基于FPGA 的高速频率扫描设计技术

吕天志，彭华仁，王锋

（中电科思仪科技股份有限公司，山东青岛，266555）

0 引言

在无线电监测中，频率扫描是按指定频率表进行信号的扫描监测和射频参数测量，扫描过程如图1 所示。频率表可任意定义每个扫描频道的频率、带宽、测量时间、衰减器状态等参数，并检查每个频道是否存在信号。如果检测到信号超过预定义的电平门限，接收机将在对应的频率处驻留一段预设的时间，从而允许进行信号的解调和处理，解调信号可以通过扬声器或耳机进行监听。如果没有检测出信号，则立即切换到下一个频率点。在进行信道占用度测量时，需要在尽可能短时间内测量尽可能多的频道，以提高信道占用度测量的准确度。同时，监测接收机的扫描速度越快，捕捉到短时、突发信号的概率也就越大。

图1 监测接收机频率扫描示意图

1 系统结构与工作原理

监测接收机中基于CPU 控制的频率扫描处理框图如图2 所示，主要由CPU、变频接收模块、中频采集模块及FPGA 信号处理模块构成。其中，CPU 完成人机交互、硬件控制、数据运算等功能，变频接收模块完成无线电信号的变频、滤波等，将输入信号变频为频率较低的中频信号，中频采集模块完成中频信号的模数转换，FPGA 完成数字信号的抽取滤波、FFT 等运算处理。频率扫描的基本工作流程为，CPU 首先根据用户设定的扫描频率、带宽、衰减器状态等参数控制变频接收、中频采集等硬件平台，然后读取电平、频谱等测量结果，根据设定门限决定是否在此频道驻留测量，否则切换到下一个频道进行继续测量。……