The invention discloses an X-band broadband multi-beam digital receiving system and its signal processing method. The multiple radio frequency front-ends are used for limiting amplification, filtering and amplitude-phase control of the X-band radio frequency signal. The multi-beam network connects each radio frequency front-end separately, synthesizes the radio frequency signals output from the radio frequency front-end, and outputs multiple X-wave signals simultaneously. Segment digital receivers are connected to multi-beam networks separately, and the received multi-beam signals are processed by power division, filtering, amplification, direct digitization and digital down-conversion, and the baseband data are transmitted to the signal processor. The signal processor connects the X-band digital receivers, completes baseband processing, receives control instructions from outside, and adjusts the attenuation inside the RF front end. Phase-shifting codes are used to realize beam weighting. The invention uses a multi-beam network to receive multi-beam, greatly reduces the amount of equipment, greatly reduces the weight and cost, and greatly improves the engineering reliability.
【技术实现步骤摘要】
一种X波段宽带多波束数字接收系统及其信号处理方法
本专利技术涉及一种宽带多波束数据接收系统,尤其涉及的是一种X波段宽带多波束数字接收系统及其信号处理方法。
技术介绍
为了适应复杂电磁环境条件下对多种电子信号的侦收需求,急需一种能够满足大瞬时带宽、宽空域覆盖等技术要求的阵列接收系统。宽带多波束数字接收系统可以同时形成多个接收波束,同时处理多个波束实现宽空域覆盖。因此,宽带多波束数字接收系统在电子侦收系统中得到广泛应用。参考《相控阵雷达技术》(张光义、赵玉洁著,电子工业出版社)第7章和第8章的内容,常规的X波段宽带多波束接收系统实现方式可归纳为2种,第一、基于射频前端、合成网络及延时线等实现接收多波束,并对多波束输出信号进行混频、数字化处理;第二、基于射频前端、混频、数字化处理多个单元输入信号,在数字域实现接收多波束。第一种方式的框图见图1,实现多波束的灵活性好,但合成网络和延时线的设计复杂,且延时线的成本很高;受限于ADC器件水平,需使用混频模块实现频谱搬移,元器件数量多、模块体积大、成本高。第二种方式的框图见图2,实现多波束的灵活性最好,但受限于ADC器件水平,需使用混频模块实现频谱搬移,元器件数量多、体积大、成本高;且在波束形成前必须保证多路数据的时延对齐,波束形成需要很大的运算量和很高的运算速度。在实际操作过程中,常规的宽带多波束接收系统问题在于:1)实现接收多波束的代价大,第一种方式中系统的合成网络和延时线的设计复杂,且成本高;第二种方式中系统的定时及功耗问题突出;2)使用混频模块实现频谱搬移,元器件数量多、体积大、成本高,可靠性和稳定性也较低。专利 ...
【技术保护点】
1.一种X波段宽带多波束数字接收系统,其特征在于,包括多个射频前端、多波束网络、多个X波段数字接收机、信号处理机;所述多个射频前端用于对X波段射频信号进行限幅放大、滤波和幅相控制;所述多波束网络分别连接各个射频前端,将射频前端输出的射频信号进行合成,同时输出多个接收波束信号;所述多个X波段数字接收机分别连接多波束网络,对接收的多个波束信号进行功分、滤波、放大、直接数字化、数字下变频处理,并将基带数据传输至信号处理机;所述信号处理机连接各个X波段数字接收机,完成基带处理,并接收外部输入的控制指令,调整射频前端内部的衰减、移相码值,实现波束的加权。
【技术特征摘要】
1.一种X波段宽带多波束数字接收系统,其特征在于,包括多个射频前端、多波束网络、多个X波段数字接收机、信号处理机;所述多个射频前端用于对X波段射频信号进行限幅放大、滤波和幅相控制;所述多波束网络分别连接各个射频前端,将射频前端输出的射频信号进行合成,同时输出多个接收波束信号;所述多个X波段数字接收机分别连接多波束网络,对接收的多个波束信号进行功分、滤波、放大、直接数字化、数字下变频处理,并将基带数据传输至信号处理机;所述信号处理机连接各个X波段数字接收机,完成基带处理,并接收外部输入的控制指令,调整射频前端内部的衰减、移相码值,实现波束的加权。2.根据权利要求1所述的一种X波段宽带多波束数字接收系统,其特征在于,所述射频前端包括依次连接的限幅器芯片、低噪声放大芯片LNA、多功能芯片、自动增益控制芯片AGC、放大器芯片、均衡器芯片;所述限幅器芯片对输入射频信号进行功率限制,保护后级电路;所述低噪声放大芯片用于对射频信号进行低噪声放大;所述多功能芯片用于对射频信号进行预选滤波、幅度和相位调节;所述自动增益控制芯片用于扩展系统动态;所述放大器芯片用于对各路信号功率放大;所述均衡器芯片用于改善射频前端的起伏。3.根据权利要求1所述的一种X波段宽带多波束数字接收系统,其特征在于,所述多波束网络对射频前端输出的信号进行合成,在方位向上同时输出多个波束信号。4.根据权利要求1所述的一种X波段宽带多波束数字接收系统,其特征在于,所述射频前端有16个,X波段数字接收机有16个。5.根据权利要求4所述的一种X波段宽带多波束数字接收系统,其特征在于,所述射频前端通过第一射频电缆连接到多波束网络,所述多波束网络通过第二射频电缆将波束信号传输至各个X波段数字接收机,所述X波段数字接收机将基带数据通过光缆传输到信号处理机,所述信号处理机通过低频控制电缆连接射频前端。6.根据权利要求1所述的一种X波段宽带多波束数字接收系统,其特征在于,所述X波段数字接收机包括功分器、滤波器、放大器、超宽带采样保持放大器、ADC、时钟管理和信号处理单元FPGA;所述功分器、滤波器、放大器、超宽带采样保持放大器、ADC和信号处理单元FPGA板依次连接,所述时钟管理分别连接超宽带采样保持放大器和ADC,所述功分器对射频输入信号进行功分;所述滤波器对功分后的射频信号分段滤波;所述放大器对分段后的射频信...
【专利技术属性】
技术研发人员:向海生,杨宇宸,莫骊,万笑梅,夏润梁,肖圣兵,
申请(专利权)人:中国电子科技集团公司第三十八研究所,
类型:发明
国别省市:安徽,34
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