USRP-2945和USRP-2955软件无线电介绍

USRP-2945和USRP-2955软件无线电专为无线信号采集和分析而设计,其特点在于采用二阶超外差架构,频率范围广,每个通道具有80MHz瞬时宽带; 具有4个独立的接收通道,支持本机振荡器(LO)共享,以便进行相位对齐/相干操作;适用于频谱监测、信号情报及测向应用。

图1. USRP 2945

图1. USRP 2945

1. 特性一览

  • 二阶高性能超外差前端
  • 共享LO,以便进行相位对齐/相干操作
  • 4个独立可调的接收通道
  • 每个通道具有80MHz瞬时宽带
  • 10 MHz至6 GHz RF中心频率
  • 用于自定义逻辑和数字信号处理(DSP)的Xilinx Kintex-7 410T FPGA,可使用LabVIEW FPGA模块进行编程
  • 高速低延迟PCI Express x4(800 MB / s)主机连接
  • 2. 应用
    航空航天、国防和商业领域的工程师和研究人员可采用强大灵活的USRP-2945和USRP-2955来采集和分析射频信号。 应用示例包括:

  • 频谱监测
  • 信号情报(SIGINT)
  • 通信智能(COMINT)
  • 测向
  • 雷达
  • 宽带记录
  • 例如,可以将USRP-2945与HDD-8265 RAID阵列配对,使用LabVIEW软件将记录的RF数据直接传输到磁盘。

    图2. USRP-2945和基于PXI的RAID硬盘驱动器阵列

    图2. USRP-2945和基于PXI的RAID硬盘驱动器阵列

    在线NI社区提供了几个示例可作为起点,例如专为USRP-2945和USRP-2955而设计的基于MUSIC算法的测向。

    查看测向示例

    3. 复杂的射频前端
    USRP-2945和USRP-2955采用全新的两级超外差接收器结构,可实现信号情报、频谱分析和频谱监测等应用所需的卓越选择性和灵敏度。 每个USRP-2945具有四个独立可调的通道,频率范围为10 MHz ~ 6 GHz,而且每个通道具有80 MHz的瞬时带宽。

    图3. USRP-2945 和USRP-2955采用二阶超外差架构

    图3. USRP-2945 和USRP-2955采用二阶超外差架构

    4. LO共享和同步
    设备具有高级同步功能,可将LO导入到每个通道,也可将每个通道的LO导出。 LO共享的好处有以下几个。 首先,LO共享可允许创建相位相干接收通道,这对于测向和波束成形应用至关重要。 通过共享LO,每个通道被调谐到完全相同的频率。 尽管由于电路和电缆长度的不同,每个通道仍然具有相对的相位偏移,但该偏移是恒定的。 相对于通过参考公共时钟合成LO,LO共享具有更高的相位稳定性。

    图4显示了几个LO共享选项。 由于采用二阶结构,每个接收通道具有两个LO。 每个设备有两块射频子板,每块射频子板配有两个接收器。 每个接收器通道既可以独立操作,与配对通道共享LO(必须是同一子板),也可以导入其他LO。

    图4. 单个USRP设备的LO共享选项

    图4. 单个USRP设备的LO共享选项

    设备背面的连接(如图5所示)可方便地将LO导入或导出到其他USRP-2945或USRP-2955设备上。 这对于创建大型相位相干天线阵列很有用。 在这种情况下,导出的本地振荡器必须进行分离、放大并馈送到所有其他设备。

    图5. 背面板上的LO连接器

    图5. 背面板上的LO连接器

    5. 强大的FPGA架构
    每个USRP-2945和USRP-2955设备均包含一个功能强大的Kintex-7 410T FPGA,可实现高速DSP和协处理。 设备具有一个MXI-Express端口,可与台式电脑、笔记本电脑或PXI Express控制器进行高达800 MB/s的数据流传输。 然后用户可以对数据进行保存、回放或处理。

    与所有USRP RIO SDR一样,USRP-2945可使用LabVIEW和LabVIEW FPGA模块进行编程。 对于仅需要主机数据处理的应用,LabVIEW提供了一条使用该设备的简单路径。 对于更高级的原型验证应用,LabVIEW FPGA可让您使用相同的LabVIEW数据流来编程板载FPGA。 这可实现低延迟的时钟级数据控制来获得最高性能,而且无需掌握传统的硬件描述语言。 LabVIEW FPGA还可支持与VHDL IP的集成,便于复用现有代码。

    阅读USRP RIO概述白皮书

    6. 可选的GPSDO
    USRP-2955采用与USRP-2945相同的硬件,同时还配有GPS驯服的10 MHz恒温晶体振荡器(OCXO)参考时钟。 OCXO参考时钟的精度比标准温度补偿晶体振荡器高出100倍。GPS驯服提供了更高的频率精度和更紧密的同步功能。 GPSDO非常适用于许多领域的USRP(通用软件无线电外围设备)设备同步,还为某些应用(例如GNSS原型验证)提供了所需的额外时钟稳定性。

    7. 下一步
    USRP-2945和USRP-2955代表了无线接收器研究、原型验证和部署的最先进技术。 您现在即可使用先进的RF架构和集成的LabVIEW软件环境。

    文章来源:NI官网