2021重磅新品：新一代雷达通信电子战科研利器
时间：2021-08-19 16:28:21
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[导读]软件无线电设备是利用现代化软件来操纵、控制传统的“纯硬件电路”的无线电设备，在雷达、通信、对抗前沿应用研究中常常用到。NI(美国国家仪器) 公司近日发布了新一代软件无线电平台NI EttusUSRPX410，将这类平台的性能和功能推向了新的高度。USRPX410基于XilinxZ...
软件无线电设备是利用现代化软件来操纵、控制传统的“纯硬件电路”的无线电设备，在雷达、通信、对抗前沿应用研究中常常用到。NI (美国国家仪器) 公司近日发布了新一代软件无线电平台NI Ettus USRP X410，将这类平台的性能和功能推向了新的高度。USRP X410基于Xilinx Zynq UltraScale RFSoC芯片构建，同时集成了ARM®处理器、ADC/DAC和 FPGA。USRP X410配备多个RF发送和接收通道，同时支持LabVIEW与开源开发平台，无论在雷达领域或通信领域，都为研发者的创新提供了一个理想化的原型构建平台。
关键特性
●为什么选择USRP X410？●
高性能与高集成度的完美融合
Xilinx Zynq UltraScale FPGA的可编程逻辑资源比其他USRP产品多两倍以上，可提供高吞吐量数字信号处理(DSP)，并进一步强化了IP核，例如板载软决策前向纠错(SD-FEC)IP核和数字上/下变频(DUC/DDC)内核。在仅由FPGA实现的设计中，SD-FEC逻辑将需要多个大型Virtex-7 FPGA来实现。因此，将其作为预先构建的内核集成到芯片中可以节省大量FPGA资源和开发工作。
除了系统的FPGA架构部分，Xilinx UltraScale RFSoC还配备了四个板载应用处理单元(APU)和两个实时处理单元(RPU)，适用于需要独立操作的板载嵌入式操作系统。
更宽的频率范围和瞬时带宽
NI Ettus USRP X410的频率范围涵盖1MHz至7.2GHz，最高可调谐至8GHz，非常适合于L、S、C波段的雷达原型研究以及试验。NI Ettus USRP X410也提供400MHz的瞬时带宽，因此可以利用更宽的信道实现信道绑定和载波聚合，从而获得更高的数据吞吐量。此外，射频前端架构采用3GHz以下的超外差两级变频和3GHz以上的单级变频，配合滤波和功率电平的控制，提供高保真信号的发射和接收。
轻松构建多辐射源环境仿真系统
USRP的多个通道都可以锁相至内部恒温晶体振荡器(OCXO)，获得小于50ppb的时钟抖动。内建的GPS驯服时钟(GPSDO)可以实现采样时间戳、10 MHz参考时钟、以及秒脉冲(PPS)生成。对于通道数更多并需要精确同步的应用（例如多辐射源环境仿真系统），可以使用PPS生成、外部参考时钟同步和LO/NCO相位重置来同步多个设备。可实现大数据的传输
随着雷达电子战设备带宽和通道的增加，其仿真验证平台的大量数据传输成为了一个挑战，为了解决这个问题，NI Ettus USRP X410具有两个可配置的QSFP接口，可以实现双100/40/10GbE光纤网口或2组4路并行的25Gb/s Aurora传输协议。此外，该仿真验证平台还包括一个PCIe Gen3 x8端口，实现高达 8 GB/s的传输速率（需要LabVIEW开发工具链）。通过这些高速传输协议和接口，NI Ettus USRP X410可以实现4通道400MHz带宽信号的实时传输和连续流盘。
更加便携的结构设计
NI Ettus USRP X410将四个发射通道和四个接收通道整合到一个紧凑的1U高、1/2机架宽的外壳中，重量仅为2.5kg，如此便携的结构设计使其易于运输和携带，方便现场测试和操作。同时，X410每个通道互相独立，这意味着每个通道可以调谐到不同的频率，适用于多辐射源仿真、频谱拼接、多通道数字化接收机以及多通道雷达发射机等技术研究与实现。
NI Ettus USRP X410的强大性能提供了一个理想的平台来为研究者的创新助力，搭配立思方提供的弦丰®软件套件，无论是在雷达还是通信领域，NI Ettus USRP X410都可以帮助加速研发设计和系统部署。
●弦丰®软件套件●
立思方作为NI在国内的最主要的伙伴，专门为NI USRP和Ettus USRP量身定制了一套弦丰®软件套件，让用户无需进行复杂的二次开发，就可以利用USRP实现专业仪器的功能特性。
弦丰®雷达信号生成与分析软件
弦丰®雷达信号生成与分析软件协同USRP X410 ，能够生成用于雷达功能和原理验证测试的全频段的各种类型的雷达信号，并且可以全面的测试、分析雷达信号，具体功能如下：
弦丰®实时频谱分析软件
弦丰®实时频谱分析（RTSA）软件，作为弦丰®软件平台系列中面向宽带信号实时分析的重要组件，能够将一套笔记本电脑与USRP变身为“便携式实时频谱分析仪”，可以实时查看、捕获并分析瞬变、复杂的射频信号，将为USRP在无线通信领域的多元化应用创造更多可能。NI Ettus USRP X410作为新一代的SDR平台，搭载弦丰®实时频谱分析软件，可以实现：
●频率扩展●
立思方为USRP X410提供了一套频率扩展设备，可以轻易将USRP X410 1MHz~7.2GHz的频率范围扩展到Ka波段。一个手提箱大小的频率扩展机箱，即可为USRP X410的4个接收通道和4个发射通道同时提供高至40GHz的频率扩展能力。具体特性包括：
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成都立思方（IntelliCube）是NI在国内最主要的合作伙伴，致力于提供基于NI射频测试产品的专业解决方案和增值服务。[
关键特性
- 4组独立的Tx和Rx通道，每个通道具有400MHz的瞬时带宽；
- 1MHz~7.2GHz的频率范围，最高可调谐至8GHz；
- 最高发送功率及接收功率：22dBm，0dBm；
- 超外差两级变频（<3ghz）和单级变频（>3GHz）；
- FPGA逻辑单元数量：930k (X310 USRP：407k）；
- 内置4核ARM®处理器，允许独立操作（嵌入式模式）或由外部主机来进行控制；
- 板载IP核：SD-FEC（软判决前向纠错）、DUC/DDC（数字上/下变频）；
- 同步：10MHz参考时钟、PPS(秒脉冲)接口、GPSDO（GPS驯服时钟）；
- 丰富的设备控制和数据传输接口： a) 两个支持10/40/100GbE的QSFP28接口； b) 一个PCIe Gen3 x8 接口； c) 标准命令、控制和调试接口：USB-C JTAG、USB-C 控制台、以太网 10/100 /1000M。
●为什么选择USRP X410？●
高性能与高集成度的完美融合
Xilinx Zynq UltraScale FPGA的可编程逻辑资源比其他USRP产品多两倍以上，可提供高吞吐量数字信号处理(DSP)，并进一步强化了IP核，例如板载软决策前向纠错(SD-FEC)IP核和数字上/下变频(DUC/DDC)内核。在仅由FPGA实现的设计中，SD-FEC逻辑将需要多个大型Virtex-7 FPGA来实现。因此，将其作为预先构建的内核集成到芯片中可以节省大量FPGA资源和开发工作。
除了系统的FPGA架构部分，Xilinx UltraScale RFSoC还配备了四个板载应用处理单元(APU)和两个实时处理单元(RPU)，适用于需要独立操作的板载嵌入式操作系统。
更宽的频率范围和瞬时带宽
NI Ettus USRP X410的频率范围涵盖1MHz至7.2GHz，最高可调谐至8GHz，非常适合于L、S、C波段的雷达原型研究以及试验。NI Ettus USRP X410也提供400MHz的瞬时带宽，因此可以利用更宽的信道实现信道绑定和载波聚合，从而获得更高的数据吞吐量。此外，射频前端架构采用3GHz以下的超外差两级变频和3GHz以上的单级变频，配合滤波和功率电平的控制，提供高保真信号的发射和接收。
轻松构建多辐射源环境仿真系统
USRP的多个通道都可以锁相至内部恒温晶体振荡器(OCXO)，获得小于50ppb的时钟抖动。内建的GPS驯服时钟(GPSDO)可以实现采样时间戳、10 MHz参考时钟、以及秒脉冲(PPS)生成。对于通道数更多并需要精确同步的应用（例如多辐射源环境仿真系统），可以使用PPS生成、外部参考时钟同步和LO/NCO相位重置来同步多个设备。可实现大数据的传输
随着雷达电子战设备带宽和通道的增加，其仿真验证平台的大量数据传输成为了一个挑战，为了解决这个问题，NI Ettus USRP X410具有两个可配置的QSFP接口，可以实现双100/40/10GbE光纤网口或2组4路并行的25Gb/s Aurora传输协议。此外，该仿真验证平台还包括一个PCIe Gen3 x8端口，实现高达 8 GB/s的传输速率（需要LabVIEW开发工具链）。通过这些高速传输协议和接口，NI Ettus USRP X410可以实现4通道400MHz带宽信号的实时传输和连续流盘。
更加便携的结构设计
NI Ettus USRP X410将四个发射通道和四个接收通道整合到一个紧凑的1U高、1/2机架宽的外壳中，重量仅为2.5kg，如此便携的结构设计使其易于运输和携带，方便现场测试和操作。同时，X410每个通道互相独立，这意味着每个通道可以调谐到不同的频率，适用于多辐射源仿真、频谱拼接、多通道数字化接收机以及多通道雷达发射机等技术研究与实现。
NI Ettus USRP X410的强大性能提供了一个理想的平台来为研究者的创新助力，搭配立思方提供的弦丰®软件套件，无论是在雷达还是通信领域，NI Ettus USRP X410都可以帮助加速研发设计和系统部署。
●弦丰®软件套件●
立思方作为NI在国内的最主要的伙伴，专门为NI USRP和Ettus USRP量身定制了一套弦丰®软件套件，让用户无需进行复杂的二次开发，就可以利用USRP实现专业仪器的功能特性。
弦丰®雷达信号生成与分析软件
弦丰®雷达信号生成与分析软件协同USRP X410 ，能够生成用于雷达功能和原理验证测试的全频段的各种类型的雷达信号，并且可以全面的测试、分析雷达信号，具体功能如下：
- 支持生成多种调频连续波信号和调频脉冲信号（线性调频、非线性调频、步进频、频移键控），调相信号（相位码、巴克码、弗兰克多相码）以及多种脉宽/重频模式的脉冲信号（突变、滑变、步进、参差）等；
- 支持雷达信号实时分析、脉冲参数测量分析，同时也提供频域、时频波形分析；
- 提供高至40GHz的频率扩展方案，可以将4路Tx和Rx通道均扩展至Ka波段。
弦丰®实时频谱分析软件
弦丰®实时频谱分析（RTSA）软件，作为弦丰®软件平台系列中面向宽带信号实时分析的重要组件，能够将一套笔记本电脑与USRP变身为“便携式实时频谱分析仪”，可以实时查看、捕获并分析瞬变、复杂的射频信号，将为USRP在无线通信领域的多元化应用创造更多可能。NI Ettus USRP X410作为新一代的SDR平台，搭载弦丰®实时频谱分析软件，可以实现：
- 高至400MHz的实时分析带宽和7.2GHz的频率范围，可调谐至8GHz；
- 以100%截获概率（POI）侦测到持续时间短至0.766µs的瞬变信号；
- 提供频率模板触发（FMT）技术来识别和记录瞬时或间歇性信号；
- 提供高速流盘回放功能，与实时频谱分析功能配合，长时间地记录和分析瞬变、间隙性信号。
- 提供高至40GHz的频率扩展方案，可以将4路Tx和Rx通道均扩展至Ka波段。
●频率扩展●
立思方为USRP X410提供了一套频率扩展设备，可以轻易将USRP X410 1MHz~7.2GHz的频率范围扩展到Ka波段。一个手提箱大小的频率扩展机箱，即可为USRP X410的4个接收通道和4个发射通道同时提供高至40GHz的频率扩展能力。具体特性包括：
- 单机箱支持4个频率扩展模块，每个模块支持：2 Rx、2 Tx，或 1 Rx/1 Tx模式；
- 每通道400MHz瞬时带宽，同时可选支持1GHz瞬时带宽；
- 支持X波段至Ka波段频率范围；
- 所有通道支持同步和相参；
- 频率扩展模块支持脱离机箱独立供电工作。
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成都立思方（IntelliCube）是NI在国内最主要的合作伙伴，致力于提供基于NI射频测试产品的专业解决方案和增值服务。[
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