王志田

【摘要】 從整體應(yīng)用現(xiàn)狀上進(jìn)行分析，無(wú)線電臺(tái)是現(xiàn)代社會(huì)中相對(duì)有效的通信方式之一，與其他監(jiān)測(cè)方式相比，無(wú)線電臺(tái)監(jiān)測(cè)具有更明顯的優(yōu)點(diǎn)。無(wú)線電臺(tái)監(jiān)測(cè)儀主要包括頻射前端與數(shù)字中頻接收機(jī)兩部分，分別對(duì)應(yīng)相應(yīng)的功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)測(cè)信號(hào)的獲取、轉(zhuǎn)化以及處理，最終來(lái)獲得所需信息。想要實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)線電臺(tái)監(jiān)測(cè)儀的設(shè)計(jì)與優(yōu)化，必須要了解其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，有針對(duì)性的選擇重點(diǎn)進(jìn)行分析，本文就此方面進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析。

【關(guān)鍵詞】 無(wú)線電臺(tái)監(jiān)測(cè)儀 設(shè)計(jì) 電磁安全

目前無(wú)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(shí)現(xiàn)無(wú)線電信息傳輸?shù)倪M(jìn)一步發(fā)展，需要做好無(wú)線電波的管理，避免出現(xiàn)大規(guī)模的電磁污染。而無(wú)線電臺(tái)監(jiān)測(cè)儀的存在主要目的則是解決此類問題，在面對(duì)各項(xiàng)技術(shù)不斷應(yīng)用的背景下，想要提高監(jiān)測(cè)效果，就必須要在現(xiàn)有基礎(chǔ)上，做好對(duì)無(wú)線電臺(tái)監(jiān)測(cè)儀的設(shè)計(jì)優(yōu)化，提高其使用效率。

一、無(wú)線電臺(tái)監(jiān)測(cè)儀功能分析

利用無(wú)線電監(jiān)測(cè)儀可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間對(duì)一種頻率的監(jiān)控，情況允許下也可以同時(shí)監(jiān)控幾種頻率，并對(duì)其進(jìn)行掃描，確定無(wú)用的信號(hào)發(fā)射頻率，來(lái)確保無(wú)線電環(huán)境的安全性。通過無(wú)線電監(jiān)測(cè)儀的應(yīng)用，可以對(duì)特定的頻率范圍進(jìn)行全面搜索，對(duì)其中存在的可以信息進(jìn)行確定，此項(xiàng)功能多被應(yīng)用到軍事上，確保不會(huì)存在危害國(guó)家安全的無(wú)線電信息。

二、無(wú)線電監(jiān)測(cè)儀設(shè)計(jì)分析

2.1硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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(huì)對(duì)接收機(jī)動(dòng)態(tài)范圍產(chǎn)生明顯的影響，進(jìn)而會(huì)影響到接收機(jī)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(zhǔn)源，采樣頻率甚至可以達(dá)到65MSPS?？梢赃x擇用單電源+5V來(lái)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(hào)。AD6640模擬輸入方式為差分輸入，輸入信號(hào)電壓范圍以2.4V為中心，抖動(dòng)在±0.5V以內(nèi)，但是因?yàn)椴罘州斎雰陕沸盘?hào)相位相差180°，則輸入信號(hào)的最大值為峰-峰值（Vp-p）2V。對(duì)于AD6640來(lái)說(shuō)，其差分阻抗為0.9KΩ，設(shè)計(jì)時(shí)就需要將模擬信號(hào)功率確定為-3dBmW，可以對(duì)輸入端驅(qū)動(dòng)放大器進(jìn)行簡(jiǎn)化。另外，基于AD6640輸入阻抗高的特點(diǎn)，還需要在輸入端設(shè)置一個(gè)20：1的變壓器，同時(shí)為降低變壓器比例系數(shù)，可以在輸入端并聯(lián)一個(gè)匹配電阻，對(duì)整個(gè)ADC性能進(jìn)行完善[1]。2、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路。A/D采樣處理的數(shù)據(jù)一般會(huì)存放在1片靜態(tài)雙端口RAM中，然后DSP會(huì)通過EMIFA口定期從其中讀取數(shù)據(jù)后進(jìn)行處理。這樣在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，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(lái)進(jìn)行控制，改變了傳統(tǒng)的時(shí)鐘控制方式。3、CPLD電路。對(duì)于CPLD電路的設(shè)計(jì)，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(cè)試電路。另外，此芯片管腳邏輯延遲為5ns，并且設(shè)置了計(jì)數(shù)器裝置，可以與PCI接口器件進(jìn)行更高的配合度。且其本身具有多壓接口特點(diǎn)，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(jì)

1、FIR濾波器設(shè)計(jì)。按照沖激響應(yīng)時(shí)域特性進(jìn)行分析，可以將數(shù)字濾波器劃分為無(wú)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(duì)簡(jiǎn)單，具有系數(shù)少、乘法操作少等特點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用上具有更高的效率，但是在設(shè)計(jì)時(shí)需要明確其所具有的極點(diǎn)特點(diǎn)，重點(diǎn)做好穩(wěn)定性研究[2]。另外，其具有以前事件較長(zhǎng)的記憶，如果設(shè)計(jì)不合理容易出現(xiàn)溢出、誤差以及噪聲等問題，設(shè)計(jì)時(shí)均需要做好分析。2、MATLAB仿真設(shè)計(jì)。（1）數(shù)字輸入信號(hào)。對(duì)于模擬信號(hào)來(lái)說(shuō)，采樣后得到的僅僅是時(shí)間離散信號(hào)，并且幅度具有連續(xù)性特點(diǎn)，想要將其轉(zhuǎn)化為需要的數(shù)字信號(hào)，還需要對(duì)其進(jìn)行量化。設(shè)計(jì)時(shí)可以利用A/D轉(zhuǎn)換器來(lái)將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，一般字長(zhǎng)為8位、12位、14位以及16位等，所對(duì)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(hào)。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(hào)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)要求來(lái)確定振動(dòng)頻率，控制好采樣率，一般情況下嚴(yán)格按照振作數(shù)字下變頻，會(huì)出現(xiàn)正弦、余弦表數(shù)據(jù)量過大的情況。因此，在實(shí)際設(shè)計(jì)與應(yīng)用中，在對(duì)數(shù)字信號(hào)下變頻內(nèi)容進(jìn)行分析時(shí)，還需要對(duì)本振進(jìn)行調(diào)整，確保產(chǎn)生的中心頻率偏差在最后FFT時(shí)能夠修正。3、PIC接口電路。其主要來(lái)連接系統(tǒng)中不同功能元件，來(lái)形成一個(gè)可以編程與擴(kuò)展的硬件平臺(tái)，來(lái)提高數(shù)據(jù)流量。從實(shí)際情況來(lái)看，對(duì)于不同的軟件其無(wú)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(wú)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(yǔ)：無(wú)線電監(jiān)測(cè)儀對(duì)保證無(wú)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(duì)其所具有的特點(diǎn)，做好硬件系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)優(yōu)化，選擇合適的設(shè)計(jì)方法與應(yīng)用構(gòu)件，爭(zhēng)取不斷提高其最終應(yīng)用效果。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 吳金哲.無(wú)線電臺(tái)監(jiān)測(cè)儀的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].南京理工大學(xué)，2007.

[2] 王娜.無(wú)線電臺(tái)監(jiān)測(cè)儀的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電子制作，2014，19：106-107.