软件定义多功能信号源部署方案
基于 SDR100 软件无线电平台
1. 背景与痛点
测试测量与信号仿真场景中，不同任务对信号体制、频段、带宽的需求差异显著——单一功能、固定参数的信号源难以覆盖多样化测试需求。SDR100 板卡搭载 AD9361 射频收发器与 ZYNQ 7020 处理平台，支持频段灵活配置、信号体制软件定义、波形文件加载发送，为构建可深度定制的多功能信号源系统提供了理想基础。
2. 方案概述
基于 SDR100 板卡（AD9361 + ZYNQ 7020），结合配套上位机软件，构建一套可深度定制的软件定义多功能信号源系统。上位机通过 USB 下发信号类型与参数，SDR100 实时生成基带波形并经 AD9361 上变频发射输出。系统支持连续波、多频点信号、扫频信号、脉冲调制信号、宽带噪声信号及扩频/导航信号仿真等多种模式，射频参数与波形参数均运行时可配置。
3. 核心能力
| 频率覆盖广 | 70 MHz ~ 6 GHz |
| 瞬时带宽大 | 高达 56 MHz（AD9361） |
| 双通道输出 | 2T2R，可独立或同步输出，支持相参发射 |
| 高精度时钟 | 外置 10MHz 参考 + PPS，数字 PLL 频率精度优于 ±3ppb |
| 多模式波形 | 连续波、多频点、线性扫频、脉冲调制、宽带噪声、BPSK/BOC 扩频信号等 |
| 自动化测试 | GNSS 授时同步 + 数控衰减器联控 + 测试计划自动执行 |
4. 系统框图
工作流程：PC 上位机配置信号类型与参数 → USB 下发 → SDR100 板载 FPGA 实时生成基带 IQ → AD9361 上变频 → RF 端口输出。
5. 上位机界面
SDRJ Console 是配套的图形化上位机软件，通过 USB 与 SDR100 板卡通信，提供信号配置、频谱显示、参数调整与 AT 命令交互等功能。
图 5.1 SDRJ Console 上位机主界面
主界面从上到下分为 5 个区域：
① 设备连接与状态栏
② 波形配置与参数设置区
③ 频谱显示与波形控制区
④ 功率与频率实时读数
⑤ AT 命令交互与日志区
输出启动后频谱实时动画显示，参数设置异常时底部提示红色错误信息。
6. 波形演示
以下为 SDR100 平台通过 SDRJ Console 上位机实际生成的各模式射频频谱截图。
TONE 单音信号
MTONE 多音信号
CHIRP 扫频信号
PULSE 门限脉冲信号
梳状谱信号
GPSCA BPSK 信号
BOC(1,1) 信号
7. 适用场景
| GNSS 接收机测试 | 生成 L1 / L2 / L5 波段连续波及调制信号，用于接收机抗干扰、抗欺骗能力评估 |
| 通信信号仿真 | 产生 2G / 3G / 4G / 5G 体制的测试激励和干扰模拟信号 |
| 雷达波形模拟 | 线性调频（Chirp）、脉冲调制波形输出 |
| 接收机性能测试 | 灵敏度、选择性、动态范围等指标的自动化扫频 / 扫幅测试 |
| EMI / EMC 预测试 | 传导抗扰度测试中的射频干扰注入 |
| 高校教学实验 | 通信原理、导航原理、电子对抗等课程的信号源平台 |
8. 方案亮点
| 软件定义 | 全链路可编程，波形算法可二次开发，参数运行时可调，不绑定固定功能集 |
| 紧凑便携 | 单板卡 + 12V DC 供电，可集成到测试工装或便携测试箱 |
| 双通道相参 | 板载 2T2R MIMO，支持双通道独立或相参同步输出；多板可级联扩展 |
| 双模式控制 | 图形化上位机（SDRJ Console）+ AT 命令，兼顾交互与自动化集成 |
| 自动化体系 | GNSS 授时、PPS 同步、衰减器联控、测试计划编排与自动执行 |