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SDR-LW 3980 用于多通道雷达相位测量

雷达阵列对相位同步一致性的要求极为严格:精确的多通道测试,能有效识别和校准温度变化、器件老化、互耦效应等因素造成的相位误差,确保雷达在全寿命周期内维持最优工作状态。

基于SDR-LW 3980的八通道软件无线电相参设备成功实现了LFM(线性调频)雷达信号在多通道环境下的同步收发,并对多通道收发状态下的相位一致性进行了充分验证。系统利用SDR的灵活可编程优势,结合上位机的高效管控,为多通道LFM雷达信号处理及阵列研究提供了完整解决方案。

系统概述

本系统基于SDR(软件无线电)架构设计,具有灵活的可重构性和软件定义功能,在通用性和扩展性方面具有一定优势。系统支持多通道测试,相位同步精度<1°,能够在一定程度上改善传统矢量网络分析仪在多通道扩展、动态测试和测试效率方面的局限,可用于雷达、MIMO系统等场景的研发测试。

系统采用PC+SDR协同架构,融合工业级计算平台与软件无线电硬件优势,专为宽带信号实时处理设计。主机与SDR板卡之间采用PCIe Gen3 x8高速互连架构,通道理论带宽高达8GB/s,全面消除传统千兆/万兆网口传输瓶颈,实现亚毫秒级端到端数据转发延迟。该系统通过高速数据通路实现多通道同步采集与处理,支持相控阵雷达测试、电子战验证等高端应用,在保证<1°相位精度的同时,提供200MHz/通道的瞬时带宽,可作为传统网络分析仪的有效替代方案。

系统组成


本系统硬件部分由16根天线、1台SDR-LW 3980、1个显示屏等组成,软件部分为基于QT框架开发的上位机软件,即一站式参数配置与数据分析平台。

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技术参数


系统指标参数

1.处理器:Intel i9-12900K(多核/高主频,适合实时信号处理)

2.网络接口:40Gbps SFP+(高速数据回传)

3.内存:64GB DDR4(大数据缓存处理)

4.存储:2TB SSD(高速数据落盘)

5.发射通道:8路(支持MIMO/相控阵)

6.发射带宽:450MHz/通道(宽带信号生成)

7.接收通道:8路(同步采集/波束成形)

8.接收带宽:200MHz/通道(宽带信号捕获)

9.ADC精度:16bit(高动态接收)

10.DAC精度:14bit(高保真发射)

11.频率范围:75MHz-6GHz(全频段覆盖)

12.相位同步:支持(多通道同步应用基础)

上位机功能

上位机软件:基于QT开发,主要功能:

1.参数配置:支持频率/增益/通道等硬件参数灵活设置

2.数据管理:多通道IQ数据实时读写与批量存储

3.信号分析:实时频谱/时域波形/载波等可视化

4.系统监控:设备状态实时显示与运行日志记录

5.跨平台支持:兼容Windows/Linux系统

硬件平台


SDR-LW 3980

SDR-LW 3980是武汉珞光电子有限公司最新推出的一款8通道高性能SDR(软件无线电)独立设备,由板载处理器、FPGA和射频前端组成。FPGA采用资源丰富、用户可编程的Xilinx MPSoC ZU11EG。该SDR设备内置Ubuntu系统,并集成GNU Radio等应用软件。

SDR-LW 3980具有8个发射通道和8个接收通道,支持单通道200MHz的瞬时带宽,内置Intel i9高性能主机,主机与SDR板卡之间采用PCIe Gen3 x8高速互连,构建了全链路高吞吐、低延迟的数据处理通路。设备的8通道支持相参同步功能,相位同步精度<1°,在实际应用中能提供卓越的相位一致性和协同工作能力,适用于 5G 通信、雷达信号处理、卫星通信和空间谱测向等多种复杂的无线通信系统。

系统上位机软件


基于QT框架开发的上位机软件,提供直观的人机交互界面,不仅支持对SDR硬件的参数配置(如频率、增益、工作模式、通道管理等),还实现了对多通道数据的实时写入、读取与批量保存,保障了实验数据的高效采集与后续分析。界面支持信号可视化展示、状态监控、日志输出等多种功能,便于用户灵活控制设备、直观查看收发信号及实时运行状态。

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多通道收发状态下相位一致性验证


测试设备

软件无线电设备SDR-LW 3980

等长同轴射频线缆

测试方法

为验证SDR-LW 3980在多通道收发状态下的相位一致性与长期稳定性,采用收发链路自回头法进行系统性测试。

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测试流程

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测试结果

测试结果:6小时内,发射通道和接收通道各自的相位漂移均小于1°。

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典型应用场景


  • --创新性--矢量网络分析仪(VNA)的替代方案

  • --大规模MIMO系统研发与验证

  • --雷达信号采集与回放

  • --宽带频谱监测与信号识别

  • --现场实时信号处理与边缘智能

  • --复杂无线环境下的多系统协同