扩跳频信号产生器的研制

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摘要：分析了机载扩跳频体制电台的测试需求，利用公共技术平台与开放式软件结构、高性能硬件系统与Matlab／Simulink组成一体的集成开发环境，采用高速DAC／ADc、DSP／FPGA、宽带多模式频率合成器、数字IF处理、总线等技术，实现扩跳频信号的产生，满足机载扩跳频体制电台接收机性能指标的测试需求。研制过程中，解决了DSP／FPGA及实时数字信号处理、宽带多模式频率合成、模块化体系结构设计等问题。

关键词：扩频通信；频率合成；检测系统

O 引言

根据战术通信需要，机载通信电台普遍采用扩频和跳频技术，在完成常规通信的基础上，完成扩频和跳频的保密通信，随着数据链装备的配备，电台和通信端机将向宽带、数字调制、扩跳混合扩频、高速跳频、软件化、自组织网络方向发展。

目前市场上提供的无线电综合测试设备、信号产生仪器仅完成机载通信电台常规性能的测试，例如测试AM和FM调制方式下的功率、调制度、灵敏度、静噪灵敏度、选择性、音频电压等，对扩跳频参数，如：直接序列扩频(DS)方式的载波调制方式、话音数码率、扩谱主瓣带宽、接收机灵敏度、发射机功率、DS抗干扰容限、直接序列扩频加跳频(DS+FH)方式的调制方式、跳频频段、跳频带宽、跳频最小间隔、跳频速率、系统组网数、电台入网要求、话音数码率、接收机灵敏度、发射机功率、DS+FH抗干扰容限等没有专用的测试仪器，特别是对DS、FH、DS／FH工作模式下的接收机的性能指标的测试由于扩跳频电台的专用性的特殊要求，目前无货架产品，因此需要开发与扩跳频体制电台配套的扩跳频信号产生器。

1 设计思想

1．1 需求分析

(1)UHF频段(超短波)。频率范围：1 08．000～399．975MHz；信道间隔、信道数：可以预置；频率准确度：1ppm；电平范围：-30～-110dBm；调频图案：内部产生、外部输入；DS扩频码型：m、M、Gold；话音数码率：32kb／s．

(2)VHF频段(短波)。频率范围：2．0OO0～29．9999MHz；信道间隔、信道数：可以预置；频率准确度：1ppm；频率稳定度：0．5ppm／d；电平范围：-10～-110dBm；电平调整步进：1dB；调制方式／工作模式：CW、DSB-AM、LSB-AM、USB-AM、FH；

(3)通信控制接口与协议。接口：DB25F；通信数据格式：RS-232。

1．2 设计思路

综合化程度高：适应多种类型、型号的航空电子设备的接口信号环境，产生各型扩跳频电台接收机测试需要的扩跳频参数；结构灵活、开放性好：针对不同的运用需求，采用相应的硬件／软件组合，节约系统成本，使系统可重构、可移植；智能化程度高、控制灵活：硬件系统提供主机程序开发API，方便用户对平台处理器进行编程配置和与硬件平台进行数据交换、控制；使用方便、便携性好。

扩跳频信号产生器实现以下功能：合成VHF／UHF各种制式发射信号；VHF、UHF可以同时工作；具备高速跳频功能；具备基带信号处理能力；标准的接口控制功能、数据处理功能；具有状态报告与自检功能；显示状态、参数功能；软件具备可重置、可移植功能。

2 检测系统设计

2．1 基本组成

硬件平台选用CPCI作为系统内部总线，组成具有很大的灵活性，可根据不同的测试对象进行重构，系统组成如图1所示。

3 工作原理

(1)宽带高速跳频频率合成器。其组成如图2所示。采用DDS+PLL、乒乓方案：DDS作为基准信号发生器，保证输出RF信号的间隔，PLL采用低噪声IC PE3236。两个宽带快速跳频频率合成环实现收发的快速跳频，提供960～1260MHz、信道问隔l／2MHz的L01；采用小信道间隔F-N环：提供第二个窄带L02，中心频率860MHz，频率变化范围±lMHz(2MHz)，信道间隔25kHz、12．5kHz、8．33kHz、6．25kHz、5kHz、100Hz可选；频率合成器同时提供3个救生频率源。