可動態重構的直接數字合成干擾機及動態配置方法
【專利摘要】本發明公開了一種可動態重構的直接數字合成干擾機，它包括ARM控制器、FPGA控制器、配置電路、多個數模轉換器、頻率合成器和放大衰減器，上位機與ARM控制器通過通信網絡連接，ARM控制器和配置電路分別與FPGA控制器相連，各數模轉換器分別與FPGA控制器的數字基帶信號輸出端相連，各數模轉換器的模擬信號輸出端分別與放大衰減器相連，放大衰減器通過天線發射信號，FPGA控制器還通過頻率合成器與各數模轉換器相連；動態配置方法：ARM控制器接收上位機發來的配置文件，并發送到FPGA控制器中，針對不同的應用和場景，動態更改配置。本發明能使FPGA控制器實時動態更改配置，實現新的功能及性能，靈活性強，性價比高，能有效降低成本；且便于遠程監測和管理設備。
【專利說明】可動態重構的直接數字合成干擾機及動態配置方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種干擾機，特別是涉及可動態重構的直接數字合成干擾機及動態配置方法。
【背景技術】
[0002]無線電干擾機是一種通過發射強功率的電磁信號，壓制非法的同頻無線通信信號，使得工作在該頻率上的通信設備無法正常工作的大功率無線電發射設備。
[0003]采用直接數字合成的方式產生所需的射頻信號是無線電發展的一個方向。數字合成的優勢是穩定性好，實現靈活。但是該方式所需的硬件資源非常多，由于成本功耗等的原因，往往一個產品只能實現有限的幾個功能。
[0004]而在無線電頻譜監測管理系統中，往往需要根據被壓制信號的特征來確定干擾信號的頻率，調制方式，功率等等特征。現有的干擾機由于硬件資源有限，導致產生的功能受限，功能固定，靈活性較差，針對不同的應用和場景，需要更換不同功能及性能的設備，不僅使得設備成本高，人工費用也很高。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種可動態重構的直接數字合成干擾機及動態配置方法，利用ARM控制器遠程接收并下載上位機傳送的配置文件，并發送給FPGA控制器，使FPGA控制器實時動態更改配置，實現新的功能及性能，靈活性強，性價比高，能有效降低設備成本及人工成本；利用ARM控制器遠程傳送設備的工作狀態給上位機，便于遠程監測和管理設備。
[0006]本發明的目的是通過以下技術方案來實現的:可動態重構的直接數字合成干擾機，它包括ARM控制器、FPGA控制器、配置電路、多個數模轉換器、頻率合成器和放大衰減器，上位機與ARM控制器通過通信網絡連接，ARM控制器和配置電路分別通過總線與FPGA控制器相連，各數模轉換器分別與FPGA控制器的數字基帶信號輸出端相連，各數模轉換器的模擬信號輸出端分別與放大衰減器相連，放大衰減器通過天線發射信號，FPGA控制器還通過頻率合成器與各數模轉換器相連。
[0007]ARM控制器負責管理網絡接口，通過通信網絡接收從遠端上位機發來的配置文件，并將下載的配置文件發送至FPGA控制器；FPGA控制器用于根據配置文件產生不同性能和功能的數字基帶信號，完成各個通道的數字基帶信號的調制，以及控制頻率合成器和放大衰減器的工作；數模轉換器負責將FPGA控制器輸出的數字基帶信號轉換成模擬信號；放大衰減器負責完成信號的平坦度調整以及信號的放大；頻率合成器用于完成固定頻率信號輸出。
[0008]可動態重構的直接數字合成干擾機還包括緩沖器，緩沖器設置于頻率合成器與數模轉換器之間，用于完成固定頻率信號的分配，頻率合成器的輸出端通過緩沖器連接各數模轉換器。[0009]可動態重構的直接數字合成干擾機動態配置方法，它包括如下步驟:
51:ARM控制器接收并下載遠端上位機發來的配置文件，并將配置文件發送至FPGA控制器；
52:FPGA控制器根據配置文件，動態更改內部配置，結合內部硬件，產生不同性能和功能的數字基帶信號，同時，產生頻率合成器和放大衰減器的控制信號；
S3:頻率合成器輸出固定頻率的信號，通過緩沖器提供給各數模轉換器，多個數模轉換器分別對數字基帶信號進行數模轉換及上變頻，產生所需的射頻信號，射頻信號經過放大衰減器的處理后，通過天線發射出去。
[0010]所述的配置文件包括配置命令和數據。
[0011 ] 可動態重構的直接數字合成干擾機動態配置方法還包括一個FPGA控制器將設備運行數據通過ARM控制器遠程發送至上位機的步驟。
[0012]本發明的有益效果是:通過ARM控制器遠程接收并下載上位機傳送的配置命令及數據，并發送給FPGA控制器，針對不同的應用和場景，使FPGA控制器可以實時動態配置，在同一硬件平臺上，便可實現豐富和靈活的功能及性能，靈活性強，性價比高，無需根據不同功能更換硬件設備，降低了成本；另外，通過ARM控制器可將各設備的工作狀態遠程傳送給上位機，便于遠程監測和管理設備。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1為本發明干擾機的原理框圖；
圖2為本發明的方法流程圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖進一步詳細描述本發明的技術方案，但本發明的保護范圍不局限于以下所述。
[0015]如圖1所示，可動態重構的直接數字合成干擾機，它包括ARM控制器、FPGA控制器、配置電路、多個數模轉換器、頻率合成器和放大衰減器，上位機與ARM控制器通過通信網絡連接，通信網絡采用以太網，ARM控制器和配置電路分別通過總線與FPGA控制器相連，各數模轉換器分別與FPGA控制器的數字基帶信號輸出端相連，各數模轉換器的模擬信號輸出端分別與放大衰減器相連，放大衰減器通過天線發射信號，FPGA控制器還通過頻率合成器與各數模轉換器相連。
[0016]ARM控制器負責管理網絡接口，通過以太網接收從遠端上位機發來的配置文件，并將下載的配置文件通過總線發送至FPGA控制器，實現動態更新配置；FPGA控制器用于根據配置文件，通過數字濾波器、DDS (直接數字化頻率合成器)、各種調制算法，產生不同性能和功能的數字基帶信號，完成各個通道的數字基帶信號的調制，以及控制頻率合成器和放大衰減器的工作；數模轉換器采用AD9739，負責將FPGA控制器輸出的數字基帶信號轉換成模擬信號；放大衰減器負責完成信號的平坦度調整以及信號的放大；頻率合成器采用ADF4350，用于完成2.4GHz信號輸出。
[0017]作為優選的，可動態重構的直接數字合成干擾機還包括緩沖器，緩沖器采用ADCLK946，設置于頻率合成器ADF4350與數模轉換器AD9739之間，用于完成2.4GHz信號的分配，頻率合成器ADF4350的輸出端通過緩沖器ADCLK946連接各數模轉換器AD9739。
[0018]如圖2所示，可動態重構的直接數字合成干擾機動態配置方法，它包括如下步驟:
51:ARM控制器接收并下載遠端上位機發來的配置文件，并將配置文件發送至FPGA控制器，配置文件包括配置命令和數據；
52:FPGA控制器根據配置文件，動態更改內部配置，結合內部硬件，產生不同性能和功能的數字基帶信號，同時，產生頻率合成器和放大衰減器的控制信號；
53:頻率合成器根據控制信號輸出2.4GHz的信號，通過緩沖器提供給各數模轉換器，多個數模轉換器分別對數字基帶信號進行數模轉換及上變頻，產生所需的射頻信號，射頻信號經過放大衰減器的處理后，通過天線發射出去。
[0019]可動態重構的直接數字合成干擾機動態配置方法還包括一個FPGA控制器將設備運行數據通過ARM控制器遠程發送至上位機的步驟，便于上位機遠程監測和管理設備。
【權利要求】
1.可動態重構的直接數字合成干擾機，其特征在于:它包括ARM控制器、FPGA控制器、配置電路、多個數模轉換器、頻率合成器和放大衰減器，上位機與ARM控制器通過通信網絡連接，ARM控制器和配置電路分別通過總線與FPGA控制器相連，各數模轉換器分別與FPGA控制器的數字基帶信號輸出端相連，各數模轉換器的模擬信號輸出端分別與放大衰減器相連，放大衰減器通過天線發射信號，FPGA控制器還通過頻率合成器與各數模轉換器相連；ARM控制器負責管理網絡接口，通過通信網絡接收從遠端上位機發來的配置文件，并將下載的配置文件發送至FPGA控制器；FPGA控制器用于根據配置文件產生不同性能和功能的數字基帶信號，完成各個通道的數字基帶信號的調制，以及控制頻率合成器和放大衰減器的工作；數模轉換器負責將FPGA控制器輸出的數字基帶信號轉換成模擬信號；放大衰減器負責完成信號的平坦度調整以及信號的放大；頻率合成器用于完成固定頻率信號輸出。
2.根據權利要求1所述的可動態重構的直接數字合成干擾機，其特征在于:它還包括緩沖器，緩沖器設置于頻率合成器與數模轉換器之間，用于完成固定頻率信號的分配，頻率合成器的輸出端通過緩沖器連接各數模轉換器。
3.可動態重構的直接數字合成干擾機動態配置方法，其特征在于:它包括如下步驟:51:ARM控制器接收并下載遠端上位機發來的配置文件，并將配置文件發送至FPGA控制器；52:FPGA控制器根據配置文件，動態更改內部配置，結合內部硬件，產生不同性能和功能的數字基帶信號，同時，產生頻率合成器和放大衰減器的控制信號；S3:頻率合成器輸出固定頻率的信號，通過緩沖器提供給各數模轉換器，多個數模轉換器分別對數字基帶信號進行數模轉換及上變頻，產生所需的射頻信號，射頻信號經過放大衰減器的處理后，通過天線發射出去。
4.根據權利要求3所述的可動態重構的直接數字合成干擾機動態配置方法，其特征在于:所述的配置文件包括配置命令和數據。
5.根據權利要求3所述的可動態重構的直接數字合成干擾機動態配置方法，其特征在于:它還包括一個FPGA控制器將設備運行數據通過ARM控制器遠程發送至上位機的步驟。
【文檔編號】H04B1/04GK103647560SQ201310600779
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年11月25日 優先權日:2013年11月25日
【發明者】寧濤, 肖聰, 王潤洪, 寧昕, 歐陽晨曦 申請人:成都九華圓通科技發展有限公司