CN103647560A - 可动态重构的直接数字合成干扰机及动态配置方法 - Google Patents

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宁涛
肖聪
王润洪
宁昕
欧阳晨曦
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Abstract

本发明公开了一种可动态重构的直接数字合成干扰机，它包括ARM控制器、FPGA控制器、配置电路、多个数模转换器、频率合成器和放大衰减器，上位机与ARM控制器通过通信网络连接，ARM控制器和配置电路分别与FPGA控制器相连，各数模转换器分别与FPGA控制器的数字基带信号输出端相连，各数模转换器的模拟信号输出端分别与放大衰减器相连，放大衰减器通过天线发射信号，FPGA控制器还通过频率合成器与各数模转换器相连；动态配置方法：ARM控制器接收上位机发来的配置文件，并发送到FPGA控制器中，针对不同的应用和场景，动态更改配置。本发明能使FPGA控制器实时动态更改配置，实现新的功能及性能，灵活性强，性价比高，能有效降低成本；且便于远程监测和管理设备。

Description

可动态重构的直接数字合成干扰机及动态配置方法
技术领域
本发明涉及一种干扰机，特别是涉及可动态重构的直接数字合成干扰机及动态配置方法。
背景技术
无线电干扰机是一种通过发射强功率的电磁信号，压制非法的同频无线通信信号，使得工作在该频率上的通信设备无法正常工作的大功率无线电发射设备。
采用直接数字合成的方式产生所需的射频信号是无线电发展的一个方向。数字合成的优势是稳定性好，实现灵活。但是该方式所需的硬件资源非常多，由于成本功耗等的原因，往往一个产品只能实现有限的几个功能。
而在无线电频谱监测管理系统中，往往需要根据被压制信号的特征来确定干扰信号的频率，调制方式，功率等等特征。现有的干扰机由于硬件资源有限，导致产生的功能受限，功能固定，灵活性较差，针对不同的应用和场景，需要更换不同功能及性能的设备，不仅使得设备成本高，人工费用也很高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可动态重构的直接数字合成干扰机及动态配置方法，利用ARM控制器远程接收并下载上位机传送的配置文件，并发送给FPGA控制器，使FPGA控制器实时动态更改配置，实现新的功能及性能，灵活性强，性价比高，能有效降低设备成本及人工成本；利用ARM控制器远程传送设备的工作状态给上位机，便于远程监测和管理设备。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：可动态重构的直接数字合成干扰机，它包括ARM控制器、FPGA控制器、配置电路、多个数模转换器、频率合成器和放大衰减器，上位机与ARM控制器通过通信网络连接，ARM控制器和配置电路分别通过总线与FPGA控制器相连，各数模转换器分别与FPGA控制器的数字基带信号输出端相连，各数模转换器的模拟信号输出端分别与放大衰减器相连，放大衰减器通过天线发射信号，FPGA控制器还通过频率合成器与各数模转换器相连。
ARM控制器负责管理网络接口，通过通信网络接收从远端上位机发来的配置文件，并将下载的配置文件发送至FPGA控制器；FPGA控制器用于根据配置文件产生不同性能和功能的数字基带信号，完成各个通道的数字基带信号的调制，以及控制频率合成器和放大衰减器的工作；数模转换器负责将FPGA控制器输出的数字基带信号转换成模拟信号；放大衰减器负责完成信号的平坦度调整以及信号的放大；频率合成器用于完成固定频率信号输出。
可动态重构的直接数字合成干扰机还包括缓冲器，缓冲器设置于频率合成器与数模转换器之间，用于完成固定频率信号的分配，频率合成器的输出端通过缓冲器连接各数模转换器。
可动态重构的直接数字合成干扰机动态配置方法，它包括如下步骤：
S1：ARM控制器接收并下载远端上位机发来的配置文件，并将配置文件发送至FPGA控制器；
S2：FPGA控制器根据配置文件，动态更改内部配置，结合内部硬件，产生不同性能和功能的数字基带信号，同时，产生频率合成器和放大衰减器的控制信号；
S3：频率合成器输出固定频率的信号，通过缓冲器提供给各数模转换器，多个数模转换器分别对数字基带信号进行数模转换及上变频，产生所需的射频信号，射频信号经过放大衰减器的处理后，通过天线发射出去。
所述的配置文件包括配置命令和数据。
可动态重构的直接数字合成干扰机动态配置方法还包括一个FPGA控制器将设备运行数据通过ARM控制器远程发送至上位机的步骤。 
本发明的有益效果是：通过ARM控制器远程接收并下载上位机传送的配置命令及数据，并发送给FPGA控制器，针对不同的应用和场景，使FPGA控制器可以实时动态配置，在同一硬件平台上，便可实现丰富和灵活的功能及性能，灵活性强，性价比高，无需根据不同功能更换硬件设备，降低了成本；另外，通过ARM控制器可将各设备的工作状态远程传送给上位机，便于远程监测和管理设备。 
附图说明
图1为本发明干扰机的原理框图；
图2为本发明的方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1所示，可动态重构的直接数字合成干扰机，它包括ARM控制器、FPGA控制器、配置电路、多个数模转换器、频率合成器和放大衰减器，上位机与ARM控制器通过通信网络连接，通信网络采用以太网，ARM控制器和配置电路分别通过总线与FPGA控制器相连，各数模转换器分别与FPGA控制器的数字基带信号输出端相连，各数模转换器的模拟信号输出端分别与放大衰减器相连，放大衰减器通过天线发射信号，FPGA控制器还通过频率合成器与各数模转换器相连。
ARM控制器负责管理网络接口，通过以太网接收从远端上位机发来的配置文件，并将下载的配置文件通过总线发送至FPGA控制器，实现动态更新配置；FPGA控制器用于根据配置文件，通过数字滤波器、DDS（直接数字化频率合成器）、各种调制算法，产生不同性能和功能的数字基带信号，完成各个通道的数字基带信号的调制，以及控制频率合成器和放大衰减器的工作；数模转换器采用AD9739，负责将FPGA控制器输出的数字基带信号转换成模拟信号；放大衰减器负责完成信号的平坦度调整以及信号的放大；频率合成器采用ADF4350，用于完成2.4GHz信号输出。
作为优选的，可动态重构的直接数字合成干扰机还包括缓冲器，缓冲器采用ADCLK946，设置于频率合成器ADF4350与数模转换器AD9739之间，用于完成2.4GHz信号的分配，频率合成器ADF4350的输出端通过缓冲器ADCLK946连接各数模转换器AD9739。
如图2所示，可动态重构的直接数字合成干扰机动态配置方法，它包括如下步骤：
S1：ARM控制器接收并下载远端上位机发来的配置文件，并将配置文件发送至FPGA控制器，配置文件包括配置命令和数据；
S2：FPGA控制器根据配置文件，动态更改内部配置，结合内部硬件，产生不同性能和功能的数字基带信号，同时，产生频率合成器和放大衰减器的控制信号；
S3：频率合成器根据控制信号输出2.4GHz的信号，通过缓冲器提供给各数模转换器，多个数模转换器分别对数字基带信号进行数模转换及上变频，产生所需的射频信号，射频信号经过放大衰减器的处理后，通过天线发射出去。
可动态重构的直接数字合成干扰机动态配置方法还包括一个FPGA控制器将设备运行数据通过ARM控制器远程发送至上位机的步骤，便于上位机远程监测和管理设备。 

Claims (5)

1.可动态重构的直接数字合成干扰机，其特征在于：它包括ARM控制器、FPGA控制器、配置电路、多个数模转换器、频率合成器和放大衰减器，上位机与ARM控制器通过通信网络连接，ARM控制器和配置电路分别通过总线与FPGA控制器相连，各数模转换器分别与FPGA控制器的数字基带信号输出端相连，各数模转换器的模拟信号输出端分别与放大衰减器相连，放大衰减器通过天线发射信号，FPGA控制器还通过频率合成器与各数模转换器相连；
ARM控制器负责管理网络接口，通过通信网络接收从远端上位机发来的配置文件，并将下载的配置文件发送至FPGA控制器；FPGA控制器用于根据配置文件产生不同性能和功能的数字基带信号，完成各个通道的数字基带信号的调制，以及控制频率合成器和放大衰减器的工作；数模转换器负责将FPGA控制器输出的数字基带信号转换成模拟信号；放大衰减器负责完成信号的平坦度调整以及信号的放大；频率合成器用于完成固定频率信号输出。
2.根据权利要求1所述的可动态重构的直接数字合成干扰机，其特征在于：它还包括缓冲器，缓冲器设置于频率合成器与数模转换器之间，用于完成固定频率信号的分配，频率合成器的输出端通过缓冲器连接各数模转换器。
3.可动态重构的直接数字合成干扰机动态配置方法，其特征在于：它包括如下步骤：
S1：ARM控制器接收并下载远端上位机发来的配置文件，并将配置文件发送至FPGA控制器；
S2：FPGA控制器根据配置文件，动态更改内部配置，结合内部硬件，产生不同性能和功能的数字基带信号，同时，产生频率合成器和放大衰减器的控制信号；
S3：频率合成器输出固定频率的信号，通过缓冲器提供给各数模转换器，多个数模转换器分别对数字基带信号进行数模转换及上变频，产生所需的射频信号，射频信号经过放大衰减器的处理后，通过天线发射出去。
4.根据权利要求3所述的可动态重构的直接数字合成干扰机动态配置方法，其特征在于：所述的配置文件包括配置命令和数据。
5.根据权利要求3所述的可动态重构的直接数字合成干扰机动态配置方法，其特征在于：它还包括一个FPGA控制器将设备运行数据通过ARM控制器远程发送至上位机的步骤。
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