軟件定義無線電應(yīng)對多頻段軍事通信挑戰(zhàn)

　　新一代寬帶集成型RF收發(fā)器是許多新一代軍事通信和電子監(jiān)控系統(tǒng)的理想解決方案。 由于它們支持寬通道帶寬，因此可以在新一代系統(tǒng)中部署與許多以數(shù)據(jù)為中心的新波形匹配的設(shè)備。 這種高度可配置性可實現(xiàn)認(rèn)知無線電系統(tǒng)，并且能夠使用自適應(yīng)波形。 這些設(shè)備能夠快速在RF帶寬間調(diào)諧，可以作為電子監(jiān)控(尤其是在功耗受限的平臺中)的解決方案。

　　ADI公司的AD9361 RF捷變收發(fā)器(見圖1)就是這樣一款收發(fā)器，這款10 × 10 mm的芯片級器件采用用戶可調(diào)的200 kHz至56 MHz帶寬設(shè)計。它擁有構(gòu)建70 MHz至6 GHz信號鏈所需的各種其他特性和性能屬性。 這款2 x 2的直接變頻元件可以將整個AFE簡化成一個相對簡單的電路，并通過一個LVDS或CMOS端口與主機處理器連接。 IC中集成了12位A/D和D/A轉(zhuǎn)換器、小數(shù)N頻率合成器、數(shù)字和模擬濾波器、自動增益控制、發(fā)射功率監(jiān)控、正交校正和其他關(guān)鍵功能。

　　圖1：AD9361 2 x 2 RF收發(fā)器架構(gòu)。

　　接收器噪聲系數(shù)不到2.5 dB，而發(fā)射器誤差向量幅度(EVM)則優(yōu)于-40 dB，發(fā)射器本底噪聲低于-157 dBm/Hz。 對于發(fā)射和接收路徑，本振步長只有2.5 Hz，可實現(xiàn)精密調(diào)諧。 盡管IC中集成了諸多功能，其功耗卻非常低，一般為1 W左右。

　　集成系統(tǒng)設(shè)計

　　靈活的寬帶SDR平臺涉及大量電路設(shè)計工作，以及算法開發(fā)工作和一些權(quán)衡考量。 盡管初看起來，這似乎是一項困難的開發(fā)工作，但新一代收發(fā)器必須包含可用的參考設(shè)計以簡化系統(tǒng)開發(fā)。 除了在不更改硬件的情況下實現(xiàn)軟件完全自定義外，參考平臺還必須經(jīng)過優(yōu)化以與FPGA配合使用，并且為電源和電路板布局提供指引以確保最佳性能。 此外，為了支持日漸盛行的MIMO配置，波束成形和波束控制參考設(shè)計的支持選項應(yīng)該顯示多設(shè)備同步(見圖2)。

　　通過遵循參考設(shè)計中提供的設(shè)計指南，工程師可以快速從評估過渡到原型制作，從而成功實施可以在現(xiàn)場動態(tài)重新配置的長壽命全雙工輕型平臺，并最終將“通用”無線電從畫板概念變?yōu)檎鎸嵉膽?yīng)用。

　　圖2：用于評估和原型制作的AD-FMCOMMS5-EBZ MIMO FMC平臺。