一种射频信号采集板制造技术

本实用新型专利技术公开一种射频信号采集板，由天线、低噪声放大器、数字衰减器、混频器、宽带频率合成器、声表滤波器、功率检波器、运算放大器、模数转换器、以及4个功率放大器组成；天线的输出端经低噪声放大器连接数字衰减器的输入端，数字衰减器的输出端经第一功率放大器连接混频器的一个输入端；宽带频率合成器的输出端经第二功率放大器连接混频器的另一个输入端；混频器的输出端经第三功率放大器连接声表滤波器的输入端，声表滤波器的输出端经第四功率放大器连接连接功率检波器的输入端，功率检波器的输出端经运算放大器连接模数转换器的输入端。本实用新型专利技术具有低成本高带宽且监测频段连续的特点，能更有效地管理好频率资源和维护好空中电磁环境秩序。

【技术实现步骤摘要】
一种射频信号采集板
本技术属于无线通信
，具体涉及一种射频信号采集板。
技术介绍
当今社会通信技术发展迅猛，无线通信相关技术已广泛应用于社会各经济领域，然而无线电频率资源是一种有限的、不可再生的自然资源，如何有效地管理好频率资源和维护好空中电磁环境秩序已成为全世界无线电管理工作所面临的首要问题。空中无线电信号状态监测是合理规划使用无线电资源的重要手段，也是实现国家通信安全的重要保障。为加强对空中电磁环境实时监控，从而掌握区域内电磁频率覆盖和占用情况，使无线电频频谱资源得到合理科学的利用，迫切需要建设一些无线电监测设施，用于加强对地区无线电的监管，并对现有的无线电监测网进行补充和完善。在一些诸如通信运营商在做网络测量优化工作时，以及无线电管理部门在对无线通信基础设施进行安全保障监管时，都需要配置相对应的无线电监测仪器仪表，而此类设备往往价格相当昂贵。此类仪器仪表的射频信号采集处理部分往往内置高速模数转换AD、数模转换DA器件，以及高性能数字域信号处理芯片FPGA或DSP、ARM协处理器等，各种频域和时域处理和信号模型算法实现也较复杂，所以造价成本比较高。也有的设备，如运营商网优使用的无线信号监测设备，其射频信号采集识别是通过同时内置多种制式的2G/GPRS/3G/4GModem实现，而且这些Modem还区分移动、电信、联通不同运营商，所以要采集识别做足够多的网段则需配置的无线Modem种类也得足够多，而且采集的频段还不连续(比如使用的是电信2GModem则能采集识别的频段只能是CDMA870MHz-880MHz范围频段)。如果需要监测的区域位置点比较多，要做到大面积的实时监测，就需要部署更多的监测点。诸如通信运营商可以在大量的公交车和出租车内安装无线电监测装置，从而替代自行派出数量有限的网优路测车辆进行有限时间和有限区域的路测；以及无线电管理部门可以像建设通信基站一样在容易受到自然灾害从而导致基础通信设置被毁坏的区域更大面积的部署无线电监测装置来监测各类无线网络通信信号的有无。这样通信运营商的网络覆盖和通信服务质量，以及无线电管理部门对基础通信设施的保障监管都能得到大大改善。显然把价格昂贵的无线电监测仪器安装部署在大量的移动或固定监测点上是不现实的，所以就需要一种低成本而又具备实时的宽频段监测范围的装置，除去装置上的人机操作等附属部分，其核心是实现一种低成本高带宽且监测频段连续的射频信号采集板，可对无线电发射频率、功率、发射带宽等进行测量。
技术实现思路
本技术针对现有无线电监测仪器仪表造价昂贵，不适用于大规模应用部署的问题，提供一种低成本高带宽且监测频段连续的射频采集板。为解决上述问题，本技术是通过以下技术方案实现的：一种射频信号采集板，由天线、低噪声放大器、数字衰减器、混频器、宽带频率合成器、声表滤波器、功率检波器、运算放大器、模数转换器、以及4个功率放大器组成；天线的输出端经低噪声放大器连接数字衰减器的输入端，数字衰减器的输出端经第一功率放大器连接混频器的一个输入端；宽带频率合成器的输出端经第二功率放大器连接混频器的另一个输入端；混频器的输出端经第三功率放大器连接声表滤波器的输入端，声表滤波器的输出端经第四功率放大器连接连接功率检波器的输入端，功率检波器的输出端经运算放大器连接模数转换器的输入端。上述一种射频信号采集板还进一步包括主控板，该主控板分别与数字衰减器和宽带频率合成器相连。上述方案中，模数转换器的输出端与主控板连接。上述射频采集板还进一步包括滤波电路，滤波电路的输入端与天线的输出端连接，滤波电路的输出端与低噪声放大器连接。上述方案中，天线为宽带天线。与现有技术相比，本技术解决了使用现有无线电监测仪器仪表造价昂贵，不适用于大规模应用部署的问题，提供一种低成本高带宽且监测频段连续的射频采集板，从而能更有效地管理好频率资源和维护好空中电磁环境秩序。附图说明图1为一种射频信号采集板的原理框图。具体实施方式一种射频信号采集板，如图1所示，主要由天线、低噪声放大器、数字衰减器、混频器、宽带频率合成器、声表滤波器、功率检波器、运算放大器、模数转换器、4个功率放大器、以及主控板组成。天线的输出端经低噪声放大器连接数字衰减器的输入端，数字衰减器的输出端经第一功率放大器连接混频器的一个输入端。宽带频率合成器的输出端经第二功率放大器连接混频器的另一个输入端。混频器的输出端经第三功率放大器连接声表滤波器的输入端，声表滤波器的输出端经第四功率放大器连接连接功率检波器的输入端，功率检波器的输出端经运算放大器连接模数转换器的输入端。为了能够采集到更宽的频带范围(如700MHz～2600MHz)，在本技术中，所述天线为宽带天线。为了能够对天线采集的信号进行滤波，天线与低噪声放大器之间还设有一滤波电路，该滤波电路的输入端与天线的输出端连接，滤波电路的输出端与低噪声放大器连接。为了实现对射频采集板的采集频段进行灵活控制，主控板分别与数字衰减器和宽带频率合成器相连。此外，模数转换器的输出端输出的信号可以直接对外输出，也可以送入到主控板中进行处理后再对外输出。在本技术优选实施例中，模数转换器的输出端与主控板的输入端连接。本射频采集板的工作过程如下：空中的无线射频信号经由宽带天线接收，经过滤波电路后耦合进入低噪声放大器LNA。低噪声放大器是噪声系数很低的放大器，把微弱的空中信号进行初级放大，但放大器自身的噪声对信号的干扰很小，从而提高输出的信噪比。再经过电感和电容高频耦合电路输入数字衰减器，这是为防止输入的信号强度过大对后级放大电路造成损害，此数字衰减器默认预设为最大衰减值(如31dB),如果主控板检测到输入的信号强度过小不便于后面的ADC采样，则主控板会控制数字衰减器进行以1dB为步进逐步减少衰减值，直到合适后级可接受的信号强度。由于空中信号的强度会很小(一般在-120dBm～-30dBm)，经由LNA初级放大还不够达到适合进入混频器参与混频的信号强度，所以还需经过功率放大器PA进行再次信号功率放大。此处的混频器也称为变频器，是将天线上接收到的RF信号与本振产生的LO信号混频，输出IF中频信号频率等于两输入信号频率之差的器件。本振信号选用宽带频率合成器(VCO)产生，经由一级功率放大器PA放大到合适功率后再输入混频器。宽带频率合成器内部集成有VCO(即压控振荡器)，其与普通本振相比，在谐振回路中多出了电控器件(比如变容二极管)，压控振荡器多以克拉泼振荡器形式存在以保证电路工作点和Q值的稳定性。混频之后产生的输出IF中频信号(如71MHz)因为经过了混频所以容易叠加信号噪声，为保证信号质量而过滤不必要的信号噪声，则需要经过一级声表滤波器。声表滤波器(简称SAW)利用压电材料的压电特性，利用输入与输出换能器将电波的输入信号转换成机械能，经过处理后，再把机械能转换成电的信号，以达到过滤不必要的信号噪声，提升收信品质。由于混频输出后的中频信号强度一般较弱，需要经过一级功率放大器PA后再进入功率检波器(Detector)转化。此处使用的是一款均值响应功率检波器RFIC单芯片，适合大波峰因数信号，它能够将一个被检测的高频(如2.4GHz)复合调制RF射频信号转换为代表该信号均方根电平的直流电压。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种射频信号采集板，其特征在于：主要由天线、低噪声放大器、数字衰减器、混频器、宽带频率合成器、声表滤波器、功率检波器、运算放大器、模数转换器、以及4个功率放大器组成；天线的输出端经低噪声放大器连接数字衰减器的输入端，数字衰减器的输出端经第一功率放大器连接混频器的一个输入端；宽带频率合成器的输出端经第二功率放大器连接混频器的另一个输入端；混频器的输出端经第三功率放大器连接声表滤波器的输入端，声表滤波器的输出端经第四功率放大器连接连接功率检波器的输入端，功率检波器的输出端经运算放大器连接模数转换器的输入端。

【技术特征摘要】
1.一种射频信号采集板，其特征在于：主要由天线、低噪声放大器、数字衰减器、混频器、宽带频率合成器、声表滤波器、功率检波器、运算放大器、模数转换器、以及4个功率放大器组成；天线的输出端经低噪声放大器连接数字衰减器的输入端，数字衰减器的输出端经第一功率放大器连接混频器的一个输入端；宽带频率合成器的输出端经第二功率放大器连接混频器的另一个输入端；混频器的输出端经第三功率放大器连接声表滤波器的输入端，声表滤波器的输出端经第四功率放大器连接连接功率检波器的输入端，功率检波器的输...

【专利技术属性】
技术研发人员：鞠国栋，沈良恒，
申请(专利权)人：广州图卫科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44