寬帶數(shù)字監(jiān)測接收機算法研究及硬件實現(xiàn).pdf

1、無線電頻譜監(jiān)測是無線電頻譜管理的重要手段，先進的寬帶數(shù)字監(jiān)測接收機為無線電頻譜監(jiān)測提供了有力的保障，因此開發(fā)基于軟件無線電的寬帶數(shù)字監(jiān)測接收機有很大的應(yīng)用前景。數(shù)字化是接收機的發(fā)展潮流，數(shù)字接收機與模擬接收機相比在可靠性與靈活性上有較大優(yōu)勢。國內(nèi)的民用數(shù)字監(jiān)測接收機近年來發(fā)展較快，但與國外同類產(chǎn)品相比在一些關(guān)鍵性能指標(biāo)上還存在較大差距，此外在產(chǎn)品可靠性與易用性上也有待進一步提高。
　　本論文以四川省科技計劃項目《網(wǎng)絡(luò)化智能無線頻譜

2、監(jiān)測偵收系統(tǒng)研制》為依托，對寬帶數(shù)字監(jiān)測接收機系統(tǒng)的軟硬件關(guān)鍵模塊進行了深入研究，并初步研制成功了一套寬帶數(shù)字監(jiān)測接收機實驗系統(tǒng)。本實驗系統(tǒng)在設(shè)計性能指標(biāo)上參考了先進的德國R&S公司的全數(shù)字式VHF/UHF接收機EM550，數(shù)字中頻板采用FPGA和DSP作為主要信號處理器件的軟件無線電方式，能夠靈活的實現(xiàn)多種數(shù)字信號處理算法。
　　本論文首先介紹了寬帶數(shù)字監(jiān)測接收機的發(fā)展動態(tài)，然后對適用于寬帶數(shù)字監(jiān)測接收機的數(shù)字下變頻原理以及所涉

3、及的多相濾波、CORDIC、CIC、HB、DA等關(guān)鍵算法進行了論述。接著重點介紹了基于FPGA芯片Stratix II EP2S90F780I4設(shè)計的適用于寬帶數(shù)字監(jiān)測接收機設(shè)計指標(biāo)的變帶寬數(shù)字下變頻器(Variable-Bandwidth Digital Down-Converter,VB-DDC)，并對其中各子模塊的FPGA設(shè)計實現(xiàn)進行了詳細(xì)說明。該VB-DDC結(jié)合了傳統(tǒng)數(shù)字下變頻結(jié)構(gòu)與多相濾波結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，實現(xiàn)了對輸入中頻信號的高效

4、高速處理，同時可以根據(jù)處理信號帶寬要求，通過上位機PC靈活配置寄存器參數(shù)并選擇下變頻器結(jié)構(gòu)為傳統(tǒng)下變頻結(jié)構(gòu)的窄帶DDC或者基于多相濾波結(jié)構(gòu)的寬帶DDC，或者聯(lián)合使用兩種結(jié)構(gòu)。當(dāng)A/D輸出中頻信號采樣率為100MSPS時，本論文中FPGA實現(xiàn)的這種VB-DDC信號處理帶寬可在40MHz~150Hz的較大范圍內(nèi)靈活配置，輸出基帶信號數(shù)據(jù)率可在50MSPS~763SPS的范圍內(nèi)變化。最后，通過軟件仿真和硬件調(diào)試結(jié)果驗證了本論文中VB-DDC的