宽带跳频数字信号产生系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明适用于无线通信领域，跳频通信系统中宽带跳频信号的产生系统。
技术背景
[0002]无线通信是一种容易受到干扰的通信体制，因此必须研究有效的抗干扰技术以对付严重的干扰威胁。跳频通信系统由于具有较强的抗干扰能力而得到广泛应用。跳频通信系统的抗干扰能力主要来源于跳频频点在较大频率范围内的快速跳变。因而，跳频信号的跳频带宽，跳频切换时间等指标决定着跳频通信系统的抗干扰性能表现。传统的跳频信号产生方法主要有基于直接频率合成技术的模拟产生法，基于锁相环(PLL)技术的数字产生法，基于直接数字频率合成(DDS)技术的数字产生法。
[0003]直接频率合成法主要由一个或者多个晶体振荡器通过开关的转换、分频、倍频、混频以及滤波运算得到所需频率。直接频率合成法虽然具有比较小的跳频切换时间、较宽的跳频带宽，但功耗比较大，造价昂贵，体积也大，对电路工艺和屏蔽要求高，并不适应当前设备大规模集成的发展趋势。
[0004]PLL技术是利用一个或者多个参考频率源，通过谐波发生器混频和分频等方式产生大量的谐波或组合频率，然后用锁相环把压控振荡器的工作频率锁定在某一谐波或组合频率上，由压控振荡器间接产生所需要的频率。PLL法相较于直接频率合成法，虽然输出频率稳定度高，易于集成，但其跳频分辨率和跳频切换时间之间存在不可调和的矛盾，无法在获得低跳频切换时间的同时，得到高的跳频分辨率。
[0005]DDS技术从相位的概念出发，通过相位累加的快慢来控制输出频率的大小，采用了数字采样存储技术，将数字信号经过高速数模转换合成输出频率。DDS技术相较于PLL技术，在获得低跳频切换时间的同时，得到高的跳频分辨率，而且更加易于集成。但DDS技术受限于系统工作时钟，输出频率范围较小，导致跳频带宽较窄。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是针对传统DDS技术存在的不足之处，提供一种可以扩展传统DDS技术输出频率的范围，使其适应大跳频带宽需求的宽带跳频数字信号产生系统。利用该系统可以产生同时满足高跳频分辨率，短跳频切换时间，大跳频带宽要求的跳频信号。
[0007]本发明的上述目的可以通过以下措施来达到，一种宽带跳频数字信号产生系统，包括:相位控制字生成模块1、相位累加值计算模块2、相位累加器3、相位偏移值计算模块4、相位偏移模块5、查找表模块6、跳频信息产生模块7、调制模块8和速率转换模块9，其特征在于:相位控制字生成模块1将获取到的相位控制字分为两路，一路送入相位累加值计算模块2，解算出相位累加值，经相位累加器3对输出的相位累加值进行相位累加后得到第1路直接数字频率合成器DDS相位值，另一路经相位偏移值计算模块4将输出的相位控制字进行计算，计算出除第1路外其它路DDS的相位偏移值，第1路DDS相位值和第二路得到的相位偏移值通过相位偏移模块5，得到其它路DDS相位值，第1路DDS相位值和其它路DDS相位值均输入查找表模块6查表得到各路DDS相位值对应的幅度值，将查找表模块6得到的DDS幅度值以及跳频信息产生模块7生成的跳频信息送入调制模块8进行多相调制，然后再通过速率转换模块9对调制模块8输出的调制数据进行速率转换。
[0008]本发明相比于现有技术具有如下效果:
[0009]大范围扩展了传统DDS技术输出频率的范围。本发明将多相结构应用于传统DDS技术，在系统工作时钟一定的情况下，输出信号的最高频率实现成倍增加，解决了传统DDS技术输出频率范围较小的问题。
【附图说明】
[0010]图1是本发明宽带跳频数字信号产生系统原理示意图。
[0011]图2是图1的相位控制字生成模块实现结构示意图。
[0012]图3是图1的相位偏移值计算模块实现结构示意图。
[0013]图4是图1的相位偏移模块实现结构示意图。
[0014]图5是图1的查找表模块实现结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图和实施例对发明进一步说明。
[0016]参阅图1。在以下描述的实施例中，宽带跳频信号的数字产生系统，包括:相位控制字生成模块1、相位累加值计算模块2、相位累加器3、相位偏移值计算模块4、相位偏移模块
5、查找表模块6、跳频信息产生模块7、调制模块8、速率转换模块9和数/模转换器DAC模块10，其中:相位控制字生成模块1将获取到的相位控制字分为两路，一路送入相位累加值计算模块2，解算出相位累加值，经相位累加器3对相位累加值进行相位累加后得到第1路DDS相位值；另一路送入相位偏移值计算模块4，解算出除第1路外其它路DDS的相位偏移值。相位偏移模块5接收第1路DDS相位值和其它路DDS的相位偏移值，解算出其它路DDS相位值。相位累加器3输出的第1路DDS相位值和相位偏移模块5输出的其它路DDS相位值均输入查找表模块6查表得到各相位值对应的幅度值。跳频信息产生模块7实现跳频信息的生成。调制模块8接收查找表模块6输出的DDS幅度值和跳频信息产生模块7输出的跳频信息，进行多相调制。速率转换模块9对调制模块8输出的调制数据进行速率转换。数/模转换器DAC模块10对速率转换模块9输出的数据进行数模转换。
[0017]图2所示相位控制字生成模块1一路通过相位累加值计算模块2顺次串联相位累加器3和查找表模块6，另一路通过相位偏移值计算模块4与相位累加器3输出端一起通过相位偏移模块5相连于查找表模块6，共同构成跳频载波产生模块，实现多相结构数字跳频载波信号的产生。
[0018]在创建的宽带跳频信号产生系统中，相位控制字生成模块1以跳频速率从存储器中获取相位控制字;相位控制字生成模块1输出的相位控制字同时输入相位累加值计算模块2和相位偏移值计算模块4。相位累加值计算模块2将相位控制字乘以L，得到相位累加值。相位偏移值计算模块4将相位控制字分别乘以1，2，3，…，L-1，得到第2，3，4，…，L路DDS相对第1路DDS的相位偏移值。相位累加值计算模块2输出的相位累加值相对相位偏移值计算模块4输出的相位偏移值延后一拍，以保证频点切换过程中信号输出相位连续。相位累加器3基于相位累加值计算模块2输出的相位累加值进行相位累加，得到第1路DDS相位值。相位偏移模块5将相位累加器3输出的第1路DDS相位值与相位偏移值计算模块4输出的第2，3，4，…，L路DDS的相位偏移值相加，得到第2，3，4，…，L路DDS相位值。查找表模块6接收第1，2，3,4,..., L路DDS的输出相位值，经过查表获取输出幅度值，得到第1，2，3，4，…，L路载波输出。
[0019]宽带跳频信号产生的具体步骤包括:
[0020]获取相位控制字:相位控制字生成模块1以跳频速率从存储器中获取相位控制字；存储器中的相位控制字由跳频频点和DAC采样率计算得到，相位控制字的计算公式为:相位控制字CWD = (f h*2N)/f dac，其中，f h表示跳频频点，N表示相位控制字位宽，f dac表示DAC采样率，其值等于系统工作时钟与多相DDS路数的乘积。
[0021]计算相位累加值:相位累加值计算模块2将相位控制字生成模块1输出的相位控制字乘以多相DDS路数L，得到相位累加值。并且，相位累加值输出相较相位偏移值计算模块4输出的相位偏移值延后一拍。
[0022]计算相位偏移值:相位偏移值计算模块4将相位控制字生成模块1输出的相位控制字分别乘以1,2,3,..., L-1，得到第2,3,4,..., L路DDS相对第1路DDS的相位偏移值。
[0023]相位偏移:相位偏移模块5将相位累加器3输出的第1路DDS相位值与