CN217469953U - 一种现场可编程的跳频信号发生装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及跳频通信、信号测试技术领域，尤其涉及一种现场可编程的跳频信号发生装置，包括：所述PC终端用于对FPGA进行编程生成新的信号样式与跳频序列；所述跳频信号发生系统与PC终端建立数据通讯连接，所述跳频信号发生系统用于接收PC终端输出的信号样式与跳频序列对应的程序，所述跳频信号发生系统用于根据信号样式与跳频序列对不同的模拟目标做出相应的配置。本实用新型解决了目前跳频通信系统中信号源样式和跳频序列较为单一，难以构造复杂的战场电磁环境的问题，本实用新型可适用于跳频信号的发生，可以针对不同的模拟目标作不同的配置，使得模拟的电磁环境更加真实复杂，并且结构简单，构思新颖，通用性强。

Description

一种现场可编程的跳频信号发生装置

技术领域

本实用新型涉及跳频通信、信号测试技术领域，尤其涉及一种现场可编程的跳频信号发生装置。

背景技术

在通信干扰装备测试时，通常需要信号源作为模拟的干扰目标，以检测干扰装备的各项性能指标。

跳频通信系统具有优良的抗侦察、抗干扰性能，因此其在特种通信领域得到了广泛应用，作为侦察干扰方的电子对抗力量，而在日常训练中需要模拟特种通信装备的信号源作为目标。

当前用于训练的模拟目标，通常为封装好的产品，虽然技术指标符合要求，但信号样式和跳频序列较为单一，同时，目前真实的跳频通信系统信号源样式和跳频序列都是比较复杂的。在基础科目的训练中，往往很容易分辨出目标信号，难以构造复杂的训练场所电磁环境，使得训练效果大打折扣，不仅限制了训练模式和考核方式，而且还严重影响训练效果。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种现场可编程的跳频信号发生装置，解决了目前跳频通信系统中信号源样式和跳频序列较为单一，难以构造复杂的战场电磁环境的问题，本实用新型可适用于跳频信号的发生，可以针对不同的模拟目标作不同的配置，使得模拟的电磁环境更加真实复杂，并且结构简单，构思新颖，通用性强。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了如下技术方案：一种现场可编程的跳频信号发生装置，包括：

PC终端，所述PC终端用于对FPGA进行编程生成新的信号样式与跳频序列；

跳频信号发生系统，所述跳频信号发生系统与PC终端建立数据通讯连接，所述跳频信号发生系统用于接收PC终端输出的信号样式与跳频序列对应的程序，所述跳频信号发生系统用于根据信号样式与跳频序列针对不同的模拟目标做出相应的配置。

进一步地，所述跳频信号发生系统包括与PC终端连接的程序下载接口模块，还包括基带信号发生模块、跳频本振源模块、人机交互模块和电源模块；

所述程序下载接口模块分别与基带信号发生模块和跳频本振源模块连接，所述基带信号发生模块的基带信号输出通过基带信号线与跳频本振源模块的输入相连；

所述人机交互模块分别连接基带信号发生模块和跳频本振源模块的参数控制接口，所述电源模块分别连接基带信号发生模块、跳频本振源模块和人机交互模块并为其供应直流电源。

进一步地，所述基带信号发生模块和跳频本振源模块均内置有FPGA程序进行控制，所述程序下载接口模块分别与基带信号发生模块和跳频本振源模块中内置的FPGA程序下载接口相连，PC终端通过程序下载接口模块与两块FPGA的程序下载接口相连，人机交互模块可以向两块FPGA发送控制信号。

进一步地，所述跳频信号发生系统还包括作为载体的屏蔽罩，所述程序下载接口模块、基带信号发生模块、跳频本振源模块、人机交互模块和电源模块均封装在屏蔽罩中。

进一步地，所述基带信号发生模块采用FPGA和高速DAC产生基带信号，所述FPGA用于信道编码、交织、数字调制对码元信号处理；所述高速DAC用于产生模拟信号并通过基带信号线接入跳频本振源模块。

进一步地，所述跳频本振源模块采用FPGA和DDS产生跳频的本振信号，并通过混频器对基带信号进行上变频，再通过功放输出，所述FPGA用于产生跳频序列，所述DDS用于产生与跳频序列对应频点的本振信号。

进一步地，所述数据通讯连接包括以有线或无线的数据传输连接方式。

借由上述技术方案，本实用新型提供了一种现场可编程的跳频信号发生装置，至少具备以下有益效果：

1、本实用新型可适用于跳频信号的发生，可以针对不同的模拟目标作不同的配置，使得模拟的电磁环境更加真实复杂，并且结构简单，构思新颖，通用性强。

2、本实用新型通过人机交互模块可以向两块FPGA发送控制信号以选择预置的信号样式与跳频序列，选择预置的基带信号样式与跳频序列，也可以通过程序下载接口对FPGA进行编程生成新的信号样式与跳频序列，从而兼顾了灵活性与可操作性，提高了实用性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型跳频信号发生装置的原理框图；

图2为本实用新型跳频信号发生系统的原理框图；

图3为本实用新型通过人机交互模块直接控制工作的流程图；

图4为本实用新型通过程序下载接口烧写程序进行控制工作的流程图。

图中：100、PC终端；200、跳频信号发生系统；201、程序下载接口模块；202、基带信号发生模块；203、跳频本振源模块；204、人机交互模块；205、电源模块；206、屏蔽罩。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的用途主要是模拟跳频信号源，目前真实的跳频通信系统信号源样式和跳频序列都是比较复杂并且单一的，本实用新型具有两种工作模式，分别是通过人机交互模块204直接控制与通过程序下载接口模块201烧写程序进行控制，以下通过实施例一、二对两种工作模式进行阐述。

实施例一

图1-3为本实用新型的一个实施例：一种现场可编程的跳频信号发生装置，包括：PC终端100用于对FPGA进行编程生成新的信号样式与跳频序列；

跳频信号发生系统200与PC终端100建立数据通讯连接，数据通讯连接包括以有线或无线的数据传输连接方式，跳频信号发生系统200用于接收PC终端100输出的信号样式与跳频序列对应的程序，跳频信号发生系统200用于根据信号样式与跳频序列对不同的模拟目标做出相应的配置，使得模拟的电磁环境更加真实复杂，可适用于跳频信号的发生，可以针对不同的模拟目标作不同的配置，使得模拟的电磁环境更加真实复杂，并且结构简单，构思新颖，通用性强。

跳频信号发生系统200包括与PC终端100连接的程序下载接口模块201，还包括基带信号发生模块202、跳频本振源模块203、人机交互模块204和电源模块205，程序下载接口模块201分别与基带信号发生模块202和跳频本振源模块203连接，基带信号发生模块202的基带信号输出通过基带信号线与跳频本振源模块203的输入相连。

人机交互模块204分别连接基带信号发生模块202和跳频本振源模块203的参数控制接口，电源模块205分别连接基带信号发生模块202、跳频本振源模块203和人机交互模块204并为其供应直流电源，通过人机交互模块可以向两块FPGA发送控制信号以选择预置的信号样式与跳频序列，从而兼顾了灵活性与可操作性，提高了实用性，既可以通过人机交互模块选择预置的基带信号样式与跳频序列，也可以通过程序下载接口对FPGA进行编程生成新的信号样式与跳频序列，兼顾了灵活性与可操作性，从而提高了实用性。

人机交互模块206可以向FPGA发送控制信号，PC终端100可以通过程序下载接口模块201向FPGA烧写程序，基带信号发生模块202和跳频本振源模块203均内置有FPGA程序进行控制，程序下载接口模块201分别与基带信号发生模块202和跳频本振源模块203中内置的FPGA程序下载接口相连，PC终端100通过程序下载接口模块201与两块FPGA的程序下载接口相连，人机交互模块204可以向两块FPGA发送控制信号，跳频信号发生系统200还包括作为载体的屏蔽罩206，程序下载接口模块201、基带信号发生模块202、跳频本振源模块203、人机交互模块204和电源模块205均封装在屏蔽罩206中，屏蔽罩206能够对外部的干扰信号进行屏蔽，提高整个系统运行的稳定性，所有部件全都封装在屏蔽罩206内，外部可见接口包含电压电量显示屏、充电接头正负极、射频同轴接口、JTAG接口、人机模块LCD触摸屏。

基带信号发生模块202采用FPGA和高速DAC产生基带信号，FPGA用于信道编码、交织、数字调制对码元信号处理；高速DAC用于产生模拟信号并通过基带信号线接入跳频本振源模块203，跳频本振源模块203采用FPGA和DDS产生跳频的本振信号，并通过混频器对基带信号进行上变频，再通过功放输出，FPGA用于产生跳频序列，DDS用于产生与跳频序列对应频点的本振信号。

请参照图3，本实施例通过人机交互模块直接控制的工作过程如下：

S101、将所有子模块安装至屏蔽壳中，接通电源；

S102、操作人员通过人机交互模块选择基带信号样式与跳频序列；

S103、人机交互模块将所选信号样式与跳频序列对应的控制信号传输至基带信号发生模块与跳频本振源的内置FPGA；

S104、基带信号发生模块与跳频本振源的内置FPGA根据接受到的控制信号选择基带信号与跳频序列，输出射频信号，结束。

下面通过具体案例对上述的通过人机交互模块204直接控制工作进行验证，具体内容如下：

测量内容：通过人机交互模块204产生基于m序列的跳频序列与MSK调制的基带信号

信号发射时间：1ms；

跳频速率：100000hops/s；

当采用人机交互模块204产生基于m序列的跳频序列与MSK调制的基带信号时，装置中基带信号发生模块202采用QT7010B母板+QT7225子板，跳频本振源模块203采用BKS31，人机交互模块204采用STM32F103开发板，PC终端100采用Dell-G33579，将各部件按图1-2所示方式连接，该领域技术人员均能顺利实施。

当系统中各模块全部通上电之后，通过人机交互模块204选择基带信号为MSK调制，跳频序列为m序列，人机交互模块204将对应的控制信号传输至基带信号发生模块202和跳频本振源模块203内置的FPGA，两块FPGA根据接受到的控制信号输出基带信号与跳频序列。

使用本实用新型跳频信号发生装置产生的跳频信号序列为m序列且基带信号可进行MSK解调。

实施例二

请参照图4，本实施例通过程序下载接口模块201烧写程序进行控制的工作过程如下：

S201、将所有子模块安装至屏蔽壳中，接通电源；

S202、将计算机通过下载器与程序下载接口连接，在计算机中编写verilog程序，生成比特流烧写至基带信号发生模块与跳频本振源的内置FPGA；

S203、基带信号发生模块与跳频本振源的内置FPGA按照烧写的程序产生基带信号与跳频序列，输出射频信号，结束.

下面通过具体案例对上述的通过人机交互模块204直接控制工作进行验证，具体内容如下：

测量内容：通过程序下载接口模块201产生基于素数序列的跳频序列与QPSK调制的基带信号

信号发射时间：1ms

跳频速率：100000hops/s

当采用程序下载接口模块201产生基于素数序列的跳频序列与QPSK调制的基带信号时，装置中基带信号发生模块202采用QT7010B母板+QT7225子板，跳频本振源模块203采用BKS31，人机交互模块204采用STM32F103开发板，PC终端100采用Dell-G33579，将各部件按图1-2所示方式连接，该领域技术人员均能顺利实施。

当系统中各模块全部通上电之后，在计算机中编写verilog程序并生成比特流文件，通过程序下载接口模块201将程序烧写至基带信号发生模块202和跳频本振源模块203中内置的FPGA，两块FPGA根据程序内容输出相应的基带信号与跳频序列。

使用本实用新型跳频信号发生装置产生的跳频信号序列为素数序列且基带信号可进行QPSK解调。

本实施例所采用的跳频信号发生装置与上述实施例一所采用的跳频信号发生装置相同，并具有相同的功能以及有益效果，具体内容参见实施例一，再此不再详细阐述。

本实用新型可适用于跳频信号的发生，可以针对不同的模拟目标作不同的配置，使得模拟的电磁环境更加真实复杂，并且结构简单，构思新颖，通用性强。

本实用新型通过人机交互模块可以向两块FPGA发送控制信号以选择预置的信号样式与跳频序列，从而兼顾了灵活性与可操作性，提高了实用性。

本实用新型既可以通过人机交互模块选择预置的基带信号样式与跳频序列，也可以通过程序下载接口对FPGA进行编程生成新的信号样式与跳频序列，兼顾了灵活性与可操作性，从而提高了实用性。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种现场可编程的跳频信号发生装置，其特征在于，包括：

PC终端(100)，所述PC终端(100)用于对FPGA进行编程生成新的信号样式与跳频序列；

跳频信号发生系统(200)，所述跳频信号发生系统(200)与PC终端(100)建立数据通讯连接，所述跳频信号发生系统(200)用于接收PC终端(100)输出的信号样式与跳频序列对应的程序，所述跳频信号发生系统(200)用于根据信号样式与跳频序列针对不同的模拟目标做出相应的配置。

2.根据权利要求1所述的一种现场可编程的跳频信号发生装置，其特征在于：所述跳频信号发生系统(200)包括与PC终端(100)连接的程序下载接口模块(201)，还包括基带信号发生模块(202)、跳频本振源模块(203)、人机交互模块(204)和电源模块(205)；

所述程序下载接口模块(201)分别与基带信号发生模块(202)和跳频本振源模块(203)连接，所述基带信号发生模块(202)的基带信号输出通过基带信号线与跳频本振源模块(203)的输入相连；

所述人机交互模块(204)分别连接基带信号发生模块(202)和跳频本振源模块(203)的参数控制接口，所述电源模块(205)分别连接基带信号发生模块(202)、跳频本振源模块(203)和人机交互模块(204)并为其供应直流电源。

3.根据权利要求2所述的一种现场可编程的跳频信号发生装置，其特征在于：所述基带信号发生模块(202)和跳频本振源模块(203)均内置有FPGA程序进行控制，所述程序下载接口模块(201)分别与基带信号发生模块(202)和跳频本振源模块(203)中内置的FPGA程序下载接口相连。

4.根据权利要求2所述的一种现场可编程的跳频信号发生装置，其特征在于：所述跳频信号发生系统(200)还包括作为载体的屏蔽罩(206)，所述程序下载接口模块(201)、基带信号发生模块(202)、跳频本振源模块(203)、人机交互模块(204)和电源模块(205)均封装在屏蔽罩(206)中。

5.根据权利要求2或3或4所述的一种现场可编程的跳频信号发生装置，其特征在于：所述基带信号发生模块(202)采用FPGA和高速DAC产生基带信号，所述FPGA用于信道编码、交织、数字调制对码元信号处理；所述高速DAC用于产生模拟信号并通过基带信号线接入跳频本振源模块(203)。

6.根据权利要求2或3或4所述的一种现场可编程的跳频信号发生装置，其特征在于：所述跳频本振源模块(203)采用FPGA和DDS产生跳频的本振信号，所述FPGA用于产生跳频序列，所述DDS用于产生与跳频序列对应频点的本振信号。

7.根据权利要求1所述的一种现场可编程的跳频信号发生装置，其特征在于：所述数据通讯连接包括以有线或无线的数据传输连接方式。

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