擴(kuò)跳頻信號(hào)產(chǎn)生器的研制

摘要：分析了機(jī)載擴(kuò)跳頻體制電臺(tái)的測(cè)試需求，利用公共技術(shù)平臺(tái)與開放式軟件結(jié)構(gòu)、高性能硬件系統(tǒng)與Matlab／Simulink組成一體的集成開發(fā)環(huán)境，采用高速DAC／ADc、DSP／FPGA、寬帶多模式頻率合成器、數(shù)字IF處理、總線等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)擴(kuò)跳頻信號(hào)的產(chǎn)生，滿足機(jī)載擴(kuò)跳頻體制電臺(tái)接收機(jī)性能指標(biāo)的測(cè)試需求。研制過程中，解決了DSP／FPGA及實(shí)時(shí)數(shù)字信號(hào)處理、寬帶多模式頻率合成、模塊化體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等問題。

關(guān)鍵詞：擴(kuò)頻通信；頻率合成；檢測(cè)系統(tǒng)

O 引言

 根據(jù)戰(zhàn)術(shù)通信需要，機(jī)載通信電臺(tái)普遍采用擴(kuò)頻和跳頻技術(shù)，在完成常規(guī)通信的基礎(chǔ)上，完成擴(kuò)頻和跳頻的保密通信，隨著數(shù)據(jù)鏈裝備的配備，電臺(tái)和通信端機(jī)將向?qū)拵�、�?shù)字調(diào)制、擴(kuò)跳混合擴(kuò)頻、高速跳頻、軟件化、自組織網(wǎng)絡(luò)方向發(fā)展。

目前市場(chǎng)上提供的無線電綜合測(cè)試設(shè)備、信號(hào)產(chǎn)生儀器僅完成機(jī)載通信電臺(tái)常規(guī)性能的測(cè)試，例如測(cè)試AM和FM調(diào)制方式下的功率、調(diào)制度、靈敏度、靜噪靈敏度、選擇性、音頻電壓等，對(duì)擴(kuò)跳頻參數(shù)，如：直接序列擴(kuò)頻(DS)方式的載波調(diào)制方式、話音數(shù)碼率、擴(kuò)譜主瓣帶寬、接收機(jī)靈敏度、發(fā)射機(jī)功率、DS抗干擾容限、直接序列擴(kuò)頻加跳頻(DS+FH)方式的調(diào)制方式、跳頻頻段、跳頻帶寬、跳頻最小間隔、跳頻速率、系統(tǒng)組網(wǎng)數(shù)、電臺(tái)入網(wǎng)要求、話音數(shù)碼率、接收機(jī)靈敏度、發(fā)射機(jī)功率、DS+FH抗干擾容限等沒有專用的測(cè)試儀器，特別是對(duì)DS、FH、DS／FH工作模式下的接收機(jī)的性能指標(biāo)的測(cè)試由于擴(kuò)跳頻電臺(tái)的專用性的特殊要求，目前無貨架產(chǎn)品，因此需要開發(fā)與擴(kuò)跳頻體制電臺(tái)配套的擴(kuò)跳頻信號(hào)產(chǎn)生器。

1 設(shè)計(jì)思想

1．1 需求分析

(1)UHF頻段(超短波)。頻率范圍：1 08．000～399．975MHz；信道間隔、信道數(shù)：可以預(yù)置；頻率準(zhǔn)確度：1ppm；電平范圍：-30～-110dBm；調(diào)頻圖案：內(nèi)部產(chǎn)生、外部輸入；DS擴(kuò)頻碼型：m、M、Gold；話音數(shù)碼率：32kb／s．

(2)VHF頻段(短波)。頻率范圍：2．0OO0～29．9999MHz；信道間隔、信道數(shù)：可以預(yù)置；頻率準(zhǔn)確度：1ppm；頻率穩(wěn)定度：0．5ppm／d；電平范圍：-10～-110dBm；電平調(diào)整步進(jìn)：1dB；調(diào)制方式／工作模式：CW、DSB-AM、LSB-AM、USB-AM、FH；

(3)通信控制接口與協(xié)議。接口：DB25F；通信數(shù)據(jù)格式：RS-232。

1．2 設(shè)計(jì)思路

綜合化程度高：適應(yīng)多種類型、型號(hào)的航空電子設(shè)備的接口信號(hào)環(huán)境，產(chǎn)生各型擴(kuò)跳頻電臺(tái)接收機(jī)測(cè)試需要的擴(kuò)跳頻參數(shù)；結(jié)構(gòu)靈活、開放性好：針對(duì)不同的運(yùn)用需求，采用相應(yīng)的硬件／軟件組合，節(jié)約系統(tǒng)成本，使系統(tǒng)可重構(gòu)、可移植；智能化程度高、控制靈活：硬件系統(tǒng)提供主機(jī)程序開發(fā)API，方便用戶對(duì)平臺(tái)處理器進(jìn)行編程配置和與硬件平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換、控制；使用方便、便攜性好。

擴(kuò)跳頻信號(hào)產(chǎn)生器實(shí)現(xiàn)以下功能：合成VHF／UHF各種制式發(fā)射信號(hào)；VHF、UHF可以同時(shí)工作；具備高速跳頻功能；具備基帶信號(hào)處理能力；標(biāo)準(zhǔn)的接口控制功能、數(shù)據(jù)處理功能；具有狀態(tài)報(bào)告與自檢功能；顯示狀態(tài)、參數(shù)功能；軟件具備可重置、可移植功能。

2 檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2．1 基本組成

硬件平臺(tái)選用CPCI作為系統(tǒng)內(nèi)部總線，組成具有很大的靈活性，可根據(jù)不同的測(cè)試對(duì)象進(jìn)行重構(gòu)，系統(tǒng)組成如圖1所示。

3 工作原理

(1)寬帶高速跳頻頻率合成器。其組成如圖2所示。采用DDS+PLL、乒乓方案：DDS作為基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器，保證輸出RF信號(hào)的間隔，PLL采用低噪聲IC PE3236。兩個(gè)寬帶快速跳頻頻率合成環(huán)實(shí)現(xiàn)收發(fā)的快速跳頻，提供960～1260MHz、信道問隔l／2MHz的L01；采用小信道間隔F-N環(huán)：提供第二個(gè)窄帶L02，中心頻率860MHz，頻率變化范圍±lMHz(2MHz)，信道間隔25kHz、12．5kHz、8．33kHz、6．25kHz、5kHz、100Hz可選；頻率合成器同時(shí)提供3個(gè)救生頻率源。