二进制相位调制就是在数字基带信号码元为0时，载波相位取π，使输出波形倒相；基带信号码元为1时，载波相位取0，输出波形不变。这样就以载波的不同相位表示了相应的基带脉冲信息，实现了频率的扩展[5]。本设计中的载波信号是一系列的正弦和余弦离散采样点值。通过试验发现在每个m系列基带码元时间段，即本设计所采取的64μs内，载波采样100个点能比较好地满足设计要求。载波离散采样点值的生成，也即正弦和余弦离散采样点值块的设计要考虑AD9857数字正交上变频器的并口数据输入端对数据格式及数据输入速率的要求。此处AD9857芯片要产生I/Q 2路正交载波离散采样点值并且要对数据进行14位补码形式的格式转换。由于VHDL硬件编程语言中没有正弦和余弦产生函数，所以本设计中先用C语言产生I/Q 2路正弦和余弦离散采样点值，并转化为14位补码格式，再把14位补码格式的点值存到一ROM块中，由调相器产生它们的取值地址。本设计中选用Altera公司的FLEX10K系列芯片中含有嵌入式阵列块(EAB)，可以构造ROM存储器。
　　调相器部分主要产生ROM存储器中点值的取值地址，同时完成调相功能。当ｍ序列基带码元是0时，载波相位倒相，根据正弦和余弦波形的特点，可使寻址点在码元由1到0的跳变(jump-low＝1)时，跳变到sinπ处(即第51个点值处），即可实现倒相；当ｍ序列基带码元是1时，载波相位不变，可使寻址点在码元由0到1的跳变(jump_high＝1)时，回到sin0处（即第1个点值处）。由于在ROM存储表中先存放正弦离散采样点值的100个点，后存放余弦离散采样点值的100个点，所以该部分的VHDL寻址程序可如下设计。
　　if(count202s=″01100100″) and (jump_low=′0′)  then
　　　　　　　　　--正弦离散采样点值部分
　　count202s<=″00000000″；--寻址到第100个点值处并且
　　　　　　　　　--不是码元的下跳沿时，回到第1个点值处
　　elsif(jump_high=′1′) then count202s<=″00000000″；
　　　　　　　　　--码元上跳沿时，寻址到第1个点处，调制相位为0
　　elsif( jump_low=′1′)  then count202s<=″00110010″；
　　　　　　　　　--码元下跳沿时，寻址到第51个点值处，调制相位为180°
　　else  count202s<=count202s+′1′；
　　end if；
　　if(reset=′1′) then  count202c<=″01100101″；--余弦离散
　　　　　　　　--采样点值寻址值先初始化到第101个点值处
　　elsif (en=′1′) then
　　if(count202c=″11001001″) and (jump_low=′0′) then
　　count202c<=″01100101″；--寻址到第200个点值处并且
　　　　　　　　--不是码元的下跳沿时，回到第101个点值处
　　elsif(jump_high=′1′)  then  count202c<=″01100101″；
　　　　　　　　--上跳沿时，寻址到第101个点处，调制相位为0
　　elsif ( jump_low=′1′)   then count202c<=″10010111″；
　　　　　　　　--码元下跳沿时，寻址到第151个点址处，调制相位为180°
　　else count202c<=count202c+′1′；
　　end if；
　　end if；
　　m 系列调相模块的编译仿真波形图如图4所示。从图4中可看出该模块的功能完全正确。

2.1.2 AD9857控制及串口配置模块
　　AD9857数字正交上变频器主要有并口和串口二大部分需要设置。并口输入数据由m系列伪随机码调相后的I/Q2路14位补码格式的基带数据流轮流提供。串口内各寄存器的配置是整个设计的关键，包括工作模式、频率控制字、时钟倍频、滤波器的内插因子和输出增益控制等参数的设置。根据串口读写时序要求本部分的设计用VHDL语言编程实现。
2.1.3 VXI总线接口模块的设计
　　VXI总线是在VME总线和GPIB总线的基础上发展起来的一种新型仪器系统总线。它吸取了VME和GPIB总线的优点，并结合仪器测量系统的自身特点而增加了许多新的性能，如零槽模块功能、资源管理器、配电、冷却和电磁兼容等[6]。新一代高频地波雷达系统即基于VXI总线传输模式。
　　VXI总线模块仪器可分为寄存器基、消息基、存储器基和扩展器件4个部分。用得较多的是前2种器件。寄存器基器件的VXI总线接口基本要求是只需具有配置寄存器，且与这种器件的通信是通过对寄存器的读、写来完成的，它不能控制其他器件，只能受其他器件的控制。消息基器件不仅应具有总线配置寄存器，而且还应能进行更高级的通信，支持更复杂的协议，如字串行协议等，它可以控制其他器件，也可被其他器件控制。
　　本设计中的信号发射模块基于寄存器基，其VXI总线接口模块中除了具有基本的配置寄存器，因该接口的通用性，它还要与接收模块等其他部分相兼容，因此其内部还有中断接口、数据传输接口等。本部分的设计也是根据VXI总线使用规范及时序要求，采用VHDL编程语言中的状态机方式实现。
2.2 数字上变频技术
　　传统的雷达发射系统一般采用锁相环（PLL）电路将模拟基带信号倍频到系统所需的载波频率上，然后再接一个模拟乘法器来完成调制功能。与传统锁相环技术相比，数字上变频技术具有频率分辨率高、相位线性变化、易于数字控制等优点，正得到越来越广泛的应用。典型的数字上变频器有AD公司的AD9856、AD9857以及Harris公司的HSP50215和Gray公司的4路发射芯片GC4114。本设计采用AD9857。AD9857数字正交上变频器一般有3种工作模式：正交调制模式、单频输出模式和内插DAC模式。工作在正交调制模式时，I/Q 2路数字基带信号交替输入，再分成2路，经过CIC滤波器、可编程内插器后送入正交调制器。DDS核提供一个正交的本振信号到正交调制器，与I/Q 2路数据相乘相加，产生一个正交调制的数据流，这些都在数字域完成。最后通过14位的DAC输出正交调制的模拟信号；工作在单频输出模式时，AD9857相当于一个DDS频率源，不接受外部数据。DDS核在频率控制字的控制下产生一个单频数字信号，再经DAC输出；工作在内插DAC模式时，输入14位的I通道数据，经过内插后再经DAC输出。该模式下对信号进行过采样操作，但保持原始信号频谱不变。在本设计中采用正交调制模式。
2.3 后续处理电路
　　由图2可知，后续处理电路主要包括经AD9857数字正交上变频器上变频后的中频模拟信号的A/D 转换、滤波和功率放大等环节。软件无线电的目标是在较高的中频、甚至射频段就开始对信号进行数字化处理，这样可以减少系统中模拟器件的数量，增加系统的灵活性。为达到此要求，ADC必须有很高的采样速率和工作带宽。为适应复杂的电磁环境，还要求ADC具有大的动态范围。此时的中频输出信号，需要高频窄带滤波器进行滤波，一般的LC滤波器是不能满足要求的，要选用工作频率稳定度高、阻带衰减特性陡峭、插入损耗小的石英晶体谐振器组成的高频窄带滤波器，放大电路部分宜采用低噪声高带宽的可调增益放大器。本设计中采用的就是90MHz带宽的低噪声可调增益放大器AD603。
3  结束语
　　基于软件无线电思想，采用m系列伪随机码调相体制的新一代高频地波雷达系统的中频将达到40.5MHz。因此一些关键技术要有所突破，主要包括数字上变频技术和数字下变频技术、高速A/D和D/A变换技术、开放式总线结构技术和高速数字信号处理技术等。本设计中的基于AD9857数字正交上变频器的伪随机码调相体制高频地波雷达发射部分系统的方案就是按上述要求实现的，并已取得了初步成功。