擴跳頻信號產(chǎn)生器的研制

摘要：分析了機載擴跳頻體制電臺的測試需求，利用公共技術(shù)平臺與開放式軟件結(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)，實現(xiàn)擴跳頻信號的產(chǎn)生，滿足機載擴跳頻體制電臺接收機性能指標(biāo)的測試需求。研制過程中，解決了DSP／FPGA及實時數(shù)字信號處理、寬帶多模式頻率合成、模塊化體系結(jié)構(gòu)設(shè)計等問題。
關(guān)鍵詞：擴頻通信；頻率合成；檢測系統(tǒng)

O 引言
根據(jù)戰(zhàn)術(shù)通信需要，機載通信電臺普遍采用擴頻和跳頻技術(shù)，在完成常規(guī)通信的基礎(chǔ)上，完成擴頻和跳頻的保密通信，隨著數(shù)據(jù)鏈裝備的配備，電臺和通信端機將向?qū)拵А?shù)字調(diào)制、擴跳混合擴頻、高速跳頻、軟件化、自組織網(wǎng)絡(luò)方向發(fā)展。
目前市場上提供的無線電綜合測試設(shè)備、信號產(chǎn)生儀器僅完成機載通信電臺常規(guī)性能的測試，例如測試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，對擴跳頻參數(shù)，如：直接序列擴頻(DS)方式的載波調(diào)制方式、話音數(shù)碼率、擴譜主瓣帶寬、接收機靈敏度、發(fā)射機功率、DS抗干擾容限、直接序列擴頻加跳頻(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)、電臺入網(wǎng)要求、話音數(shù)碼率、接收機靈敏度、發(fā)射機功率、DS+FH抗干擾容限等沒有專用的測試儀器，特別是對DS、FH、
DS／FH工作模式下的接收機的性能指標(biāo)的測試由于擴跳頻電臺的專用性的特殊要求，目前無貨架產(chǎn)品，因此需要開發(fā)與擴跳頻體制電臺配套的擴跳頻信號產(chǎn)生器。

1 設(shè)計思想
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：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)計思路
綜合化程度高：適應(yīng)多種類型、型號的航空電子設(shè)備的接口信號環(huán)境，產(chǎn)生各型擴跳頻電臺接收機測試需要的擴跳頻參數(shù)；結(jié)構(gòu)靈活、開放性好：針對不同的運用需求，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)提供主機程序開發(fā)API，方便用戶對平臺處理器進行編程配置和與硬件平臺進行數(shù)據(jù)交換、控制；使用方便、便攜性好。
擴跳頻信號產(chǎn)生器實現(xiàn)以下功能：合成VHF／UHF各種制式發(fā)射信號；VHF、UHF可以同時工作；具備高速跳頻功能；具備基帶信號處理能力；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 檢測系統(tǒng)設(shè)計
2．1 基本組成
硬件平臺選用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)不同的測試對象進行重構(gòu)，系統(tǒng)組成如圖1所示。