王志田

【摘要】 從整體應(yīng)用現(xiàn)狀上進行分析，無線電臺是現(xiàn)代社會中相對有效的通信方式之一，與其他監(jiān)測方式相比，無線電臺監(jiān)測具有更明顯的優(yōu)點。無線電臺監(jiān)測儀主要包括頻射前端與數(shù)字中頻接收機兩部分，分別對應(yīng)相應(yīng)的功能，實現(xiàn)對監(jiān)測信號的獲取、轉(zhuǎn)化以及處理，最終來獲得所需信息。想要實現(xiàn)對無線電臺監(jiān)測儀的設(shè)計與優(yōu)化，必須要了解其結(jié)構(gòu)特點，有針對性的選擇重點進行分析，本文就此方面進行了簡要分析。

【關(guān)鍵詞】 無線電臺監(jiān)測儀 設(shè)計 電磁安全

目前無線電頻率已經(jīng)發(fā)展成重要的信息傳輸載體，在應(yīng)用上更為廣泛，尤其是軍用方面取得了突破性的發(fā)展。為實現(xiàn)無線電信息傳輸?shù)倪M一步發(fā)展，需要做好無線電波的管理，避免出現(xiàn)大規(guī)模的電磁污染。而無線電臺監(jiān)測儀的存在主要目的則是解決此類問題，在面對各項技術(shù)不斷應(yīng)用的背景下，想要提高監(jiān)測效果，就必須要在現(xiàn)有基礎(chǔ)上，做好對無線電臺監(jiān)測儀的設(shè)計優(yōu)化，提高其使用效率。

一、無線電臺監(jiān)測儀功能分析

利用無線電監(jiān)測儀可以實現(xiàn)長時間對一種頻率的監(jiān)控，情況允許下也可以同時監(jiān)控幾種頻率，并對其進行掃描，確定無用的信號發(fā)射頻率，來確保無線電環(huán)境的安全性。通過無線電監(jiān)測儀的應(yīng)用，可以對特定的頻率范圍進行全面搜索，對其中存在的可以信息進行確定，此項功能多被應(yīng)用到軍事上，確保不會存在危害國家安全的無線電信息。

二、無線電監(jiān)測儀設(shè)計分析

2.1硬件系統(tǒng)設(shè)計

1、A/D采樣電路。（1）A/D轉(zhuǎn)換器。模數(shù)轉(zhuǎn)換器重要參數(shù)主要有位數(shù)、有效位數(shù)、輸入寬帶、最大采樣頻率以及信噪比等，并且ADC會對接收機動態(tài)范圍產(chǎn)生明顯的影響，進而會影響到接收機的靈敏度。例如可以選擇用AD6640，其為單片式12位ADC，內(nèi)含采樣保持電路與基準源，采樣頻率甚至可以達到65MSPS。可以選擇用單電源+5V來作為供電電源，或者是利用3.3V電源在輸出數(shù)字部分供電。（2）模擬信號。AD6640模擬輸入方式為差分輸入，輸入信號電壓范圍以2.4V為中心，抖動在±0.5V以內(nèi)，但是因為差分輸入兩路信號相位相差180°，則輸入信號的最大值為峰-峰值（Vp-p）2V。對于AD6640來說，其差分阻抗為0.9KΩ，設(shè)計時就需要將模擬信號功率確定為-3dBmW，可以對輸入端驅(qū)動放大器進行簡化。另外，基于AD6640輸入阻抗高的特點，還需要在輸入端設(shè)置一個20：1的變壓器，同時為降低變壓器比例系數(shù)，可以在輸入端并聯(lián)一個匹配電阻，對整個ADC性能進行完善[1]。2、數(shù)據(jù)存儲電路。A/D采樣處理的數(shù)據(jù)一般會存放在1片靜態(tài)雙端口RAM中，然后DSP會通過EMIFA口定期從其中讀取數(shù)據(jù)后進行處理。這樣在進行設(shè)計時，即可以采用高速異步靜態(tài)RAM，這樣數(shù)據(jù)的讀取將由控制線來進行控制，改變了傳統(tǒng)的時鐘控制方式。3、CPLD電路。對于CPLD電路的設(shè)計，可以選擇用CPLD芯片EPM7128AE，具有較高的性能，為基于EEPROM的可編程邏輯器件，并且其內(nèi)部設(shè)置了JIAG邊界掃描測試電路。另外，此芯片管腳邏輯延遲為5ns，并且設(shè)置了計數(shù)器裝置，可以與PCI接口器件進行更高的配合度。且其本身具有多壓接口特點，完全能夠適應(yīng)于不同的電壓電源系統(tǒng)中。

2.2軟件系統(tǒng)設(shè)計

1、FIR濾波器設(shè)計。按照沖激響應(yīng)時域特性進行分析，可以將數(shù)字濾波器劃分為無限沖激響應(yīng)濾波器與有限沖激相應(yīng)濾波器兩種。而FIR濾波器結(jié)構(gòu)相對簡單，具有系數(shù)少、乘法操作少等特點，在實際應(yīng)用上具有更高的效率，但是在設(shè)計時需要明確其所具有的極點特點，重點做好穩(wěn)定性研究[2]。另外，其具有以前事件較長的記憶，如果設(shè)計不合理容易出現(xiàn)溢出、誤差以及噪聲等問題，設(shè)計時均需要做好分析。2、MATLAB仿真設(shè)計。（1）數(shù)字輸入信號。對于模擬信號來說，采樣后得到的僅僅是時間離散信號，并且幅度具有連續(xù)性特點，想要將其轉(zhuǎn)化為需要的數(shù)字信號，還需要對其進行量化。設(shè)計時可以利用A/D轉(zhuǎn)換器來將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，一般字長為8位、12位、14位以及16位等，所對應(yīng)的量化精度分別為1/256，1/4096，1/16387以及1/65536，量化位數(shù)越高則其精度也就越高，而量化噪聲也就越低。（2）數(shù)字信號。數(shù)字下變頻即利用A/D量化處理出的數(shù)字波乘以cosωt與sinωt，得到I通道與Q通道信號。系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)根據(jù)要求來確定振動頻率，控制好采樣率，一般情況下嚴格按照振作數(shù)字下變頻，會出現(xiàn)正弦、余弦表數(shù)據(jù)量過大的情況。因此，在實際設(shè)計與應(yīng)用中，在對數(shù)字信號下變頻內(nèi)容進行分析時，還需要對本振進行調(diào)整，確保產(chǎn)生的中心頻率偏差在最后FFT時能夠修正。3、PIC接口電路。其主要來連接系統(tǒng)中不同功能元件，來形成一個可以編程與擴展的硬件平臺，來提高數(shù)據(jù)流量。從實際情況來看，對于不同的軟件其無線電互聯(lián)結(jié)構(gòu)之間性能存在較大的差異，流水線式軟件無線電互連結(jié)構(gòu)總體性能較低，只可用于特定通信體制。

結(jié)束語：無線電監(jiān)測儀對保證無線電環(huán)境安全性具有重要作用，為提高其應(yīng)用效率，需要針對其所具有的特點，做好硬件系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)的設(shè)計優(yōu)化，選擇合適的設(shè)計方法與應(yīng)用構(gòu)件，爭取不斷提高其最終應(yīng)用效果。

參 考 文 獻

[1] 吳金哲.無線電臺監(jiān)測儀的設(shè)計與實現(xiàn)[D].南京理工大學(xué)，2007.

[2] 王娜.無線電臺監(jiān)測儀的設(shè)計與實現(xiàn)[J].電子制作，2014，19：106-107.