CN102571143B - 宽频带信号干扰系统 - Google Patents
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Abstract
本发明的宽频带信号干扰系统,涉及电子技术领域,旨在解决传统信号干扰系统存在频带较窄、跳频步进大、无多种调制方式和缺少输出功率自动校准功能等技术问题。本发明的宽频带信号干扰系统,由通信模块(1)、上下变频模块(2)、中频处理模块(4)和本振模块构成,其中本振模块包括本振模块一(5)和本振模块二(6);通信模块(1)由FPGA处理器、MCU处理器及EEPROM构成;MCU处理器与EEPROM连接,并设有SPI接口和外部音频输入接口。
Description
技术领域
本发明涉及电子技术领域,特别是一种应用于电子对抗、电磁干扰的宽频带信号干扰系统。
背景技术
信号干扰系统主要用于实现对对方通信进行压制和干扰,使对方通信受阻,现有的信号干扰系统主要存在频带较窄、跳频步进大、无多种调制方式等问题,另外也缺少输出功率自动校准功能。
发明内容
本发明旨在解决传统信号干扰系统存在频带较窄、跳频步进大、无多种调制方式和缺少输出功率自动校准功能等技术问题,以提供具有工作频带宽、细步进、具备多种调制方式、控制功能齐全、输出功率可自动校准等优点的宽频带信号干扰系统。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
本发明的宽频带信号干扰系统,由通信模块1、上下变频模块2、中频处理模块4和本振模块构成,其中本振模块包括本振模块一5和本振模块二6;通信模块1由FPGA处理器、MCU处理器及EEPROM构成;MCU处理器与EEPROM连接,并设有SPI接口和外部音频输入接口,其第一路输出分别连接中频处理模块4中的本振五14、本振模块一5中的本振一10、本振模块二6中的本振三12,第二路输出DA信号二DA2到中频处理模块4中的混频器四44,第三路输出DA信号一DA1到中频处理模块4中的混频器一41,第四路输出连接FPGA处理器的输入端;FPGA处理器的第一路输出Kz1信号到上下变频模块2中的功率衰减及校准电路一25、输出Kz2信号到上下变频模块2中的功率衰减及校准电路二35、输出Kg1信号到上下变频模块2中的开关一26和开关二29,第二路输出连接本振模块二6中的本振四13和本振模块一5中的本振二11,第三路输出串接中频处理模块4的直接数字频率合成器DDS一51、放大滤波电路一21、混频器一41、放大滤波电路二22后输出到混频器二42的一个输入端,混频器二42的另一个输入端连接本振模块一5的本振一10,混频器二42的输出端串接上下变频模块2中的滤波放大滤波电路一23、混频器三43、滤波放大滤波电路二24、功率衰减及校准电路一25后连接开关一26的输入端,开关一26的两个输出端分别连接滤波放大滤波电路三27和滤波放大滤波电路四28,后二者的输出端连接开关二29后向外输出信号一RF1;FPGA处理器的第四路输出串接中频处理模块4的直接数字频率合成器DDS二52、放大滤波电路三31、混频器四44、放大滤波电路四32后输出到混频器五45的一个输入端,混频器五45的另一个输入端连接本振模块二6的本振三12,混频器五45的输出端串接上下变频模块2中的滤波放大滤波电路五33、混频器六46、滤波放大滤波电路六34、功率衰减及校准电路二35和滤波放大滤波电路七36后向外输出信号二RF2;混频器三43的另一个端入端连接本振模块一5的本振二11;混频器六46的另一个端入端连接本振模块二6的本振四13;中频处理模块4的本振五14分别连接直接数字频率合成器DDS一51和直接数字频率合成器DDS二52的信号输入端。
本发明的宽频带信号干扰系统,其中所述放大滤波电路二22的工作频率为355-385MHz,滤波放大滤波电路一23的工作频率为2155-2185MHz,滤波放大滤波电路二24的工作频率为30-560MHz;开关一26连接滤波放大滤波电路三27的一路输出频段为30≤F≤130 MHz,连接滤波放大滤波电路四28的一路输出频段为130<F≤560 MHz;放大滤波电路四32的工作频率为255-285MHz,滤波放大滤波电路五33的工作频率为2055-2085MHz,滤波放大滤波电路六34的工作频率为560-1000MHz。
本发明的宽频带信号干扰系统,其中所述输出信号一RF1的工作频率为30-560MHz,输出信号二RF2的工作频率为560-1000MHz。
本发明的宽频带信号干扰系统,其中所述本振一10、本振三12和本振五14的工作频率为1800MHz,本振二11的工作频率为2200-2730MHz,本振四13的工作频率为2600-3070MHz。
本发明宽频带信号干扰系统的有益效果:具有工作频带宽、细步进、具备多种调制方式、控制功能齐全、输出功率可自动校准等优点。
附图说明
图1 本发明的电路原理图
图中标号说明:
1 通信模块、2 上下变频模块、4 中频处理模块、5 本振模块一、6 本振模块二、10 本振一、11 本振二、12 本振三、13 本振四、14 本振五、21 放大滤波电路一、22 放大滤波电路二、23 滤波放大滤波电路一、24 滤波放大滤波电路二、25 功率衰减及校准电路一、26 开关一、27 滤波放大滤波电路三、28 滤波放大滤波电路四、29 开关二、31 放大滤波电路三、32 放大滤波电路四、33 滤波放大滤波电路五、34 滤波放大滤波电路六、35 功率衰减及校准电路二、36 滤波放大滤波电路七、41 混频器一、42 混频器二、43 混频器三、44 混频器四、45 混频器五、46 混频器六、51 直接数字频率合成器DDS一、52 直接数字频率合成器DDS二、DA1 DA信号一、DA2 DA信号二、RF1 信号一、RF2 信号二
具体实施方式
本发明详细结构、应用原理、作用与功效,参照附图1,通过如下实施方式予以说明。
本发明宽频带信号干扰系统由通信模块1、上下变频模块2、中频处理模块4和本振模块构成,其中本振模块包括本振模块一5和本振模块二6;通信模块1由FPGA处理器、MCU处理器及EEPROM构成;MCU处理器与EEPROM连接,并设有SPI接口和外部音频输入接口,其第一路输出分别连接中频处理模块4中的本振五14、本振模块一5中的本振一10、本振模块二6中的本振三12,第二路输出DA信号二DA2到中频处理模块4中的混频器四44,第三路输出DA信号一DA1到中频处理模块4中的混频器一41,第四路输出连接FPGA处理器的输入端;FPGA处理器的第一路输出Kz1信号到上下变频模块2中的功率衰减及校准电路一25、输出Kz2信号到上下变频模块2中的功率衰减及校准电路二35、输出Kg1信号到上下变频模块2中的开关一26和开关二29,第二路输出连接本振模块二6中的本振四13和本振模块一5中的本振二11,第三路输出串接中频处理模块4的直接数字频率合成器DDS一51、放大滤波电路一21、混频器一41、放大滤波电路二22后输出到混频器二42的一个输入端,混频器二42的另一个输入端连接本振模块一5的本振一10,混频器二42的输出端串接上下变频模块2中的滤波放大滤波电路一23、混频器三43、滤波放大滤波电路二24、功率衰减及校准电路一25后连接开关一26的输入端,开关一26的两个输出端分别连接滤波放大滤波电路三27和滤波放大滤波电路四28,后二者的输出端连接开关二29后向外输出信号一RF1;FPGA处理器的第四路输出串接中频处理模块4的直接数字频率合成器DDS二52、放大滤波电路三31、混频器四44、放大滤波电路四32后输出到混频器五45的一个输入端,混频器五45的另一个输入端连接本振模块二6的本振三12,混频器五45的输出端串接上下变频模块2中的滤波放大滤波电路五33、混频器六46、滤波放大滤波电路六34、功率衰减及校准电路二35和滤波放大滤波电路七36后向外输出信号二RF2;混频器三43的另一个端入端连接本振模块一5的本振二11;混频器六46的另一个端入端连接本振模块二6的本振四13;中频处理模块4的本振五14分别连接直接数字频率合成器DDS一51和直接数字频率合成器DDS二52的信号输入端。
放大滤波电路二22的工作频率为355-385MHz,滤波放大滤波电路一23的工作频率为2155-2185MHz,滤波放大滤波电路二24的工作频率为30-560MHz;开关一26连接滤波放大滤波电路三27的一路输出频段为30≤F≤130 MHz,连接滤波放大滤波电路四28的一路输出频段为130<F≤560 MHz;放大滤波电路四32的工作频率为255-285MHz,滤波放大滤波电路五33的工作频率为2055-2085MHz,滤波放大滤波电路六34的工作频率为560-1000MHz。
输出信号一RF1的工作频率为30-560MHz,输出信号二RF2的工作频率为560-1000MHz。
本振一10、本振三12和本振五14的工作频率为1800MHz,本振二11的工作频率为2200-2730MHz,本振四13的工作频率为2600-3070MHz。
本发明宽频带信号干扰系统主要由带内外调制模式的中频处理模块4、上下变频模块2、本振模块、通信模块1等组成。中频处理模块4完成将各种模式调制信号调制为中心频率:255~285 MHz(30 MHz频段内任意256个频点跳频),送到变频模块后与本振模块经过两次变频后分30MHz~560MHz、560MHz~1000MHz两频段输出。
控制部分主要由MCU处理器、FPGA芯片、直接数字频率合成器DDS芯片及EEPROM芯片等组成。MCU处理器通过串行SPI接口与外部控制器通讯,接收跳频、调制等控制命令。MCU处理器内部AD转换器采集外部输入的音频调制信号,经处理后经内部DA转换器输出,再与直接数字频率合成器DDS一51和直接数字频率合成器DDS二52输出的270±15MHz中频信号进行调制,实现外部AM调制。
MCU处理器还可以自行产生1KHz的正弦波数据信号,经内部DA转换后输出模拟正弦波信号,再与直接数字频率合成器DDS一51和直接数字频率合成器DDS二52输出的中频信号进行调制,实现内部AM调制。
FPGA用于接收MCU处理器经过预处理的控制数据,控制直接数字频率合成器DDS一51和直接数字频率合成器DDS二52实现快速跳频及FSK、FM、BPSK、QPSK等各种调制。
采用多个本振产生固定频率和可变频率,以提供参考频率给直接数字频率合成器DDS一51和直接数字频率合成器DDS二52进行频率合成、提供给射频通道进行二级变频。
射频通道主要由两级混频电路、放大电路、滤波电路、用于校准和输出功率控制的衰减电路、开关电路等组成。由于需要30MHz~560MHz,560MHz~1000MHz两频段独立输出,射频链路需分为两路。
经实验验证,本发明宽频带信号干扰系统具有30MHz~1000MHz宽频带、细步进(1kHz)信号发生器,跳频时间可设置(5us ~1ms)。本发明采用直接数字频率合成器DDS技术实现内部FSK、BPSK、QPSK(调制信号为码率5MHz、10MHz、20MHz的伪随机码)、AM、FM调制,采用A/D、D/A变换及模拟乘法技术实现外部AM,FM(调制信号为音频信号,调频带宽为1kHz~150kHz,步进1kHz)调制。
本发明可实现多频点、多频段跳频、扫频输出,通过SPI、GPIB接口技术,PC计算机与信号发生器和频谱仪联机通讯,实现各频率输出功率的自动校准,并将校准参数自动保存到FLASH芯片。
本发明的结构设计部分,将电源、接收通道、数控本振、数字处理板等的设计尽量相互隔开,制作在不同的PCB上,分装在腔体的各个小腔体里。使整个高频部分与低频部分完全分开,这样可以避免各功能电路相互干扰,达到较好的屏蔽效果。
综上所述,本发明运用数字信号处理技术、直接数字频率合成器DDS技术、射频通道设计技术、频率源设计技术和腔体结构设计技术,采用了大规模集成电路减少了器件,提高了产品可靠性,本发明的宽频带信号干扰系统具有集成度高、体积小、工作宽频带、细步进、多种调制方式、控制功能齐全、输出功率自动校准等特点。
Claims (4)
1.宽频带信号干扰系统,其特征在于:由通信模块(1)、上下变频模块(2)、中频处理模块(4)和本振模块构成,其中本振模块包括本振模块一(5)和本振模块二(6);通信模块(1)由FPGA处理器、MCU处理器及EEPROM构成;MCU处理器与EEPROM连接,并设有SPI接口和外部音频输入接口,其第一路输出分别连接中频处理模块(4)中的本振五(14)、本振模块一(5)中的本振一(10)、本振模块二(6)中的本振三(12),第二路输出DA信号二(DA2)到中频处理模块(4)中的混频器四(44),第三路输出DA信号一(DA1)到中频处理模块(4)中的混频器一(41),第四路输出连接FPGA处理器的输入端;FPGA处理器的第一路输出Kz1信号到上下变频模块(2)中的功率衰减及校准电路一(25)、输出Kz2信号到上下变频模块(2)中的功率衰减及校准电路二(35)、输出Kg1信号到上下变频模块(2)中的开关一(26)和开关二(29),第二路输出连接本振模块二(6)中的本振四(13)和本振模块一(5)中的本振二(11),第三路输出串接中频处理模块(4)的直接数字频率合成器DDS一(51)、放大滤波电路一(21)、混频器一(41)、放大滤波电路二(22)后输出到混频器二(42)的一个输入端,混频器二(42)的另一个输入端连接本振模块一(5)的本振一(10),混频器二(42)的输出端串接上下变频模块(2)中的滤波放大滤波电路一(23)、混频器三(43)、滤波放大滤波电路二(24)、功率衰减及校准电路一(25)后连接开关一(26)的输入端,开关一(26)的两个输出端分别连接滤波放大滤波电路三(27)和滤波放大滤波电路四(28),后二者的输出端连接开关二(29)后向外输出信号一(RF1);FPGA处理器的第四路输出串接中频处理模块(4)的直接数字频率合成器DDS二(52)、放大滤波电路三(31)、混频器四(44)、放大滤波电路四(32)后输出到混频器五(45)的一个输入端,混频器五(45)的另一个输入端连接本振模块二(6)的本振三(12),混频器五(45)的输出端串接上下变频模块(2)中的滤波放大滤波电路五(33)、混频器六(46)、滤波放大滤波电路六(34)、功率衰减及校准电路二(35)和滤波放大滤波电路七(36)后向外输出信号二(RF2);混频器三(43)的另一个端入端连接本振模块一(5)的本振二(11);混频器六(46)的另一个端入端连接本振模块二(6)的本振四(13);中频处理模块(4)的本振五(14)分别连接直接数字频率合成器DDS一(51)和直接数字频率合成器DDS二(52)的信号输入端。
2.根据权利要求1所述的宽频带信号干扰系统,其特征在于:所述放大滤波电路二(22)的工作频率为355-385MHz,滤波放大滤波电路一(23)的工作频率为2155-2185MHz,滤波放大滤波电路二(24)的工作频率为30-560MHz;开关一(26)连接滤波放大滤波电路三(27)的一路输出频段为30≤F≤130MHz,连接滤波放大滤波电路四(28)的一路输出频段为130<F≤560MHz;放大滤波电路四(32)的工作频率为255-285MHz,滤波放大滤波电路五(33)的工作频率为2055-2085MHz,滤波放大滤波电路六(34)的工作频率为560-1000MHz。
3.根据权利要求1所述的宽频带信号干扰系统,其特征在于:所述输出信号一(RF1)的工作频率为30-560MHz,输出信号二(RF2)的工作频率为560-1000MHz。
4.根据权利要求1所述的宽频带信号干扰系统,其特征在于:所述本振一(10)、本振三(12)和本振五(14)的工作频率为1800MHz,本振二(11)的工作频率为2200-2730MHz,本振四(13)的工作频率为2600-3070MHz。
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