具有发射波束形成功能的四通道激励器

摘要

短波通信具有可进行中远距离通信、发射功率小、抗干扰能力强、设备简单等优点，因而被广泛应用于现在通信中，短波激励器是短波发射机的重要组成部分，主要用于产生所需要的各种激励信号。
　　 本文首先对选题涉及到的多采样速率数字信号处理理论、发射波束形成理论、四通道激励器进行了介绍，并提出了两种可行的TB（发射波束）相位计算方法。根据实际应用需求，提出并实现了短波数字激励器和具有发射波束形成功能的四通道激励器的设计方案。
　　 实现短波数字激励器的传统方式是采用DSP完成对信号的处理以及对系统的控制，使得信号的处理速度受到限制，系统的模块化差，也不利于系统的升级和扩展。本文提出了一种全新的实现方式，采用将信号的处理与系统的控制相分离的设计思路，可以有效提高信号处理的能力，同时使得系统更为灵活的升级和扩展。
　　 在短波数字激励器和具有发射波束性能功能的四通道激励器的实现中，充分发挥FPGA资源丰富、运算速度快、接口方便等优势，能够大大提高了对信号的处理能力，并使系统易于扩展升级。在短波数字激励器中，采用FPGA+DSP的硬件结构，FPGA用于信号的处理，DSP则主要负责对系统的控制，使用信号处理与系统控制相分离的设计思路，能够有效提高系统设计的灵活性和系统对信号处理的能力。在具有发射波束形成功能的四通道激励器实现中，在短波数字激励器的基础上进行扩展，增加TB相位调节环节和检测电路，共同完成发射波束形成功能。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 短波通信概述

1．2 选题背景

1．3 课题主要研究内容

第二章 数字激励器的相关理论

2．1 多采样速率数字信号处理

2．1．1 信号的插值理论

2．1．2 信号的抽取理论

2．2 发射波束形成

2．2．1 短波天线

2．2．2 发射波束形成

2．3 四通道激励器

2．3．1 分布式发射波束形成

2．3．2 四通道激励器

2．3．3 TB相位的计算

2．4 本章小结

第三章 系统的设计方案

3．1 短波数字激励器的设计方案

3．1．1 短渡数字激励器设计方案的整体框图

3．1．2 短波数字激励器硬件设计方案

3．2 具有发射波束形成功能的四通道激励器的设计方案

3．2．1 具有TB功能的四通道激励器的设计方案的整体框图

3．2．2 具有TB功能的四通道激励器硬件设计方案

3．3 本章小结

第四章 短波数字激励器的实现

4．1 音频采样模块

4．1．1 AD7655简介

4．1．2 音频采样的实现

4．2 边带分离模块

4．2．1 边带分离原理

4．2．2 边带滤波器的实现

4．2．3 边带分离的实现

4．3 AGC模块

4．3．1 AGC的基本工作原理

4．3．2 AGC的设计与实现

4．4 调制模块

4．5 插值滤波模块

4．6 上变频模块

4．6．1 AD9957简介

4．5．2 上变频的实现

4．6 接口单元的实现

4．6．1 DSP与FPGA的接口

4．6．2 主控与激励器的接口

4．6．3 RS422接口

4．7 本章小结

第五章 具有发射波束形成功能的四通道激励器的实现

5．1 音频采样模块

5．2 基带板

5．2．1 边带分离模块

5．2．2 AGC模块

5．2．3 调制模块

5．2．4 插值滤波模块

5．3 射频板

5．3．1 基带信号的进一步处理

5．3．2 检测电路——下变频模块

5．4 射频采样模块

5．5 FPGA芯片间的连接

5．6 本章小结

第六章 结束语

6．1 论文工作总结

6．2 存在的问题及今后的研究方向

致谢

参考文献

研究生期间公开发表的论文