一种跳频自频调信号处理机制造技术

本实用新型专利技术提供了一种跳频自频调信号处理机，其特征在于，包括射频采样模块、第一信号处理模块，第一信号处理模块包括第一下变频单元、第一相位差分单元、第一积累平均单元、第一相位计算单元、第一频率求取单元，电机控制模块包括跳频单元、实时跟踪单元、电机步进单元。电机步进单元。电机步进单元。

【技术实现步骤摘要】
一种跳频自频调信号处理机


[0001]本技术涉及一种信号处理技术，特别是一种跳频自频调信号处理机。

技术介绍

[0002]磁控管发射机是使用磁控管作为微波功率器件的一种雷达发射机，是用来产生大功率微波振荡的微波电子管。磁控管具有输出功率大、效率高、尺寸小、工作电压低、重量轻、成本低等优点。磁控管主要依靠调谐机构遮挡谐振腔，从而改变谐振腔的半径或者腔底深度就可以改变磁控管的振荡频率，而调谐机构又是由驱动电机旋转控制其位置改变的。但是由于磁控管和电机的连接都是机械结构，在工作过程中，调谐机构本身就会发生偏移，又因为一些因素，如雷达车在行驶过程中的抖动，受到冲击等等，调谐机构也会发生偏移，所以磁控管的振荡频率就会十分的不稳定。因此需要控制调谐机构的旋转位置使得磁控管的发射频率稳定。

技术实现思路

[0003]本技术的目的在于提供一种跳频自频调信号处理机，包括射频采样模块、第一信号处理模块，第一信号处理模块包括第一下变频单元、第一相位差分单元、第一积累平均单元、第一相位计算单元、第一频率求取单元，电机控制模块包括跳频单元、实时跟踪单元、电机步进单元；采样模块对磁控管发射频率进行采样，第一下变频单元对采样后的射频信号频率进行下变频，第一相位差分单元获取相邻采样数据的相位差，第一积累平均单元对部分采样数据得到的相位差进行积累后求平均，第一相位计算单元根据Cordic算法获得相位差积累平均后数据的实部虚部比值的反正切值，第一频率求取单元根据第一相位计算单元计算的反正切值计算磁控管发射信号的第一频率，跳频单元根据磁控管信号的第一频率获取控制信号，实时跟踪单元根据控制信号产生位置信息信号，电机步进单元根据位置信息信号控制磁控管调谐机构驱动电机的旋转角度。
[0004]进一步地，还包括第二信号处理模块，第二信号处理模块包括第二下变频单元、第二相位差分单元、第二积累平均单元、第二相位计算单元、第二频率求取单元、最终频率求取单元；第二下变频单元对第一频率求取单元获取的信号频率进行下变频，第二相位差分单元获取相邻采样数据的相位差，第二积累平均单元对部分采样数据得到的相位差进行积累后求平均，第二相位计算单元根据Cordic算法获得相位差积累平均后数据的实部虚部比值的反正切值，第二频率求取单元根据第二相位计算单元计算的反正切值计算磁控管发射信号的第二频率，最终频率求取单元获取第一频率、第二频率和信号中心频率之和；频率之和替代第一频率作为调频单元的输入信号。
[0005]进一步地，电机控制模块还包括一键初始化单元，一键初始化单元将初始数据传输给电机步进单元，或将第一信号处理模块或第二信号处理模块获取的频率传输至跳频单元。
[0006]进一步地，还包括缓存单元，缓存单元保存处理机上次断电前输入跳频单元的信
号频率；在处理机上电后将该频率传输至跳频单元。
[0007]进一步地，电机步进单元中设置位置频率关系表，记录磁控管调谐机构驱动电机旋转位置、磁控管发射信号频率和位置信息信号之间的关系。
[0008]进一步地，还包括检波单元，检测磁控管有无发射信号。
[0009]本技术与现有技术相比，具有以下优点：(1)可以精确测量磁控管的实时频率并控制磁控管发射信号的频率；(2)数字下变频可以将射频信号频谱搬移到基带，为后端的信号处理降低了系统复杂度，鉴相测频法根据相邻采样点的相位差来计算该射频信号的频率，该方法具有实时性好；(3)Cordic算法通过一系列的角度旋转来求取反正切函数，在FPGA里实现起来可以简化为移位操作，最后对该测频算法所带来的误差进行了分析，证明了该算法在FPGA平台上实现起来简便，高效，实时性好，且误差小，是优秀的瞬时测频算法。
[0010]下面结合说明书附图对本技术做进一步描述。
附图说明
[0011]图1为本技术第一实施例工作原理示意图。
[0012]图2为本技术第二实施例工作原理示意图。
具体实施方式
[0013]结合图1，本实施例提供一种跳频自频调信号处理机，基于FPGA实现，包括射频采样模块300、第一信号处理模块100、电机控制模块400。射频采样模块100对磁控管发出的射频信号进行采样，第一信号处理模块100根据采样信号获取磁控管发出的射频信号的频率。电机控制模块400向磁控管发射控制信号控制磁控管调谐机构驱动电机的旋转角度。
[0014]本实施例中，射频采样模块300的核心芯片为ADC08D502，是一块双通道、低功耗、高性能的CMOS模数转换器。因此可以采集两路射频信号并同时进行计算，例如两路射频信号的频率范围分别为920MHz～980MHz和1020MHz～1080MHz。根据采样定理直接对射频信号进行采样并将模拟信号转换为电信号。采样定理为
[0015][0016]式(1)中，f
s
≥2B为采样频率，B为射频信号的带宽，f
c
为射频信号中心频率，n为正整数。
[0017]进一步地，当采样频率f
s
满足(1)时面积可以无失真的回复原始信号，以本实施例的两个频率为例，对于I路射频信号的频率范围920MHz～980MHz而言f
c
＝950MHz，B＝60MHz，n＝9，则采样频率f
s
＝200MHz；
[0018]对于II路射频信号的频率范围1020MHz～1080MHz而言：
[0019]f
c
＝1050MHz，B＝60MHz，n＝10，则采样频率f
s
＝200MHz；
[0020]因此当采样频率f
s
＝200MHz时，即可以满足系统的要求。
[0021]第一信号处理模块100包括包括第一下变频单元110、第一相位差分单元120、第一积累平均单元130、第一相位计算单元140、第一频率求取单元150。其中第一下变频单元110的输入端与采样模块300的输出端信号连接，第一下变频单元110的输出端与第一相位差分单元120输入端信号连接，第一相位差分单元120输出端与第一积累平均单元130输入端信
号连接，第一积累平均单元130输出端与第一相位计算单元140输入端信号连接，第一相位计算单元140输出端与第一频率求取单元150输入端信号连接。具体地，第一下变频单元110对采样后的射频信号频率进行下变频，第一相位差分单元120获取相邻采样数据的相位差，第一积累平均单元130对部分采样数据得到的相位差进行积累后求平均，第一相位计算单元140根据Cordic算法获得相位差积累平均后数据的实部虚部比值的反正切值，第一频率求取单元150根据第一相位计算单元计算的反正切值计算磁控管发射信号的第一频率。
[0022]进一步地，第一下变频单元110将频率搬移到基带可以降低运算的复杂度。
[0023]进一步地，第一相位差分单元120对采样后的相邻数据进行共轭相乘，即相位差分，获取相位差R1(n
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种跳频自频调信号处理机，其特征在于，包括射频采样模块、第一信号处理模块，第一信号处理模块包括第一下变频单元、第一相位差分单元、第一积累平均单元、第一相位计算单元、第一频率求取单元，电机控制模块包括跳频单元、实时跟踪单元、电机步进单元；采样模块对磁控管发射频率进行采样，第一下变频单元对采样后的射频信号频率进行下变频，第一相位差分单元获取相邻采样数据的相位差，第一积累平均单元对部分采样数据得到的相位差进行积累后求平均，第一相位计算单元根据Cordic算法获得相位差积累平均后数据的实部虚部比值的反正切值，第一频率求取单元根据第一相位计算单元计算的反正切值计算磁控管发射信号的第一频率，跳频单元根据磁控管信号的第一频率获取控制信号，实时跟踪单元根据控制信号产生位置信息信号，电机步进单元根据位置信息信号控制磁控管调谐机构驱动电机的旋转角度。2.根据权利要求1所述的处理机，其特征在于，还包括第二信号处理模块，第二信号处理模块包括第二下变频单元、第二相位差分单元、第二积累平均单元、第二相位计算单元、第二频率求取单元、最终频率求取单元；第二下变频单元对第一频率求取单元获取的信号频率进行下变频，第二相位差分单元获取相邻采样数据的相位差，第二积累平均单元对部分采样数据得...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐达龙，王昊，王岩，徐文文，权双龙，
申请(专利权)人：南京理工雷鹰电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：