基于FPGA的软件无线电中频数字接收机技术研究

• 作 者: 黄欣
• 机 构: 中国科学院大学
• 出 处: 中国科学院研究生院 中国科学院大学
• 发表日期: 2009年期

射电观测是人类观测和研究天体的一个十分重要的领域，建设中的厘米-分米波段太阳射电频谱日像仪将为中国在该波段上开展高空间、高时间和高频率分辨率日冕大气探测、为太阳活动的动力学特性研究提供一项开创性的手段。日像仪要求在大频带跨度内对多个频段的太阳射电观测信号进行多天线阵相干接收和复相关处理，在完成日像仪中频接收机预研任务时，必须解决任务要求的信号处理速度和配置的灵活性问题。　　
软件无线电由于其开放性、灵活性的特点，已经被越来越广泛的应用到雷达、通信等各种无线电系统中。作为软件无线电的核心技术之一，数字接收机技术也得到了越来越普遍的应用。　　
本论文对中频数字接收机在射电观测领域的应用研究进行了探索和创新。着重研究了基于软件无线电的射电频谱日像仪中频数字接收技术，深入探讨了各种高效数字下变频电路结构，完成了符合任务性能需求的高效、高集成度、可灵活配置的并行多频段中频数字接收方案设计，并通过Matlab仿真验证了方案的可行性，最后给出了方案的FPGA实现。本论文的主要工作成果包括：　　
1、结合任务要求，深入研究了中频数字接收机结构、信号采样、信号抽取、正交解调算法、FIR滤波器设计，提出一种并行高效数字下变频结构设计，突破资源限制的瓶颈；发挥软件无线电的优势，论证并选定适用于日像仪数字接收机的模块架构。　　
2、完成了基于FPGA的高集成度日像仪数字接收机方案设计，并通过理论分析和计算机仿真实验验证该方案的合理性和可行性。在此基础上，提出了太阳射电日像仪系统中频数字接收方案。