系統(tǒng)是整個(gè)接收機(jī)性能指標(biāo)的關(guān)鍵。本文基于軟件無線電，在FPGA平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了變帶寬數(shù)字下變頻、頻譜變換分析、GPS精確授時(shí)、數(shù)據(jù)快照緩存、FPGA遠(yuǎn)程更新以及FPGA硬件加密等功能。
　　變帶寬數(shù)字下變頻能夠?qū)崿F(xiàn)17種可選擇的帶寬。為了適應(yīng)不同信號(hào)帶寬的處理需求，本系統(tǒng)使用了窄帶和寬帶相結(jié)合的處理方式，窄帶數(shù)字下變頻使用CIC+HB的經(jīng)典結(jié)構(gòu)，寬帶數(shù)字下變頻使用多相濾波結(jié)構(gòu)。通過這種窄帶

3、和寬帶相結(jié)合的方式，能更加有效地實(shí)現(xiàn)對中頻信號(hào)的數(shù)字下變頻處理。頻譜分析能按照用戶的設(shè)置實(shí)現(xiàn)512、1024和2048三種不同點(diǎn)數(shù)的FFT變換，也可以按照要求輸出幅度譜或者對數(shù)譜，并且能同時(shí)回傳基帶數(shù)據(jù)和頻譜數(shù)據(jù)。GPS精確授時(shí)功能能對收到的基帶數(shù)據(jù)精確打時(shí)間戳。本系統(tǒng)結(jié)合GPS秒脈沖的無累計(jì)誤差特性和晶振短期穩(wěn)定度好的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)精確授時(shí)功能，并且通過測試實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的有效性。數(shù)據(jù)快照功能能實(shí)現(xiàn)對不同帶寬的基帶數(shù)據(jù)進(jìn)行DDR II緩存