基于DSP+DUC的短波阵列信号产生器

    为了在实行室中得到短波天线阵列信号，应用DSP芯片和DUC芯片(数字上变频器)计划了一个实用电路短波阵列信号产生器，模仿实现了短波九元天线阵的多种阵型、差别来波方向及存在同频多信号时的阵列输出信号。
　　Ａｂｓｔｒａｃｔ：To obtain the high frequency (HF) array signals,an applied circuit called HF array signals generator is designed using DSP and DUC(Digital Up Converter).The generator simulates the generation of output signals of 9-element arrays with different array format,different direction of arrival (DOA) and existing cochannel signals respectively.
　　
    一、小序
　　
    阵列信号处理惩罚作为数字信号处理惩罚范畴的一个紧张分支，遍及应用于雷达、声纳、通讯、地动勘察和医用成像等浩繁范畴；短波频段则常用于短波测向和波束合成技能。
　　在短波频段，阵列信号处理惩罚配置通常包括短波天线阵、短波多波道吸取机、后端阵列信号处理惩罚机3个重要构成部分。此中，短波天线阵吸取空间短波信号，短波吸取机对HF信号作模仿下变频，阵列信号处理惩罚机则对短波多波道吸取机输出信号作数字采样并举行相应的阵列信号处理惩罚算法，给出终极运算结果。
　　短波天线阵由于短波频段的限定，通常天线单位的体积比较大，天线阵的孔径也比较大，占地每每近十亩；并且为了到达比较好的吸见结果，短波天线阵对周边电磁环境的请求也相称高。这都给短波阵列信号处理惩罚机研制进程中的调试和试验带来了极大的不便，同时也很倒霉于阵列信号处理惩罚机针对差别阵列流型短波信号的种种DSP算法研究和验证。
　　
    针对短波阵列信号处理惩罚配置研制、调试的实际环境，笔者选用数字信号处理惩罚器芯片（DSP）和数字上变频器芯片（Digital UpConverter,DUC）计划了一个模仿短波天线阵输出信号的阵列信号产生器，可以在实行室环境下代替短波天线阵，孕育产生种种差别阵列流型相映射的短波阵列信号，提供阵列信号处理惩罚机DSP算法的调试和验证条件。 

    二、计划思路
　　
    根据计划构思，本阵列信号产生器应该可以或许机动地孕育产生映射差别阵列情势（携带有差别阵列情势映射的幅度差和相位差）、根本包围1～30MHz频段范畴的短波阵列信号。
　　要是采取传统的模仿上变频电路实现射频输出，很难餍足计划构思，因此笔者采取软件无线电的头脑，选用了数字上变频器（DUC），在数字域作上变频，然后通过D/A更改孕育产生短波高频模仿信号。为了实现差别阵列情势所带来的幅度差和相位差，笔者选用了DSP芯片，在数字域对多个信号参加差别的幅度及相位差。
　　
    如图1所示，阵列信号产生器的总体计划思路为：以DSP和DUC为内核，利用外部音频信号输入的A/D采样数据作为调制信号数据，由DSP对预制的载波信号（较低频率）作数字调制运算，并根据可选的差别阵列流型对已调数字信号分别加上9个差别的幅度差和相位差后，经FPGA分别送到9个DUC中，经数字上变频及D/A更改后输出9路短波阵列信号。