寬帶譜分析模塊硬件系統(tǒng)及數(shù)字處理邏輯設(shè)計(jì).pdf

1、寬帶譜分析模塊是以實(shí)現(xiàn)對(duì)寬帶中頻信號(hào)的高速高精度采集、數(shù)字實(shí)時(shí)頻譜分析、大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與傳輸為目標(biāo)的一類信號(hào)數(shù)字化設(shè)備，可以用于瞬時(shí)復(fù)雜信號(hào)、戰(zhàn)場(chǎng)電磁信號(hào)及其他快速電子信號(hào)的高精度數(shù)字化采集的應(yīng)用場(chǎng)合。它結(jié)合了COTS（商用現(xiàn)貨）產(chǎn)品設(shè)計(jì)思想，采用6U CPCI載板附加FMC子板的結(jié)構(gòu)形式，提高模塊的擴(kuò)展能力。
　　論文首先根據(jù)需求分析設(shè)計(jì)模塊整體方案，包括硬件結(jié)構(gòu)和邏輯實(shí)現(xiàn)方案。進(jìn)一步詳細(xì)介紹硬件系統(tǒng)各功能模塊，包括數(shù)字中頻處理

2、、大容量存儲(chǔ)、高速收發(fā)等關(guān)鍵部分。結(jié)合數(shù)字中頻處理中常用的數(shù)字下變頻、信道化、抽取濾波技術(shù)和 FFT信號(hào)處理技術(shù)，提出寬帶信號(hào)頻譜分析的處理方案：將寬帶輸入信號(hào)的頻譜劃分為若干子頻帶，并將每個(gè)子頻帶的信號(hào)下變頻至基帶；分別對(duì)各個(gè)基帶信號(hào)進(jìn)行FFT變換得到相應(yīng)子頻帶的頻域數(shù)據(jù)，按照一定拼接方式對(duì)所有子頻帶的頻域數(shù)據(jù)合成輸出，即可得到輸入信號(hào)的全部頻譜信息。其中，數(shù)字信道化下變頻部分在FPGA（現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列）中完成，根據(jù)FPGA并行處理

3、的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采用了一種“加權(quán)疊接相加”的高效信道化下變頻結(jié)構(gòu)。
　　文中詳細(xì)介紹了模塊化設(shè)計(jì)的具體過(guò)程及數(shù)字中頻處理的邏輯電路設(shè)計(jì)。根據(jù)模塊頻譜分析的處理方式，以信道數(shù)目和zoom技術(shù)相結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)頻譜分辨率帶寬檔位式調(diào)節(jié)的功能。控制邏輯是保證模塊對(duì)用戶操作正確可靠響應(yīng)的中樞神經(jīng)，文章對(duì)此進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。最后給出寬帶譜分析模塊核心單元如電源系統(tǒng)、采集接收、邏輯處理輸出的測(cè)試結(jié)果以及整機(jī)工作測(cè)試結(jié)果，實(shí)測(cè)結(jié)果驗(yàn)證了各模塊設(shè)計(jì)的可