一種無線信號檢測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于無線通信網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，具體地涉及一種無線信號檢測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]2.4G頻段處于2.400GHz-2.485GHz之間，這個頻段是國際規(guī)定的免費頻段，無線局域網(wǎng)W1-Fi (IEEE 802.1 lb/IEEE 802.1 lg)，藍牙，ZigBee等無線網(wǎng)絡(luò)均可工作在2.4GHz頻段上。隨著越來越多的公司生產(chǎn)使用2.4GHz頻段的產(chǎn)品，部署的設(shè)備迅速增加，共享這一頻帶的射頻技術(shù)與協(xié)議的數(shù)目也隨之增加。所以工作在此頻段的各種無線設(shè)備之間難免會出現(xiàn)干擾，即使是設(shè)備均運行良好并且在頻帶調(diào)節(jié)范圍內(nèi)運行，該頻帶中設(shè)備之間發(fā)生射頻干擾的機會也是相當多的。這些干擾可導致數(shù)據(jù)包丟失、功耗增加以及網(wǎng)絡(luò)性能下降。開發(fā)一個2.4G無線信號檢測系統(tǒng)可對ISM頻段的信號進行有效的頻譜分析，可為該頻段的干擾與共存性分析，無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，頻譜管理等提供良好的支撐。
[0003]另一方面，高頻信號檢測系統(tǒng)對數(shù)據(jù)采集采樣精度、采樣率和處理速度等指標要求較高。傳統(tǒng)的信號檢測系統(tǒng)往往采用單片機或數(shù)字信號處理器作為主控單元，基于單片機的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由于單片機本身指令周期與速度的影響，其時鐘頻率較低，不能滿足現(xiàn)代信號處理系統(tǒng)對數(shù)據(jù)采集的實時性與同步性要求?；跀?shù)字信號處理器DSP (DigitalSignal Processor)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)雖然處理速度快，但受到串行指令流的限制，取樣率僅能達到幾MHz，僅能完成對數(shù)據(jù)流非常簡單的運算，此外DSP頻繁的中斷會降低系統(tǒng)的效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明就是針對上述問題，彌補現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種無線信號檢測系統(tǒng)。本發(fā)明具有集成度高，處理速度快，執(zhí)行效率高；能完成復雜的時序邏輯設(shè)計，而且編程靈活，非常適合高采樣率高數(shù)據(jù)率的場合。
[0005]為實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。
[0006]本發(fā)明一種無線信號檢測系統(tǒng)，包括FPGA模塊、接收解調(diào)電路模塊、鎖相環(huán)頻率合成器、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、FET變換模塊、PC機；其結(jié)構(gòu)特點是:所述FPGA模塊輸出控制接口連接鎖相環(huán)頻率合成器和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，所述FPGA模塊的另一輸出端口連接FET變換模塊；所述鎖相環(huán)頻率合成器的輸出端連接接收解調(diào)電路模塊，接收解調(diào)電路模塊的輸出連接到模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的輸出端再連接到FPGA模塊的輸入端上；所述FET變換模塊的輸出端連接到PC機上。
[0007]另外，所述本發(fā)明所述鎖相環(huán)實現(xiàn)的頻率合成器組成包括參考頻率生成器、參考頻率分頻器、鑒相器、環(huán)路濾波器、壓控振蕩器、函數(shù)邏輯；其特征是:由所述鑒相器、環(huán)路濾波器、壓控振蕩器、函數(shù)邏輯構(gòu)成閉合環(huán)回路。
[0008]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述接收解調(diào)電路模塊采用正交解調(diào)芯片一ADL5380 ;所述ADL5380覆蓋400MHz?6GHz的射頻范圍，可提供3?4dB的典型變頻增益。
[0009]作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，所述鎖相環(huán)頻率合成器采用芯片ADF4350，所述ADF4350內(nèi)置壓控振蕩器(VCO)可以覆蓋2200?4400MHz的頻率范圍，所述ADF4350提供兩個射頻輸出端口。
[0010]作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，所述FPGA模塊采用Virtex-7系列；所述環(huán)路濾波器采用帶通濾波器。
[0011]作為本發(fā)明的又一種優(yōu)選方案，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊采用雙通道AD9862芯片，所述片上集成兩個12位64MSPS ADC (滿足上述計算結(jié)果)和兩個14位128MSPS DAC0
[0012]本發(fā)明的有益效果是。
[0013]由于2.4G頻段是國際規(guī)定的免費頻段，所以共享這一頻帶的各種無線設(shè)備之間難免會出現(xiàn)干擾。因此本發(fā)明設(shè)計了一個2.4G信號檢測系統(tǒng)，并在Xilinx Virtex-7系列FPGA平臺上實現(xiàn)，可用于無線局域網(wǎng)(IEEE 802.1 lb/IEEE 802.llg)，藍牙，ZigBee等無線網(wǎng)絡(luò)中信號的頻譜分析與干擾與共存性分析。系統(tǒng)主要由2.4G信號的接收與解調(diào)，鎖相環(huán)頻率合成，雙通道A/D轉(zhuǎn)換，基帶信號的FFT變換四個部分組成。該頻段的信號的頻譜分析和干擾共存性分析的重要性也日益凸顯，該頻段信號檢測系統(tǒng)的設(shè)計與研發(fā)必然有著廣闊的學術(shù)意義和市場意義。最后，本發(fā)明使用正交信號進行了實驗測試，驗證了系統(tǒng)的有效性倉泛。
[0014]所述Xilinx超高端Virtex-7系列FPGA，是業(yè)界密度最高的FPGA(多達200萬55個邏輯單元)，能夠滿足單芯片信號處理能力的要求以及新一代測試測量設(shè)備的邏輯密度、性能和I/o帶寬要求。本發(fā)明采用Virtex-7系列FPGA平臺進行開發(fā)，可達到較高的數(shù)據(jù)處理率，而且可以使系統(tǒng)的可擴展性大為提高。
[0015]本發(fā)明正是通過完成信號的能量譜分析來實現(xiàn)檢測。主要完成對
2.405GHz-2.485GHz頻段信號的頻譜檢測，將通過天線接收到的信號進行下變頻處理，具體由鎖相環(huán)頻率合成芯片ADF4350和正交解調(diào)芯片ADL5380配合完成；然后將得到的中低頻模擬信號經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換芯片AD9862變成數(shù)字信號，最終通過FPGA進行FFT處理后可得到信號的頻譜圖，這樣就可以方便分析信號的成分，該頻段的信號的頻譜分析和干擾共存性分析的重要性也日益凸顯，該頻段信號檢測系統(tǒng)的設(shè)計與研發(fā)必然有著廣闊的學術(shù)意義和市場意義。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明一種無線信號檢測系統(tǒng)整體方案框圖。
[0017]圖2是本發(fā)明一種無線信號檢測系統(tǒng)的鎖相環(huán)實現(xiàn)的頻率合成器組成框圖。
【具體實施方式】
[0018]如圖1所示，為本發(fā)明一種無線信號檢測系統(tǒng)整體方案框圖。包括FPGA模塊、接收解調(diào)電路模塊、鎖相環(huán)頻率合成器、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、FET變換模塊、PC機；其結(jié)構(gòu)特點是:所述FPGA模塊輸出控制接口連接鎖相環(huán)頻率合成器和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，所述FPGA模塊的另一輸出端口連接FET變換模塊；所述鎖相環(huán)頻率合成器的輸出端連接接收解調(diào)電路模塊，接收