【摘 要】
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信号源作为电子和通信设备的核心部件,其信号相参性能直接影响卫星定位精度、雷达测速测距准确度以及抗干扰性能,随着新一代无线移动通信产业蓬勃发展,信号源的应用场景逐渐扩大,多通道相参信号源结构设计的灵活性亟待提高。软件定义架构是一种面向用户分层设计的架构,用户可以通过该架构的上层应用软件与底层硬件资源进行交互,具有较好的灵活性。本文设计了一种将软件定义架构与信号源结构设计和相参性能仿真结合的方案,并在
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信号源作为电子和通信设备的核心部件,其信号相参性能直接影响卫星定位精度、雷达测速测距准确度以及抗干扰性能,随着新一代无线移动通信产业蓬勃发展,信号源的应用场景逐渐扩大,多通道相参信号源结构设计的灵活性亟待提高。软件定义架构是一种面向用户分层设计的架构,用户可以通过该架构的上层应用软件与底层硬件资源进行交互,具有较好的灵活性。本文设计了一种将软件定义架构与信号源结构设计和相参性能仿真结合的方案,并在此基础上进一步研究如何提高其相参性以及灵活性,主要研究内容如下:基于信号合成理论在相关仿真平台进行信号源核心组件的建模,对建立的PLL、DDS、分频器、混频器和倍频器各组件模型进行仿真测试,结果表明各模型能够正常运行,通过计算并分析各模型输出信号的相位噪声,结果符合信号合成理论的推导,表明各模型可以模拟信号源组件的实际相位噪声特性。利用上述信号源组件模型搭建多通道相参信号合成框架,涵盖典型的DDS驱动PLL架构、DDS+PLL环内混频架构和DDS+整数PLL环外混频架构,针对DDS+整数PLL环外混频架构频率锁定状态不佳和相位噪声较为严重的问题,设计了DDS+小数PLL环外混频架构和PLL驱动DDS环外混频架构,测试结果表明基于该信号合成框架设计的多通道信号合成器具有较低的相位噪声。在多通道相参信号合成框架基础上,结合软件定义架构思想设计了软件定义多通道信号合成架构,该架构分为三层,上层应用层负责与用户进行直接交互,中层虚拟层负责提供对底层模块的调用逻辑,底层基础设施层包含了所有的仿真模型供上层调用,该架构实现了用户到多通道相参信号合成基本结构的简单交互,提高了整个系统的灵活性和可重构性。开发了基于软件定义多通道相参信号合成架构的多通道相参信号合成优化设计系统,该系统实现了单通道的手动参数输入模式、自动参数计算模式以及多通道的参数计算和相参性能优化功能,测试结果表明该软件具有实际可操作性和鲁棒性,功能较为完善,能够为多通道相参信号合成器的设计提供前仿真功能,从而达到优化多通道信号源相参性能的目标。
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