[发明专利]一种基于FPGA的数字射频发射机

权利要求书

1.一种基于FPGA的数字射频发射机，其特征在于，包括变频及编码模块、射频数模转换模块、合路滤波模块以及电调滤波模块；

所述变频及编码模块，用于将数字基带信号通过基于查找表的编码方法转换成数字射频信号，同时实现将多比特数字信号压缩为1比特数字信号的转换；

所述变频及编码模块包括插值滤波模块、数字搬频模块、极坐标转换模块、LUT映射模块和频率切换模块，其中，

所述插值滤波模块，用于将数字基带信号通过插值以及滤波处理变为采样率较高的数字信号，实现信号的上采样处理；

所述数字搬频模块，利用数字搬频信号与提高采样率后的数字信号进行乘积运算，实现基带信号的搬频处理；

所述极坐标转换模块，利用CORDIC算法将直角坐标系下的信号转换为极坐标系下的信号，转换得到信号的幅度信息与相位信息用于所述LUT映射模块查找地址；

所述LUT映射模块，用于对极坐标系下的信号进行编码转换，通过查找表方法，将信号的每一个复数数据变换为对应的N时间分段1比特数字脉冲信号，而且输出信号可在宽带宽范围内灵活跳频，实现数字射频信号的输出；

所述频率切换模块，用于控制影响载波频率的数字搬频模块和LUT映射模块中与频率相关的变量参数，实现对数字搬频频率和输出信号中心频率的切换；

所述数模转换模块，用于将数字信号转变为模拟信号，实现模拟射频信号的输出；

所述合路滤波模块，用于将所述射频数模转换模块的多路模拟射频信号合路输出，实现对模拟射频信号的近端噪声的抑制；

所述电调滤波模块，滤除模拟射频信号的远端噪声。

2.根据权利要求1所述基于FPGA的数字射频发射机，其特征在于，所述插值滤波模块中，所述数字基带信号原始采样率为F_bb，插值滤波器的插值倍数为K，则插值滤波后信号采样率提高为F_upsample＝F_bb*K；

若上采样后采样频率达到GHz以上，为了降低FPGA中的时钟工作频率，则将插值滤波过程进行多相处理，多相处理路数为M时，单路插值滤波的工作频率为F_upsample/M。

3.根据权利要求2所述基于FPGA的数字射频发射机，其特征在于，所述数字搬频模块中，搬频的位置与输出信号的中心频率F_c相关，搬频因子表达式为：

e^{j*(n-1)*mod(k,1)*2π}

其中n为数字信号的时间序号，k是搬频系数，mod()为求余函数，则有中心频率F_c＝k*F_upsample；

若需进行多相处理，所述数字搬频模块对多相插值滤波得到的M路上采样信号分别进行搬频。

4.根据权利要求1所述基于FPGA的数字射频发射机，其特征在于，所述极坐标转换模块中，极坐标转换后信号的幅度值和相位值分别为B1和B2，查找表地址与信号幅度和相位之间满足一定逻辑转换关系，可通过二维转换函数LUT(B1,B2)求得，本质上是每个量化点与每个映射复数点的一一对应关系。

5.根据权利要求4所述基于FPGA的数字射频发射机，其特征在于，所述LUT映射模块中，LUT映射算法的映射关系式为：

其中c(n)为映射复数点，对应基带信号的不同幅度和相位，n为其序号，x(t)为连续时间下的脉冲信号，f_c为载波频率，t为脉冲信号的时间，T为一个脉冲信号的周期。