多通道通信信号源研制

摘要

信号源作为一种重要的仪器，在导航、通信、测试等领域有着广泛的应用。在这些应用中信号源一般用于产生激励信号，对系统进行测试。随着电子和通信技术的飞速发展，待测系统日益复杂，对信号源性能要求也越来越高，主要表现在高频率、宽频带、多模式、多通道等方面。另外，为了提高测试的准确性和信号源的通用性，信号源须具备参数变化速度快、信号产生方法灵活、系统稳定可靠、信号频谱纯度高等优点。
　　针对信号源的需求特点，基于软件无线电思想，设计实现多通道通信信号源。构架ARM+FPGA+DAC实时处理硬件平台，实现信号模式产生、多通道数字移相，ARM接口及存储控制、系统时序产生和外围接口产生电路。该信号源能模拟超短波通信信号（30～600MHz）及卫星上行通信信号(1600～1700MHz)，实现AM、FM、PSK、QPSK、FSK、4FSK、跳频等调制模式信号，通过多通道移相和功率控制实现内场测试的目标方位、距离模拟功能，能工作在定频或跳频两种通信模式。
　　在信号生成技术上，深入研究直接数字合成技术（DDS）基本结构和工作原理，分析了直接波形合成技术（DDWS）和直接数字频率合成技术（DDFS）两种频率合成方法的原理、硬件结构及其优缺点，结合这两种方法在任意波形合成中的应用条件，选用DDFS技术产生分辨率高，频率、相位调制方便，转换速度快，且输出波形相位连续的数字信号；为进一步提高信号源输出频率和带宽，鉴于实际器件工作时钟限制，数字端运用并行DDFS技术，产生低时钟高速率的数字信号；利用超奈奎斯特原理，在奈奎斯特第二域重构高频率宽带宽模拟输出信号。利用通信调制算法，产生高精度，多模式测试信号。结合FPGA的软件重构性，可实现信号源的参数和信号形式的实时可变。
　　通过深入研究干涉仪原理，反向生成具有相位差的模拟干涉仪信号来模拟目标信号的方位，测试待测系统对于方位的检测和识别性能。并设计鉴相反馈模块，通过数字调相实现通道间的同步。

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第一章 引言

1.1 研究的背景和意义

1.2 国内外发展现状及应用

1.3 本文主要研究内容

第二章 系统总体设计

2.1 系统总体设计思想

2.2 系统总体设计框架

2.3 系统硬件实现平台

2.4 系统关键设计实现分析说明

第三章 系统硬件实现方案

3.1 ARM处理系统硬件设计

3.2 FPGA模块硬件设计

3.3 DAC模块设计

3.4 时钟模块设计

3.5 无线通信模块设计

3.6 通道滤波器组设计

3.7 数控衰减单元设计

3.8 系统电源管理设计

3.9 鉴相反馈模块设计

第四章 系统软件实现方案

4.1 算法原理

4.2 FPGA程序设计

4.3 ARM处理系统软件设计

4.4 无线通信模块软件设计

4.5 自检模块设计

第五章 系统仿真与测试

5.1 系统仿真

5.2 系统测试

第六章 总结和展望

6.1全文总结

6.2 下一步工作展望

参考文献

附录A：硬件原理图

附录B：顶层代码

攻读硕士学位期间发表论文及科研成果

致谢