宽带阵列接收机高速背板设计开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1 研究目的及意义

软件无线电的概念是在1992年的全美远程系统会议上被提出来的。其定义为：软件无线电基于一个硬件平台，其模/数转换应该尽量靠近天线，而将尽可能多的无线通信功能以软件的方式来实现。软件无线电是一个开放结构，它代表着一个软件可重构的无线电体系，它的可重构性主要体现在其射频(rf)、中频(if)以及基带信号处理都可以通过软件编程来实现并进行控制。硬件平台可以在经过adc电路采样变成数字信号后使用可编程的数字信号处理芯片来实现[8]。

近年来随着软件无线电技术的快速发展，它的开放性、灵活性等优点越来越引起人民的重视，将软件无线电技术接入到各种军用和民用的移动通信网，其各项技术已经在国外得到了迅速发展。与传统的各信道由模拟滤波器进行信道分离后分别再由窄带adc进行模/数变换完全不同，数字中频接收机是对射频信号经由模拟下变频后得到的中频(if)进行直接采样，然后在数字域完成下变频、阵列校准补偿、协方差矩阵计算、doa估计等处理。数字中频接收机的优点有：(1) 减少了由模拟电路所带来的温漂、直流漂移、增益变化及非线性失真等影响；(2) 在中频域进行采样，可保留信号中更多的信息；(3) 采用数字混频方法，i/q幅相误差极小，避免了在模拟混频过程中产生的寄生信号和交调失真；(4) 成本低，体积小，重量轻，生产与调试方便[11]。

2. 研究的基本内容与方案

本文所设计的背板作用为:(1)对8元宽带阵列数字中频接收机的固定衰减器、可调衰减器、预选器开关、接收通道第一本振进行控制与配置；(2) 对背板自身的本振进行配置以产生adc采样时钟及阵列校准信号；(3) 接收gps信号，输出1pps脉冲和utc信息，利用锁相环调整本地时钟，为系统提供高稳定基准时钟。

背板硬件技术方案为：背板以xc6slx150-3fgg484c芯片为核心,采用prom芯片xcf08pfsg48c、xcf32pfsg48c搭建了fpga芯片的配置电路,以压控锁相环、gps、串口为主要外设完成了系统的整体硬件设计，具体硬件设计电路包括：电源模块、阵列校准信号模块、adc采样时钟模块、prom存储器模块、串口收发模块、jtag接口和高速同步数字时钟模块。首先进行fpga电源电路、配置电路及压控锁相环电路的设计；然后对串口收发电路和高速同步数字时钟电路进行设计；最后完成整个背板的电源电路设计。而8元宽带阵列数字中频接收机通过背板上预留的8个槽位与背板进行物理连接，接收来自背板的控制与配置信号。

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，明确研究内容，学习毕业设计研究内容所需理论的基础。确定毕业设计方案，完成开题报告。

第4－5周：熟悉掌握基本理论，完成英文资料的翻译及背板原理图的设计。

第6－9周：利用altium designer进行背板pcb的设计。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 罗进川，朱然刚，邓武振. 基于宽带阵列的数字信道化接收机设计与实现[b].中电集团38所，2012.

[2] 向海生，杨宇宸，夏润梁. 基于多波束网络的宽带阵列接收系统[a].中电集团38所，2018.

[3] 李常中. 30mhz-8ghz宽带接收机前端设计研究[d].南京邮电大学，2018.