CN101833316B - 数字式无线电监管系统 - Google Patents

Abstract

本发明数字式无线电监管系统，其高、低端接收天线的输出端与2：1选择器的高、低输入端相连接，该选择器的输出端与接收机相连接，接收机与CPLD控制模块相连接实现双向数据传输，激励源同样与CPLD模块相连接，受CPLD模块控制；激励源的低端输出连接低端功放，高端输出连接高端功放，高、低端功放分别连接相应的高、低端发射天线；系统本机输入键盘、显示屏等直接与CPLD模块相连接，DSP处理模块也直接与CPLD模块相连接，DSP连接Flash、eeprom和SRAM，CPLD模块接口与计算机相连实现遥控。本发明将无线电信号的侦查接收分析与干扰压制进行一体化设计，实现干扰信号的快速发现、即时干扰，最大限度降低非法信号的危害。

Description

数字式无线电监管系统

技术领域

本发明涉及的是数字式无线电监管系统，属于通信技术领域中的信号接收处理及发射技术。

背景技术

在现有的无线电监管中，接收和发射是相互独立的两个子系统，在发现非法信号时不能迅速有效的实施即时干扰，本系统通过DSP+CPLD硬件及底层硬件语言控制实现快速扫描、单频干扰、多频干扰和宽带拦阻干扰等功能的自动切换。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明利用DSP+CPLD将无线电信号的侦查接收分析与干扰压制进行一体化设计，实现干扰信号的快速发现、即时干扰，最大限度降低非法信号的危害。

本发明技术是专为通信电子对抗和无线电频谱管理研制生产的宽频带多功能无线电侦查干扰压制系统，系统采用先进的天线技术、CPLD+DSP核心控制技术和软件无线电信号处理技术、智能化软件技术。该系统在可自动进行频率范围内的搜索发现信号并自动对某一频率或频段实施干扰，也可对多个频点进行循环干扰及宽带拦阻干扰。应用方式可为车载或便携搬移使用。

本发明的技术方案为：

一种数字式无线电监管系统，其特征在于：高、低端接收天线的输出端与2:1选择器的高、低输入端相连接，所述2:1选择器的输出端与接收机相连接，所述接收机与CPLD控制模块相连接实现双向数据传输，激励源同样与所述CPLD控制模块相连接，受所述CPLD控制模块控制；所述激励源的低端输出连接低端功放，高端输出连接高端功放，所述高、低端功放分别连接相应的高、低端发射天线；输入键盘、显示屏直接与所述CPLD控制模块相连接，DSP数据处理模块也直接与所述CPLD模块相连接，所述DSP数据处理模块连接Flash芯片、eeprom芯片和SRAM芯片，所述CPLD控制模块接口与计算机相连实现遥控。

上述的数字式无线电监管系统，其进一步特征在于：所述CPLD控制模块与DSP数据处理模块之间通过控制线、地址线、数据线三组连接线相连，实现数据运算处理；所述输入键盘包括键盘信号处理芯片和键盘，所述CPLD控制模块与所述键盘信号处理芯片相连，所述键盘信号处理芯片与所述键盘相连，通过所述键盘信号处理芯片实现所述键盘按键与所述CPLD控制模块的连接控制；所述显示屏为3.5寸TFT液晶显示屏，自带显示处理芯片，直接与所述CPLD控制模块通信实现诸如频率、功率、调制方式、带宽参数的显示。

上述的数字式无线电监管系统，其进一步特征在于：所述eeprom芯片中存储用户预设的合法信号列表，通过接收机快速扫描所接收到的信号电平与信号列表进行比对，自动判断信号合法性并通过所述CPLD控制触发所述激励源产生相应频率或频段信号进行自动触发干扰。

上述的数字式无线电监管系统，其更进一步特征在于：所述激励源采用DDS芯片进行频率合成，其谐波经滤波放大后产生0～3GHz的信号，再利用多路电子开关和数字电位器调整相应频率的信号幅度；所述激励源具体实现方式为：语音输入接口、电子音输入接口、亚音输入接口三种干扰形式通过单刀三掷开关选择一路，通过数字电位器和单刀多掷开关分别输入到DDS芯片和VCO芯片，所述VCO芯片与PLL芯片组合后根据工作频率范围要求选择一路或多路，最后通过数控衰减器输出；所述DDS芯片和所述PLL芯片的控制均由所述DSP数据处理模块和所述CPLD控制模块来实现；所述数控衰减器通过所述CPLD控制模块实现输出功率的稳定调节和功率控制。

本发明创造的有益效果：

1)侦查接收和干扰压制一体化，在大大减少侦查到非法信号与作出反应发射干扰信号之间的时间间隔，实现瞬时自动切换，DSP技术的应用极大加强系统反应速度的同时也降低了系统成本，侦查接收与干扰发射共用一套核心控制系统。

2)系统从车载可搬移式两用出发，配置的全是搬运装拆快捷方便的小尺寸全向天线。为提高天线增益，也可将天线分频段，根据实际应用要求可配备全向或定向天线。

3)系统配备的功率放大器可对其输出功率进行自动控制，使得输出功率稳定可靠；同时对外接输出端口进行检测，当处于开路和短路时以及天线驻波(VSWR)超过3.0时，能自动保护功放。

4)系统配备激励机为全频段多功能激励机，由计算机控制，也可面板操作。该机除具有常规的单频干扰功能外，还具有宽带拦阻干扰功能，可有效地干扰自动换频信号、CDMA等扩频信号和跳频信号。

5)系统配备的一体化控制软件具有强大的控制功能和信号处理功能，例如快速扫描、单频干扰、多频干扰和宽带拦阻干扰等功能的自动切换，连续干扰和定时干扰的控制，窄带调制和宽带调制的选择，用户权限设定和管理等等。

附图说明

图1是本发明数字式无线电监管系统的系统电原理框图；

图2是本发明的激励源原理图；

图3是本发明的软件控制流程图。

具体实施方式

以下通过说明书附图和具体实施例对本发明技术方案作进一步的详细说明。

本发明数字式无线电监管系统的系统电原理框图如图1所示，图中1是CPLD控制模块，2是DSP数据处理模块，3是键盘信号处理芯片，4是键盘，5是液晶显示屏，6是接收机，7是2:1选择器，8是低端接收天线，9是高端接收天线，10是激励源，11是低端功放，12是高端功放，13是低端发射天线，14是高端发射天线，15是flash芯片，16是eeprom芯片，17是SRAM芯片，18是参考源，19是遥控计算机，20是电源。

其逻辑关系如下：CPLD控制模块1与DSP数据处理模块2之间通过控制线、地址线、数据线三组连接线相连，实现数据运算处理；DSP数据处理模块2与flash芯片15、eeprom芯片16、SRAM芯片17相连；CPLD控制模块1与键盘信号处理芯片3相连，键盘信号处理芯片3与键盘4相连，通过hd7279键盘信号处理芯片3实现键盘4按键与C PLD控制模块1的连接控制；液晶显示屏5为3.5寸TFT显示屏，自带显示处理芯片，直接与CPLD控制模块1通信实现诸如频率、功率、调制方式、带宽等各种参数的显示，配合键盘实现本机的操作。

激励源设计：

所述激励源由DDS、VCO、滤波、调制信号产生器等电路组成，能产生各种带宽的干扰信号，源参数的设置及反馈通过DSP+CPLD空盒子模块来综合处理，与控制面板、TFT彩屏等外设关联。本实施例中采用DDS芯片加上多路VCO芯片组合的方式实现工作频带范围内的信号源产生，并可实现快速扫描。

激励源具体实现原理见附图2所示，图中101为语音输入接口，102为电子音输入接口，103为亚音输入接口，104为单刀三掷开关，105为数字电位器，106为单刀多掷开关、107为PLL芯片、108为VCO芯片、109为DDS芯片、1010为参考源、1011为射频多路选择器、1012为数控衰减器。

语音、电子音、亚音3种干扰形式通过单刀三掷开关选择一路，分别输入DDS源和VCO，VCO与PLL的组合可以根据工作频率范围要求选择一路或多路。DDS芯片和PLL芯片的控制均由DSP+CPLD来实现。

DSP+CPLD控制模块实现方法：

硬件语言控制采用DSP+CPLD的方案以实现对操作键盘、DDS芯片、PLL芯片、TFT彩屏显示、数据通讯端口等的连接控制。该模块设计采用DSP+CPLD的方案来实现，使用TFT彩屏来显示。软件程序主要包括主程序软件、侦查接收机控制软件、侦查监测软件、干扰控制软件、键盘接口软件和TFT彩屏显示接口软件等。系统中用cpld为DSP组合外围电路。串口，FLASH，SARAM，键盘，显示屏，蜂鸣器，DDS等都是通过CPLD桥梁与DSP进行通信。

DDS/PLL接口设计：接口中包含了滤波器的选择、调制方式的选择、DDS的控制及亚音信号的发生。DDS可选用工作频率高达1GHz的集成芯片，其频率分辨率(既频率累加器位数)为32位。

键盘接口设计：键盘使用具有串行接口的智能显示驱动芯片。其片选信号功能使它方便地实现多于64键的键盘接口，内含去抖电路，保证了按键的准确性。KEY_CS为键盘片选信号，KEY_CLK和KEY_DATA为时钟信号和数据信号。KEY_KEY为中断信号，通知DSP有按键按下，读取键盘码。

显示屏接口设计：彩屏具有硬件汉字字库功能，能够显示16*16、24*24、32*32字体。显示像素320*240；显示屏的GPIO口可以读取字模。通过TFTA0和D0-D7数据总线显示系统画面。

外部接口设计：DSP与接收机或外部上位机的通信通过异步收发器UART来实现。它包含了两路相互独立的异步收发器，接收和发送各带的64-字节FIFO，并各自带有Modem接口信号，最高传输速率可达1.5Mbps波特率。通过A0，A1，A2三根不同地址线的组合实现对TL16C752B寄存器的配置，UART_INTA为中断信号，当有数据发送过来时，UART_INTA管脚输出低电平。UART_CSA为片选信号，低电平表示选中状态。TXA和RXA为数据的接受和发送管脚。通过串口转换芯片也可以实现网络通讯。

程序存储器：程序存储器用来实现掉电时存储系统的程序。在系统上电时，由DSP内部ROM存储的搬移程序将FLASH里存储的系统程序搬移到DSP的RAM空间执行。对存储器的烧写也是由DSP来完成

SRAM：对于DSP芯片来说除了内部的ROM以外，它还可以扩展外部存储器包括数据空间、I/O空间、程序空间为8M空间程序空间寻址是通过额外地址线来实现，由XPC寄存器来控制。SRAM芯片它通过cpld与DSP进行连接，通过cpld改变不同的电路组合方式可实现不同的扩展方式：独立的程序和数据存储区，混合程序区和数据区，优化的混合程序区和数据区

EEPROM：EEPROM用于掉电时保存数据，系统再次上电复位时可以读取先前的状态信息。在系统中用于存储合法信号的信道频率或其它参数。

软件控制流程见附图3。

智能化无线电侦查干扰压制一体机的关键在于通过DSP+CPLD实现对接收机接收到的信号进行分析处理、存储、判定然后自动根据用户预设阀值自动对干扰机激励源进行控制，发射相应干扰信号。

所述系统流程是高、低端接收天线的输出端与2:1选择器的高、低输入端相连接，该选择器的输出端与接收机相连接，接收机与CPLD控制模块相连接实现双向数据传输，激励源同样与CPLD控制模块相连接，受CPLD模块控制；激励源的低端输出连接低端功放，高端输出连接高端功放，高、低端功放分别连接相应的高、低端发射天线；系统本机输入键盘、显示屏等直接与CPLD模块相连接，DSP处理模块也直接与CPLD模块相连接，DSP连接Flash、eeprom和SRAM，CPLD控制模块接口与计算机(或网络)相连实现遥控。

所述的激励源实现方案采用DDS芯片加VCO进行频率合成，其谐波经滤波放大后产生0～3GHz的信号，再利用多路电子开关和数字电位器等调整相应频率的信号幅度。激励源通过900MHz参考源前端连接相应的亚音芯片、录音调制电路、语音调制电路、噪声调制电路产生相应的干扰信号类型。

在所述的自动触发干扰采用在eeprom中存储用户预设的合法信号列表，通过接收机快速扫描所接收到的信号电平与信号列表进行比对，自动判断信号合法性并通过CPLD控制触发激励源产生相应频率或频段信号进行干扰。

在所述的数控衰减器连接于滤波器后端，输出端连接于功率放大器，数控衰减器通过CPLD控制实现输出功率的稳定调节和功率控制。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但它们并不是用来限定本发明，任何熟悉此技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，但仍然属于本发明之保护范围。因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求所界定的为准。

Claims (5)

1.一种数字式无线电监管系统，其特征在于：高、低端接收天线的输出端与2∶1选择器的高、低输入端相连接，所述2∶1选择器的输出端与接收机相连接，所述接收机与CPLD控制模块相连接实现双向数据传输，激励源同样与所述CPLD控制模块相连接，受所述CPLD控制模块控制；所述激励源的低端输出连接低端功放，高端输出连接高端功放，所述高、低端功放分别连接相应的高、低端发射天线；输入键盘、显示屏直接与所述CPLD控制模块相连接，DSP数据处理模块也直接与所述CPLD控制模块相连接，所述DSP数据处理模块连接Flash芯片、eeprom芯片和SRAM芯片，所述CPLD控制模块的接口与计算机相连实现遥控；所述eeprom芯片中存储用户预设的合法信号列表，通过接收机快速扫描所接收到的信号电平与信号列表进行比对，自动判断信号合法性并通过所述CPLD控制触发所述激励源产生相应频率或频段信号进行自动触发干扰。

2.根据权利要求1所述的数字式无线电监管系统，其特征在于：所述CPLD控制模块与DSP数据处理模块之间通过控制线、地址线、数据线三组连接线相连，实现数据运算处理；所述输入键盘包括键盘信号处理芯片和键盘，所述CPLD控制模块与所述键盘信号处理芯片相连，所述键盘信号处理芯片与所述键盘相连，通过所述键盘信号处理芯片实现所述键盘按键与所述CPLD控制模块的连接控制；所述显示屏为3.5寸TFT液晶显示屏，自带显示处理芯片，直接与所述CPLD控制模块通信实现频率、功率、调制方式、带宽参数的显示。

3.根据权利要求1或2所述的数字式无线电监管系统，其特征在于：

所述激励源采用DDS芯片进行频率合成，其谐波经滤波放大后产生0～3GHz的信号，再利用多路电子开关和数字电位器调整相应频率的信号幅度。

4.根据权利要求1或2所述的数字式无线电监管系统，其特征在于：所述激励源实现方式，语音输入接口、电子音输入接口、亚音输入接口三种干扰形式通过单刀三掷开关选择一路，通过数字电位器和单刀多掷开关分别输入到DDS芯片和VCO芯片，所述VCO芯片与PLL芯片组合后根据工作频率范围要求选择一路或多路，最后通过数控衰减器输出；所述DDS芯片和所述PLL芯片的控制均由所述DSP数据处理模块和所述CPLD控制模块来实现。

5.根据权利要求4所述的数字式无线电监管系统，其特征在于：所述数控衰减器通过所述CPLD控制模块实现输出功率的稳定调节和功率控制。

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