[發(fā)明專利]一種跳頻信號(hào)發(fā)生器及跳頻方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110431532.7
• 申請(qǐng)日: 2011-12-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103178870B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁新宇;王悅;王鐵軍;李維森
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京普源精電科技有限公司
• 主分類號(hào): H04B1/7136
• 分類號(hào): H04B1/7136
• 代理公司: 北京卓嵐智財(cái)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙)11624
• 代理人: 任漱晨

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及跳頻通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種跳頻信號(hào)發(fā)生器及跳頻方法。

背景技術(shù)

跳頻是最常用的擴(kuò)頻方式之一，跳頻通信是一種收發(fā)雙方傳輸信號(hào)的載波頻率按照預(yù)定規(guī)律進(jìn)行離散變化的通信方式。跳頻通信主要用于軍用無(wú)線電通信和民用移動(dòng)通信，其工作方式一般以語(yǔ)音為主，也可傳輸數(shù)據(jù)。隨著跳頻技術(shù)的不斷發(fā)展，其應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。跳頻通信設(shè)備，例如跳頻電臺(tái)和偵察接收機(jī)之類的裝置，在性能測(cè)試過(guò)程中常常要用到跳頻信號(hào)發(fā)生器作為激勵(lì)源。

現(xiàn)有技術(shù)中，采用如下方式設(shè)計(jì)跳頻信號(hào)發(fā)生器及進(jìn)行跳頻處理：

采用FPGA(Field Programmable Gate Array，現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)和DDS(Direct Digital Synthesizer，直接數(shù)字式頻率合成器)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了一種跳頻信號(hào)發(fā)生器。圖1為跳頻信號(hào)發(fā)生器功能框圖示意，如圖1所示，其工作原理如下：

數(shù)字信號(hào)處理器DSP(Digital Signal Processing，數(shù)字信號(hào)處理)用戶接口將用戶設(shè)置的跳頻參數(shù)配置給FPGA；跳頻所用的載波頻率控制字表預(yù)先存放在DDR2DRAM(DDR2：Double Data Rate 2，雙倍數(shù)據(jù)速率2；DRAM：Dynamic Random Access Memory，動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)中；FPGA內(nèi)部實(shí)現(xiàn)DDS功能，通過(guò)存儲(chǔ)控制模塊訪問(wèn)DDR2DRAM，通過(guò)取點(diǎn)控制模塊取出頻率控制字，并由DDS按照頻率控制字輸出波形；DAC(Digital Analog Converter，數(shù)模轉(zhuǎn)換器)完成數(shù)模轉(zhuǎn)換；隨后經(jīng)過(guò)濾波、幅度放大、衰減、偏移等處理后輸出頻率跳變的載波。

該方案在DDS信號(hào)發(fā)生器的基礎(chǔ)上通過(guò)FPGA編程和軟件編程實(shí)現(xiàn)了跳頻功能，成本低、靈活性好。但是其不足在于：不能提供調(diào)制功能，只能作為跳頻本振源使用。

跳頻通信系統(tǒng)的調(diào)制方式有很多，例如QPSK(Quadrature Phase Shift Keyed，四相移鍵控)、QASK(Quaternary Amplitude Shift Keying，正交幅移鍵控)、DPSK(Differential Phase Shift Keying，差分相移鍵控)等，其本質(zhì)都是用基帶信號(hào)來(lái)調(diào)制載頻的幅度、相位中的一個(gè)或者兩個(gè)。

在現(xiàn)有技術(shù)中，提供了一種利用AD9854實(shí)現(xiàn)跳頻調(diào)制系統(tǒng)的方案如下：

AD9854是一款支持PSK(Phase Shift Keying，相移鍵控)、BPSK(Binary PSK，二進(jìn)制相移鍵控)、AM(Amplitude，調(diào)幅)等調(diào)制類型的DDS芯片，內(nèi)部有多個(gè)可設(shè)置的寄存器，用以控制DDS工作模式。圖2為AD9854的FSK(Frequency Shift Keying，頻移鍵控)調(diào)制示意圖，如圖2所示，下面以FSK調(diào)制為例，說(shuō)明其工作原理如下：

DSP模塊通過(guò)控制線、地址線和數(shù)據(jù)線的并行接口控制AD9854；DSP模塊內(nèi)部的跳頻碼序列發(fā)生器產(chǎn)生頻率控制字并配置給AD9854內(nèi)部的頻率控制字寄存器；待調(diào)制的數(shù)據(jù)包經(jīng)過(guò)RS編碼(RS碼又稱里所碼，即Reed-solomon codes)和交織后形成0、1數(shù)據(jù)送給AD9854的專用FSK管腳；AD9854根據(jù)專用FSK管腳輸入的0、1數(shù)據(jù)切換其內(nèi)部的頻率控制字寄存器，從而產(chǎn)生FSK信號(hào)；經(jīng)過(guò)濾波以及射頻處理后由天線發(fā)射出去。

該方案中的跳頻調(diào)制系統(tǒng)具有如下不足：調(diào)制的實(shí)現(xiàn)方式較為復(fù)雜；通過(guò)修改AD9854內(nèi)部寄存器的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)跳頻，造成換頻時(shí)間多達(dá)幾十納秒，也就降低了跳頻速率；用DSP模塊完成跳頻碼序列發(fā)生器，大大增加了軟件負(fù)擔(dān)；AD9854作為專用芯片，存在設(shè)計(jì)上的不靈活性，只支持正弦形狀的載波，調(diào)制類型也不夠豐富，不支持跳頻通信中常用的QPSK調(diào)制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種跳頻信號(hào)發(fā)生器，用以提供豐富的調(diào)制功能，該跳頻信號(hào)發(fā)生器包括：

調(diào)制類型控制模塊，用于在確定調(diào)制類型后，根據(jù)配置的相位控制字、調(diào)制源幅度和調(diào)制偏移系數(shù)中一種或者幾種，選擇調(diào)制相碼給相位加法器以實(shí)現(xiàn)相位調(diào)制，根據(jù)配置的幅度控制字、調(diào)制源幅度和調(diào)制偏移系數(shù)中一種或者幾種，選擇調(diào)制幅度給幅度調(diào)制乘法器以實(shí)現(xiàn)幅度調(diào)制；

相位加法器，用于將頻率控制字累加后的累加值和調(diào)制相碼之和作為載波存儲(chǔ)器的讀地址；

載波存儲(chǔ)器，用于根據(jù)讀地址讀出載波幅度后給幅度調(diào)制乘法器，實(shí)現(xiàn)相位－幅度的轉(zhuǎn)換；

幅度調(diào)制乘法器，用于將載波幅度與調(diào)制幅度相乘后送給DAC完成數(shù)模轉(zhuǎn)換；