基于AD9268的短波接收全數字傳輸結構

摘要：介紹了一種基于新器件和設計方法的短波全數字的傳輸結構。該方法通過大量采用數字器件可以獲得許多技術優勢和進步，可以為面向未來的設備提供更為先進的硬件平臺。
關鍵詞：數字傳輸；采樣單元；數字信號處理；軟件無線電

0 引言
VHF頻段(短波)是電磁頻譜中使用密度較高的部分，包括通信、雷達、測控等系統均在該頻段內有所出現，所以，各個領域均以短波接收機作為系統的前端。傳統設備一般通過天線和模擬前端設備完成信號的預處理，特別是當數字處理設備和模擬前端設備距離較遠時，還需要配置高功率放大設備以保證信號的長距離傳輸。隨著數字芯片和設計技術的不斷進步，這種體制可望被更為先進合理的結構所替代。

1 短波全數字傳輸系統的整體結構
由于短波頻段本身范圍有限(0～30 MHz)，實際使用時往往信號帶寬有限，如通信系統在短波頻段的典型帶寬為6．4 kHz。所以，模擬分機除了變頻外，還需要對信號進行窄帶濾波處理。
傳統的短波接收系統結構是由天線、模擬前端、功率放大器、數字后端等組成，其傳統結構如圖1所示。

著數字集成芯片和電路設計技術的進步，特別是高速高量化位數的ADC和DAC的成熟、高速SERDES芯片的出現、光纖傳輸模塊和FPGA等數字信號處理芯片的應用，為這些關鍵技術構建全數字的傳輸結構提供了基本的支撐。
根據數字系統的能力和特點，使用先進的數字芯片和技術，可以構架一種先進的短波全數字傳輸結構，圖2所示就是一種全數字的傳輸結構。

圖2中，模擬器件和設備的比重大為降低，數字器件基本上都可從天線后介入到系統，保留低噪放器件的目的主要是為了保證接收機合理的噪聲系數，同時也提升信號電平，以保證小信號能夠被放大到ADC的有效采樣電平范圍之內。
高速高量化位數的ADC為系統的帶內數據采集、系統動態范圍和靈敏度提升提供了保證。
ADC后的數字信號可以通過SERDES結構進入光模塊，并將其轉換為光信號后通過光纖介質進行高速、長距離和低誤碼率的傳輸。
FPGA為寬帶內的信號處理提供了數字硬件平臺，通過成熟的數字信號處理算法和硬件設計技術，就可以輕松的實現數字信號下的信號變頻和濾波處理。