基于FPGA的數(shù)字化中頻接收處理系統(tǒng)的研究的中期報(bào)告

基于FPGA的數(shù)字化中頻接收處理系統(tǒng)的研究的中期報(bào)告中期報(bào)告一、研究目的及意義數(shù)字化中頻接收處理系統(tǒng)是一種用于通信、雷達(dá)、信號(hào)監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域的重要裝備。傳統(tǒng)的中頻接收處理系統(tǒng)常常采用模擬電路的方法，其工作效率低、難以實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)處理等缺陷也越來(lái)越明顯。為了解決這些問(wèn)題，我們打算使用FPGA實(shí)現(xiàn)數(shù)字化中頻接收處理系統(tǒng)，以提高系統(tǒng)的靈活性和性能，減少系統(tǒng)功耗和體積。本中期報(bào)告的目的是介紹我們已經(jīng)完成的工作和未來(lái)的計(jì)劃，以便于其他研究人員的參考和討論，同時(shí)也希望通過(guò)此研究為數(shù)字化中頻接收處理系統(tǒng)的改進(jìn)和普及做出一定的貢獻(xiàn)。二、研究?jī)?nèi)容1.基于FPGA的數(shù)字化中頻接收系統(tǒng)設(shè)計(jì)針對(duì)數(shù)字化中頻接收處理系統(tǒng)的特點(diǎn)，我們選擇使用FPGA實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)的采集、濾波、解調(diào)等處理過(guò)程。我們將采用Altera的CycloneIV系列FPGA，為系統(tǒng)提供足夠的計(jì)算、存儲(chǔ)和通信資源。系統(tǒng)的架構(gòu)如下圖所示：（圖片來(lái)源：參考[1]）2.物理層設(shè)計(jì)在物理層方面，我們將使用變頻器將射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為中頻信號(hào)后送到FPGA的輸入端口，同時(shí)使用低噪聲放大器提升信號(hào)強(qiáng)度。3.FPGA程序設(shè)計(jì)我們將使用Verilog和VHDL兩種語(yǔ)言進(jìn)行FPGA程序設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)的采集、濾波、解調(diào)等功能。具體設(shè)計(jì)包括：（1）采樣模塊設(shè)計(jì)：該模塊將對(duì)輸入的中頻信號(hào)進(jìn)行采樣，同時(shí)控制采樣頻率以滿足系統(tǒng)要求。（2）信號(hào)濾波模塊設(shè)計(jì)：該模塊將對(duì)采集到的信號(hào)進(jìn)行濾波處理，以去除不必要的噪音和干擾信號(hào)。（3）數(shù)字解調(diào)模塊設(shè)計(jì)：該模塊將實(shí)現(xiàn)數(shù)字解調(diào)功能，包括相位解調(diào)、頻率解調(diào)等處理過(guò)程。（4）端口接口模塊設(shè)計(jì)：該模塊將實(shí)現(xiàn)FPGA與上位機(jī)之間的通信接口，以滿足用戶對(duì)系統(tǒng)的控制需求。三、已完成的工作1.原理性能分析我們分析了數(shù)字化中頻接收處理系統(tǒng)的原理性能，包括采樣精度、濾波精度、解調(diào)精度、輸出精度等，確定了系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)和性能要求。2.系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)我們根據(jù)系統(tǒng)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了數(shù)字化中頻接收處理系統(tǒng)的整體架構(gòu)，并分析了系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)和應(yīng)用前景。3.部分電路設(shè)計(jì)我們已經(jīng)完成了物理層部分電路設(shè)計(jì)，包括變頻器和低噪聲放大器的設(shè)計(jì)，保證了輸入信號(hào)的質(zhì)量和強(qiáng)度。4.程序模塊設(shè)計(jì)我們已經(jīng)完成了數(shù)字化中頻接收處理系統(tǒng)的部分程序模塊設(shè)計(jì)，包括采樣模塊、信號(hào)濾波模塊、數(shù)字解調(diào)模塊等，驗(yàn)證了系統(tǒng)的基本功能。四、未來(lái)的計(jì)劃在剩余的時(shí)間內(nèi)，我們將繼續(xù)開(kāi)展以下工作：1.設(shè)計(jì)端口接口模塊，實(shí)現(xiàn)FPGA與上位機(jī)之間的通信接口。2.完善數(shù)字化中頻接收處理系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)處理、噪聲抑制、信號(hào)捕獲等高級(jí)功能。3.進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試和性能評(píng)價(jià)，包括系統(tǒng)的抗干擾能力、靈敏度、穩(wěn)定性等方面的測(cè)試。五、參考文獻(xiàn)[1]Jiang,L.,Zhang,T.,&Ma,L.(2012).DesignofanFPGA-baseddigitalIFreceiveandprocessingsystemforGPS