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射頻信號(hào)分析儀的應(yīng)用案例


時(shí)間:2017-12-27 作者:儀商網(wǎng)
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航空通訊和導(dǎo)航系統(tǒng)信號(hào)頻域?qū)挘{(diào)制方式多樣,測(cè)量參數(shù)復(fù)雜,利用現(xiàn)有的測(cè)量儀器難以包羅更多的應(yīng)用領(lǐng)域。利用虛擬儀器和軟件無線電技術(shù),使用通用化的射頻硬件模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,依托PXI總線的高速數(shù)據(jù)吞吐能力,對(duì)射頻基帶信號(hào)進(jìn)行軟件數(shù)據(jù)處理,可以實(shí)現(xiàn)各種調(diào)制方式的解調(diào)和任意參數(shù)的測(cè)量。

軟件無線電

軟件無線電(Software Defined Radio,簡(jiǎn)稱 SDR),就是采用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù),在可編程控制的通用硬件平臺(tái)上,利用軟件來定義實(shí)現(xiàn)無線電臺(tái)的各部分功能:包括前端接收、中頻處理以及信號(hào)的基帶處理等等。即整個(gè)無線電臺(tái)從高頻、中頻、基帶直到控制協(xié)議部分全部由軟件編程來完成。

其核心思想是在盡可能靠近天線的地方使用寬帶的"數(shù)字/模擬"轉(zhuǎn)換器,盡早地完成信號(hào)的數(shù)字化,從而使得無線電臺(tái)的功能盡可能地用軟件來定義和實(shí)現(xiàn)。總之,軟件無線電是一種基于數(shù)字信號(hào)處理(DSP)芯片,以軟件為核心的嶄新的無線通信體系結(jié)構(gòu)。

NI PXI-5660 射頻信號(hào)分析儀

NI PXI- 5660 射頻信號(hào)分析儀是虛擬儀器和軟件無線電技術(shù)的綜合體現(xiàn)。如圖 1 所示,PXI-5660 射頻分析儀式由 PXI-5600 射頻信號(hào)下變頻器和 PXI-5620數(shù)字化儀組合而成。下變頻器和數(shù)字化儀為通用的硬件,可以對(duì) 9kHz 至 2.7GHz的各種 RF 信號(hào)進(jìn)行測(cè)量。





如圖 2 所示,射頻信號(hào)接入下變頻器轉(zhuǎn)換為 5M-15MHz 的中頻信號(hào)后輸出至數(shù)字化儀,數(shù)字信號(hào)經(jīng) PXI 總線傳入計(jì)算機(jī),之后的信號(hào)解算和射頻參數(shù)分析全部轉(zhuǎn)為數(shù)字信號(hào)處理范疇的工作,即由軟件完成。NI 提供模塊化軟件工具包,用戶可以方便的完成從底層到高層的軟件開發(fā)工作。如圖 3 所示。


應(yīng)用實(shí)例:導(dǎo)航系統(tǒng)信號(hào)測(cè)量

航空近程無線電導(dǎo)航系統(tǒng)由機(jī)載設(shè)備和地面臺(tái)組成極坐標(biāo)式導(dǎo)航系統(tǒng)。系統(tǒng)工作于 L 波段(962M-1213MHz)。地面臺(tái)發(fā)射的導(dǎo)航信號(hào)為超高頻載波被 15Hz和 135Hz 正弦合成信號(hào)進(jìn)行幅度調(diào)制,再進(jìn)行脈沖調(diào)制而成。方位信息即為 15Hz和 135Hz 信號(hào)與基準(zhǔn)脈沖的相位差。

對(duì)于此導(dǎo)航信號(hào)的測(cè)量,在信號(hào)采集階段,首先以載波頻率設(shè)定下變頻器的中心頻率等參數(shù),再進(jìn)行中頻數(shù)字化;信號(hào)分析階段首先要提取信號(hào)包絡(luò),然后在時(shí)域進(jìn)行相位計(jì)算。如圖 4,圖 5 所示。



結(jié)束語

航空無線電領(lǐng)域占用頻段十分寬闊(10KHz-9400MHz),信號(hào)調(diào)制方式多樣。目前普遍的做法是不同的系統(tǒng)用不同的測(cè)試設(shè)備,彼此間較少通用。而應(yīng)用軟件無線電的概念,用通用化的硬件和開放的軟件環(huán)境,可以為研究開發(fā)提供通用無線平臺(tái),降低開發(fā)成本和周期;降低投資風(fēng)險(xiǎn),提高經(jīng)濟(jì)效益;為最終用戶提供了一個(gè)通用的終端設(shè)備平臺(tái)。


關(guān)鍵詞:測(cè)量 儀器 射頻信號(hào)分析儀 軟件無線    瀏覽量:910

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