寬帶可重構(gòu)數(shù)字射頻發(fā)射機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著軟件無線電技術(shù)的快速發(fā)展，接收機(jī)技術(shù)在國內(nèi)外領(lǐng)域已十分成熟，然而寬帶可重構(gòu)數(shù)字射頻發(fā)射機(jī)的研究卻比較少。寬帶可重構(gòu)數(shù)字射頻發(fā)射機(jī)直接采用數(shù)字化的混頻器和頻率合成器，簡化了使用模擬器件所帶來的電路設(shè)計(jì)和調(diào)試的復(fù)雜度，使無線通信系統(tǒng)性能變得更加穩(wěn)定。本文首先提出一種寬帶可重構(gòu)數(shù)字射頻發(fā)射機(jī)實(shí)現(xiàn)的整體方案，并主要分析了該發(fā)射機(jī)中基于FPGA實(shí)現(xiàn)的數(shù)字信號合成的具體方案，該數(shù)字信號合成主要包括數(shù)字上變頻與特定頻率的信號合成，并對其涉及到的關(guān)

2、鍵技術(shù)如低通增量求和調(diào)制、極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、DDS數(shù)字調(diào)相技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的分析。本文學(xué)習(xí)研究的主要成果如下：
　　1)對涉及到的低通增量求和調(diào)制技術(shù)進(jìn)行研究設(shè)計(jì)，該調(diào)制技術(shù)具有降噪抗干擾能力?；贛ATLAB分別對一階、二階增量求和調(diào)制器進(jìn)行SIMULINK建模,過采樣率OSR均設(shè)為128，1 bit量化，最后通過仿真分析得出二階調(diào)制器的信噪比約為99 dB，而一階的約為73 dB，均與直接用信噪比公式計(jì)算出的值相近，同時(shí)對比二者最終輸

3、出信號的頻譜圖得出二階調(diào)制器的降噪效果明顯優(yōu)于一階，信噪比也明顯提高了約26 dB的結(jié)論。
　　2)對涉及到的極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換技術(shù)進(jìn)行研究設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)已調(diào)I、Q信號的極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。首先設(shè)定I、Q信號分別為頻率5 Hz的余弦與正弦波，然后用MATLAB編程仿真得出極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換后的極徑?為一個(gè)常數(shù)，極角?為周期性變化鋸齒波的結(jié)論。
　　3)對涉及到的DDS數(shù)字調(diào)相技術(shù)進(jìn)行研究設(shè)計(jì)，用來合成所需頻率并具有相位調(diào)制的信號。首先建立SIMULIN

4、K模型，設(shè)置參考源fc為125 MHz,相位累加器位數(shù)N為20，分別讓頻率控制字K取215、213、211進(jìn)行仿真，得到對應(yīng)信號的頻譜圖，由頻譜圖得到信號頻率分別約為72.45?10 rad/s，66.14×10 rad/s,61.53×10 rad/s，結(jié)果滿足該系統(tǒng)合成信號頻率f0=K·fc/2N的計(jì)算公式，也進(jìn)一步說明變化K就能調(diào)節(jié)DDS系統(tǒng)最終合成信號的頻率值；其次，對實(shí)現(xiàn)普通的2PSK調(diào)制技術(shù)的鍵控法與模擬法進(jìn)行SIMULIN

5、K建模仿真，為DDS數(shù)字調(diào)相技術(shù)的仿真驗(yàn)證奠定基礎(chǔ)；最后，對DDS數(shù)字調(diào)相技術(shù)建立SIMULINK模型，各參數(shù)設(shè)置與之前的DDS系統(tǒng)相同，僅以K取218為例進(jìn)行仿真，通過設(shè)置固定周期的偏轉(zhuǎn)相位信號，最后輸出2PSK信號，從而驗(yàn)證DDS系統(tǒng)具有數(shù)字調(diào)相功能。
　　4)對該發(fā)射機(jī)中數(shù)字上變頻與信號合成的整個(gè)方案在FPGA中實(shí)現(xiàn)，最終下載至FPGA開發(fā)芯片上，并調(diào)用CHIPSCOPE軟件觀察各個(gè)關(guān)鍵模塊輸出信號波形，計(jì)算得出輸出信號的頻