基于RFSoC的超宽带数字接收机设计

现代雷达越来越向小型化、智能化、多功能化方向发展,宽带数字化相控阵已成为雷达发展的必然趋势。文中介绍了当前的宽带数字接收机架构,中频数字化和射频数字化接收机的基本原理和发展需求。结合当前微电子技术及信号处理器件的发展,直接对射频信号进行处理已成为可能。为实现基于射频数字化的超宽带数字接收机设计,文中给出了一种基于RFSoC技术的超宽带数字接收机设计。该接收机可实现直接射频采样和宽带任意波形产生,瞬时带宽可支持2 GHz,测试指标满足雷达、电子战应用需求。基于RFSoC技术的超宽带数字接收机具备多通道、低成本、低功耗的优点,在雷达、电子战设备及综合射频系统中将获得广泛应用。

RFSoC动态重配置技术的研究与实现

通过研究基于RFSoC平台实现了一种可靠的用于镜像升级的Multiboot方案。在不使用仿真器且系统不需要断电的情况下,使用串口发送指令使RFSoC实现动态重配置。同时有效保证在镜像升级失败时,通过Multiboot功能使芯片从备份镜像启动,避免硬件宕机。通过大量的实验验证,该方法动态重配置过程耗时短,且未出现配置失败情况,性能稳定可靠。在FPGA嵌入式应用开发中,具有很好的工程应用价值。

基于RFSoC的可重配置SAR收发模块设计与实现

数字收发模块包括信号的产生、采集及预处理等功能模块,在合成孔径雷达系统中具有重要作用。传统收发模块设计方案存在工作模式单一、通用性和灵活性较差等缺陷。针对上述问题,该文提出了一种基于射频片上系统的可重配置数字收发模块,将射频转换器、可编程逻辑以及片上处理器集成在单个芯片内,结合动态部分可重配置策略,能够根据需求实时调整转换速率,在极大提升了模块集成度、灵活性和通用性的同时,降低了系统的体积与功耗。

基于RFSoC的4GHz频谱仪设计

介绍了一种基于RFSoC的4GHz频谱仪的设计。该频谱仪采用扫频工作原理,包括扫频本振LO1、固定本振LO2、混频、滤波等射频电路,以及DDC,CPU,FLASH,RAM等数字电路。利用CPU实现对LO1的扫频控制、功率电平计算以及数据通讯。RFSoC加上少量外围器件,即可完成整个扫频和信号处理流程。得益于SoC和DDC的成功运用,该频谱仪具有硬件简单、功能灵活、功耗低的特点。

基于RFSoC芯片的多路射频信号记录回放系统设计与应用

本文提出基于RFSoC芯片开发的多路射频信号记录回放系统,阐述了该系统的技术原理,介绍了该系统的应用情况,并针对该系统的记录回放功能在50~2 150 MHz频段进行了测试,为广播电视监测行业有效利用原始射频信号提供了实施方案。

基于虚实协同的雷达模型驱动系统设计

随着大算力、高集成的集成电路的发展,带宽雷达也得到了迅速发展,雷达导引头的瞬时带宽由1GHz提升至2GHz。为模拟真实的战场电磁环境,构建虚实协同的雷达模型,能够快速反演出战场雷达装备的特征。针对大带宽、多通道虚实协同的雷达模型,采用GPU+RFSOC的处理架构,能够高效、实时反演雷达模型。

雷达射频集成电路的发展及应用

文中主要探讨雷达射频/微波集成电路的发展及其应用。介绍了现代雷达的发展趋势、雷达射频系统的演变历程以及目前国内外相关的射频集成电路的最新成果,讨论了射频片上系统(SoC)的未来趋势。针对现代主流的有源相控阵雷达,介绍了几种可行的系统级射频芯片的集成方向,最后强调了系统级射频集成电路测试在设计中的重要性,并给出一种基于模块化结构的自动测试设备(ATE)测试平台方案。

一种大带宽多通道信号处理模块设计与实现

多通道信号处理机系统通常包括几十个、上百个发送/接收通道,随着信号通道的增加,系统的体积增大,硬件设计的复杂度也会增加。面对当前日新月异的应用场景和信号处理新技术,通用化和标准化的信号处理机可缩短新系统/新项目的设计、研发以及验证周期,加速新技术验证或投入实际应用。针对上述问题,提出了一种大带宽、多通道的通用信号处理机硬件结构设计,采用3U VPX标准化、微型化和模块化思路,并结合片上射频系统芯片(Radio-Frequency System-on-Chip,RFSoC)完成硬件平台设计,该硬件平台具有8路DAC发射通道和8路ADC接收通道,模拟带宽覆盖0~6 GHz。该设计降低了系统设计的复杂度,使系统规范化、通用化,易于进行扩展使用。通过测试和应用实例,综合验证了该设计的可靠性和可行性。

脉冲星数字终端技术综述

脉冲星数字终端是脉冲星观测和搜寻的重要设备,可实现模拟信号的数字化及脉冲星信号处理.随着脉冲星研究的不断深入和数字技术的迅速发展,对脉冲星数字终端的性能要求也在不断提高,需要在更宽带宽、更高的时间分辨率与更高的频率分辨率下进行高速采样、实时分析与处理.本文以国内外主要脉冲星观测射电望远镜为基础,回顾了脉冲星终端的发展历史,综述了目前主流大口径射电望远镜脉冲星数字终端的现状.在调研和分析已有和正在研制的脉冲星数字终端的基础上,构思和讨论了采用开放RFSoC平台+GPU集群为基础的QTT终端系统的设计方案和研制思路.

应用于雷达干扰机的单比特测频算法研究和优化

新体制雷达对抗技术的发展,对高宽带雷达信号的高速度、高灵敏度测频提出了日益迫切的需求。接收机是一种常用的雷达干扰机,其测频模块作为雷达对抗技术的一大核心模块,直接决定信号监测的覆盖带宽、信号处理的实时性以及灵敏度等方面。考虑到FPGA资源的稀缺性,设计旋转因子,得到改进的单比特测频算法,避免传统的离散傅里叶变换过于依赖大量乘法运算的不足。对0.2~2.2GHz的随机频率正弦信号进行测试,未过度引入误差,且大幅优化了时间和空间复杂度。在新型RFSoC平台下编写Verilog代码进行实际测试和仿真优化,对比了基16到256的单比特测频性能。实验结果显示:权衡响应速度及灵敏度,基64的单比特测频最适合2GHz带宽的雷达干扰技术需求,可以做到-50dBm的灵敏度、18.75MHz的最大频率精度误差;在低于100 ns的测频时间内,实现了对2.4 GHz的宽带信号的快速测频。