基于FPGA的信道化接收機

現(xiàn)代電子戰(zhàn)場的電磁環(huán)境復(fù)雜多變，信號環(huán)境朝著密集化、復(fù)雜化、占用電磁頻譜寬帶化的方向發(fā)展。另一方面，采用陣列天線對接收信號進行信號參數(shù)估計，是電子偵察系統(tǒng)中常規(guī)的技術(shù)手段之一。因此，寬帶陣列接收系統(tǒng)有著廣泛的應(yīng)用前景。傳統(tǒng)的寬帶陣列接收機用多臺單通道接收機并行工作，并行的同時接收不同頻點上的信號來達到全頻域覆蓋的目的，也可以用多通道接收機多個通道并行同步的工作來實現(xiàn)，前者增加了系統(tǒng)成本和讓整個并行系統(tǒng)同步工作的復(fù)雜度，后者當(dāng)信道數(shù)比較大和指標(biāo)要求比較高時，信號處理的復(fù)雜度和器件實現(xiàn)的可行性要求很高。基于多相濾波的數(shù)字信道化陣列接收機在通信類電子戰(zhàn)中對跳頻信號的快速搜索以及雷達對抗中對捷變頻雷達信號的全概率截獲等表現(xiàn)出很高的潛在研究和應(yīng)用價值。

1 系統(tǒng)組成
該系統(tǒng)設(shè)計是基于多相濾波的信道化原理，對寬帶陣列接收機進行設(shè)計，實現(xiàn)在單板上同時處理3路中頻70 MHz，帶寬30 MHz的模擬信號，其中子信道帶寬僅25 kHz，有利于后端模塊進行精細化信號分選和處理，信道化多相因子為8。帶外抑制大于55 dB。系統(tǒng)還可以將陣列中某一路子信道數(shù)據(jù)通過PCI接口上傳到PC機顯示信道化結(jié)果。系統(tǒng)具有完善的時鐘方案，多板連接時，可達到陣列天線的同步要求。另外，由于系統(tǒng)大部分?jǐn)?shù)字信號處理都是在FPGA中完成，所以整個系統(tǒng)具有功耗小、體積小、成本低、操作靈活的特點。圖l為信道化陣列接收機的系統(tǒng)框圖。

2 硬件電路設(shè)計
該中頻數(shù)字接收機的硬件設(shè)計原理圖如圖2所示。中頻信號經(jīng)過單端轉(zhuǎn)差分電路以差分信號形式輸入到模數(shù)轉(zhuǎn)換器，AD6645將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號送入FPGA中進行處理，其中一片的處理結(jié)果通過PCI上傳到PC機顯示，兩片時鐘分配器件分別提供系統(tǒng)需要的多路單端和差分時鐘。