基于通信电台的可控制的周期性多普勒频移发生器的制作方法

本实用新型属于电学技术领域，涉及一种基于通信电台的可控制的周期性多普勒频移发生器。

背景技术：

当移动电台在运动过程中，由于传播路程差的原因，会造成相位和频率的变化，通常将这种变化称为多普勒频移，它是无线通信领域普遍存在的效应。多普勒效应的存在，使得当处于高速移动状态的电台进行无线通信时，会出现信号质量下降等现象，导致无线通信中发射和接受的频率不一致，从而使得加载在频率上的信号无法正确接收，甚至无法接收。

技术实现要素：

本实用新型的任务是提出一种频移可控制，能够在45MHz中心频率上产生最大频偏，频移速度可控制的高分辨率的基于通信电台可控制的周期性多普勒频移发生器。

本实用新型的任务是这样完成的，其特征在于：本方案包括控制模块、信号处理模块、信号放大模块和晶体滤波器四大部分构成，温补晶振电路输出端分别与控制模块和信号处理模块的输出端相连，所述控制模块包括驱动模块，频率控制器和频率直接合成器；所述信号处理模块包括插值滤波器、频率调制器和数模转换器，所述驱动模块的输出端分别与插值滤波器、频率调制器和数模转换器的输入端相连接，所述数模转换器的输出端与信号放大模块的输入端相连接，所述信号放大模块的输出端与晶体滤波器的输入端相连接最终由频率输出。所述温补晶振电路，为控制模块提供工作时钟，通过控制模块的I/O将波形数据传送去信号处理模块，驱动模块根据需要产生的中心频率，通过I/O口按SPI协议控制信号处理模块在指定的工作模式；信号处理模块根据指令对信号完成插值滤波、频率调制的操作，将频率调制好的信号送入运算放大电路中进行差分信号的放大，最终经过晶体滤波电路完成对信号的输出。

信号处理模块将信号收到控制模块的控制指令与数据后，先将数据与指令存入相应的寄存器中，指令寄存器指示插值滤波器与频率调制器工作在指定模式中，时钟管理模块将外部的低速时钟倍频至高速时钟，用高速时钟为插值滤波器、频率调制器提供工作时钟并完成对波形的插值、频率调制。

插值滤波器可完成1X、2X、4X、8X的插值滤波、时钟管理模块最高时钟可达400MHz，高速的工作时钟使得器件可以对45MHz以及更高的信号进行插值，频率调制，最终将多普勒频率输出至差动放大模块。

所述晶体滤波器对放大后的信号进行滤波，晶体滤波器通带中心频率为45MHz，通带带宽为5kHz，插损为3dBm同时为晶体，晶体滤波器的输出接入一个由电阻、电容组成的衰减网络，通过调节数值大小，调节输出信号的幅度，稳定地保证最后7dBm信号幅度的输出。

本实用新型具有以下效果：一是频率合成部分完全由数字化频率合成器实现，具备频率捷变快，频点细密的特点，能最大限度的拟合实际的多普勒频移效应。二是频率的控制部分可控，对周期性多普勒频移过程中的最大频移，频移速度等运动参数，满足不同多普勒频移情况下的定制与修改，满足便捷性，多用途，实用性的要求。三是对频率进行插值，调制，滤波等手段，保证输出频率的指标。

附图说明

图1是本实用新型控制模块和信号处理模块的的结构方框图；图2是信号处理模块的结构方框图；图3是发生器差动放大电路的电路图；图4是晶体滤波放大的电路图。

具体实施方式

本技术方案包括控制模块1、信号处理模块2、信号放大模块3和晶体滤波器四大部分构成。具体实施例如图1所示，温补晶振电路5输出端分别与控制模块1和信号处理模块2的输入端相连，所述控制模块包括驱动模块1-1、频率控制器1-2频率直接合成器1-3；所述信号处理模块包括插值滤波器2-2、频率调制器2-3和数模转换器2-4，所述驱动模块的输出端分别与插值滤波器、频率调制器和数模转换器的输入端相连接，所述数模转换器的输出端与信号放大模块3的输入端相连接，所述信号放大模块的输出端与晶体滤波器4的输入端相连接最终频率输出。

所述温补晶振电路1，为控制模块提供工作时钟，并在控制模块内部实现频率字控制器、数字化直接频率合成器以及驱动模块。控制模块根据需要为这三个模块提供各自的工作时钟，频率字控制器通过线形映射的思想，通过线形表达式对周期性多普勒效应进行数学描述，外部对数学表达式中的参数进行程序调节，形成目标多普勒运动曲线的数学表达式，其后将频率字控制器的输出连接至数字直接频率合成器，控制其产生多普勒频移需要的一系列频率，通过控制模块的I/O将波形数据传送去信号处理模块，驱动模块根据需要产生的中心频率，通过I/O口按SPI协议控制信号处理模块在指定的工作模式。信号处理模块根据指令对信号完成插值滤波、频率调制的操作，将频率调制好的信号送入运算放大电路中进行差分信号的放大，最终经过晶体滤波电路完成对信号的输出。

图2是信号处理模块将信号收到控制模块的控制指令与数据后，先将数据与指令存入相应的寄存器中，指令寄存器指示插值滤波器与频率调制器工作在指定模式中，时钟管理模块将外部的低速时钟倍频至高速时钟，用高速时钟为插值滤波器、频率调制器提供工作时钟并完成对波形的插值、频率调制，插值滤波器可完成1X、2X、4X、8X的插值滤波、时钟管理模块最高时钟可达400MHz，高速的工作时钟使得器件可以对45MHz以及更高的信号进行插值，频率调制，最终将多普勒频率输出至差动放大模块。

图3为AD8009以及射频放大器组成的信号放大电路。利用运放AD8009构成差动放大电路，对小信号进行差分转单端并进行初级增益放大。其中，电阻R3、电阻R4将电流信号转成电压信号，保持R5与R6相等，通过改变R9与R5比例，放大输出最大可达2dBm，射频放大器将幅度2dBm，中心频率45MHz的信号在进行放大至10dBm，输出给下一级滤波模块。

图4为晶体滤波器电路，所述晶体滤波器对放大后的信号进行滤波，晶体滤波器通带中心频率为45MHz，通带带宽为5kHz，插损为3dBm同时为晶体滤波器提供一个稳定的地，可使晶体滤波器工作在更稳定的状态将不需要的杂散进行滤除，晶体滤波器的输出接入一个由电阻、电容组成的衰减网络，通过调节相应数值大小，调节输出信号的幅度，稳定地保证最后7dBm信号幅度的输出。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，本实用新型的保护范围不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可显而易见得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本实用新型的保护范围内。