论文研究-宽带信号监测平台中的放大电路设计 .pdf

随着无线通信技术的快速发展，无线信号的种类也日益增加。在民用通信领域，GSM，CDMA，蓝牙，ZigBee，以及TD-SCDMA等各种信号已经渗透到人们日常生活的方方面面。在频谱监测领域，无线信号的种类呈现爆炸式的增长，频谱变得越来越拥挤，拥挤的频谱中隐藏着大量的干扰信号，影响着各种无线电系统的正常工作；网络化的移动通信技术更让无线信号的监测变得困难重重；军用和民用产品的大量生产和使用，造成电磁兼容性问题非常多，使得系统间相互避免干扰和抗干扰的压力越来越大。因此，对于无线信号的监测也变得越发重要和困难。 在现代信号检测中，由于信号的类型复杂，表现为复杂的调制方式，如数字调制，跳频技术和多址技术，造成信号的频谱复杂；被测信号的频率未知，功率未知，出现的时间未知，持续的时间未知，对信号监测造成了极大的挑战。传统的硬件系统只是针对固定种类的信号进行监测，存在监测单一，升级困难的问题。本文设计的基于软件无线电的硬件系统针对这些不足进行了改进，可以通过在服务器上编程来对采集的数据进行各种信号处理，大大提高了灵活性。 本文主要介绍的是宽带信号监测平台中信号变频放大相关电路的设计。宽带信号监测平台是用于实时监测和分析频谱使用情况的通用无线信号检测分析系统（频谱检测系统）。设计中主要包括了以下几个方面： 1. 可变增益放大电路设计：这部分电路的设计是为了适应不同类型信号的功率需求，通过改变增益来放大信号至适当水平。 2. 时钟产生和合成电路设计：时钟电路在信号处理中起着至关重要的作用，它负责提供稳定的时钟信号以确保数据同步和处理的准确性。 3. 可变增益控制电路设计：增益控制电路能够实时调节放大器的增益，以便更好地适应信号的动态变化，提高系统性能。 4. 供电部分的设计：为整个监测平台提供稳定的电源，是保证设备可靠运行的基础。 本设计采用的关键词有通信技术、软件无线电、信号检测、电路设计和FPGA等。软件无线电（SDR）是一种通信体系结构，它将尽可能多的无线通信功能转移到软件中进行处理。这使得系统的升级、维护和功能扩展变得更容易实现，极大地提高了通信系统的灵活性和适应性。 FPGA（现场可编程门阵列）是一种可以通过编程来配置的数字逻辑集成电路，具有高度的可编程性和并行性，非常适合处理高速信号。 通过对上述几个关键部分的设计与实现，本研究旨在构建一个能够实时监测和分析宽带信号的监测平台，以应对当前频谱资源供需矛盾日益突出的现状，满足电磁环境复杂多变下的监测需求。该平台的建立对于频谱资源的合理配置、频谱监测管理以及电磁兼容性问题的解决都具有重要的理论和实际应用价值。