基于FPGA的数字调频发射机技术研究

遥测是对相隔一定距离的对象的参量进行测量、并把测得结果传送到接收地点的一种测量系统。导弹研制阶段,利用无线通信技术将采集的信息传送到地面接收站,接收并解调出原始信号,便于科研工作者分析和改进技术。遥测是航空、航天设备实验和使用阶段都不可缺少的重要环节。当今世界各种新型战略战术武器、航天系统飞速发展,对于遥测的需求也日益增加。 遥测系统由发射机、发射天线、接收天线、接收机组成。就遥测发射系统而言,传统的模拟调制已经很成熟,模拟发射机是利用调制信号的变化来控制变容二极管的结电容容值的变化,从而改变压控振荡器的震荡频率来实现调频;模拟调制码速率、调制频偏都受变容二极管特性的限制,模拟调制功能单一、调制方式不可重组、单个系统调制频率不可改变,无法满足频率多变的需求;随着高速器件和软件无线电技术的发展,数字调制发射机具有调制中心频率可调、频偏可编程、调制方式可重组、调制码速率高、可实现较高的频响、可以与编码器合并扩展功能很强等优点,成为今后发射机的发展主流。本论文讨论了如何利用现场可编程器件FPGA结合Max+plusⅡ及VHDL语言,在遥测系统中实现了DDS+PLL+SSB模式的数字调制发射机。 数字发射机设计主要包括方案选择、系统设计、硬件电路实现及VHDL设计四个部分。论文中首先分析了目前遥测系统中使用的模拟调制发射机的不足及数字调制发射机的优点,确定了发射机的设计方案:第二章介绍了电子设计自动化工具及数字电路设计方法;第三章详细讨论了组成发射机的各个部分的原理设计;第四章着重讨论了各个部分的硬件电路实现、VHDL实现部分及设计的测试结果;最后总结了设计中需要进一步研究的问题。