一种短波全频段宽带多信道接收系统技术方案

本发明专利技术涉及一种短波全频段宽带多信道接收系统，包括电源模块、射频信号处理子系统、数字信号处理子系统、时钟电路，射频信号处理子系统包括依次连接的输入保护电路、天线衰减电路、低通滤波器、模式切换电路、高/低通预选滤波器、全频段高线性低噪声放大器，数字信号处理子系统包括依次连接的两路ADC采集电路、数字信号处理模块，全频段高线性低噪声放大器处理的射频信号通过功分器一分为二后输入两路ADC采集电路进行采样处理，时钟电路分别与两路ADC采集电路、数字信号处理模块相连，数字信号处理模块连有以太网传输模块。本发明专利技术有效解决目前短波接收设备频段覆盖不够、动态范围不足、易出现虚假响应等问题。

A short wave full band broadband multichannel receiving system

The invention relates to a short wave full band broadband multi-channel receiving system, which includes a power module, a radio frequency signal processing subsystem, a digital signal processing subsystem and a clock circuit. The radio frequency signal processing subsystem includes a successively connected input protection circuit, an antenna attenuation circuit, a low-pass filter, a mode switching circuit, a high / low-pass preselection filter, a full band high linear low-noise amplifier The digital signal processing subsystem consists of two ADC acquisition circuits and digital signal processing modules connected in turn. The RF signal processed by the full band high linear low noise amplifier is divided into two parts by the power divider and then input into two ADC acquisition circuits for sampling processing. The clock circuit is respectively connected with two ADC acquisition circuits and digital signal processing modules, and the digital signal processing module is connected There is Ethernet transmission module. The invention effectively solves the problems of insufficient frequency band coverage, insufficient dynamic range and prone to false response of the current shortwave receiving equipment.

【技术实现步骤摘要】
一种短波全频段宽带多信道接收系统
本专利技术涉及电子信息
，具体来说，涉及一种短波全频段宽带多信道接收系统。
技术介绍
理想的软件无线电接收设备要求数字化处理接口要尽可能地去靠近天线的根部，亦即能够对天线接收下来的信号直接进行射频采样，然后在数字域当中加载相应的软件模块来实现信号的识别、解调、解码等功能。但受制于当今ADC芯片的性能，这种理想的软件无线电接收设备在现实世界中很难实现，必须对射频信号先进行适当的滤波放大再送至ADC采样芯片。另外一方面，由于现代短波通信中应用了一些诸如跳频、猝发和扩频通信等新技术，使得短波通信信号具备了更低的检测概率与截获概率，必然要求接收设备工作的瞬时带宽能全频段实时覆盖，传统的固定亚倍频程预选滤波器就不能使用；其次，由于短波通信信号主要是通过电离层的反射来进行传播的，其受到电离层活动及多径效应影响较大，致使到达接收端的信号通常都非常微弱，对接收设备的噪声性能提出了更高的要求；最后，由于各种电台和工业干扰增多，极大的增加了接收设备产生虚假响应的几率，这些因素都对短波接收设备提出了宽带、高灵敏度和大动态范围的要求。针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
针对相关技术中的上述技术问题，本专利技术提出一种短波全频段宽带多信道接收系统。一方面，从天线端接收下来的短波通信信号在射频处理阶段的电路是完全宽开的，没有使用固定亚倍频滤波器,而是采用高低通组合形式；另一方面，在数字处理阶段，对采集之后的信号进行了窄带DDC滤波处理，使得其又继承了传统的超外差式接收设备具备的优良灵敏度信号接收和较强抗干扰性能。为实现上述技术目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种短波全频段宽带多信道接收系统，包括电源模块、射频信号处理子系统、数字信号处理子系统、时钟电路，所述电源模块为整个系统供电，所述射频信号处理子系统包括依次连接的输入保护电路、天线衰减电路、低通滤波器、模式切换电路、高/低通预选滤波器、全频段高线性低噪声放大器，所述数字信号处理子系统包括依次连接的两路ADC采集电路、数字信号处理模块，所述全频段高线性低噪声放大器处理的射频信号通过功分器一分为二后输入两路ADC采集电路进行采样处理，所述时钟电路分别与两路ADC采集电路、数字信号处理模块相连，所述数字信号处理模块连有以太网传输模块。进一步的，所述输入保护电路包括检波电路和继电器切换电路，输入信号超过20dBm时，继电器将输入电路自动切换到保护模式，所述检波电路由电阻分压取样电阻组成，其中，继电器采用IM03NS。进一步的，所述天线衰减电路由两组继电器电路级联而成，衰减网络由π型电阻性网络组成，共提供0dB、10dB、20dB和30dB四种档位，其中，继电器采用IM03NS。进一步的，所述低通滤波器由11阶LC网路组成、基于椭圆低通函数形式设计、截止频率点为30MHz、通带内滤波器插损优于1dB、通带外远端抑制度优于90dB。进一步的，所述模式切换电路中的切换开关采用继电器IM03NS。进一步的，所述高/低通预选滤波器包括高通滤波器、低通滤波器，所述高通滤波器的截止频率划分为1.5MHz、2.2MHz、3.0MHz、4.5MHz、6.6MHz、10.0MHz、13.0MHz、15.0MHz、22.0MHz、26.0MHz，所述低通滤波器的截止频率划分为2.2MHz、3.0MHz、4.5MHz、6.6MHz、10.0MHz、13.0MHz、15.0MHz、22.0MHz、26.0MHz、30.0MHz。进一步的，所述全频段高线性低噪声放大器采用前馈形式实现。进一步的，所述数字信号处理模块包括FPGA电路、DSP电路；所述FPGA电路用于完成对模拟通道的控制和对原始采样信号进行FIR滤波、频谱搬移、数据抽取，同时，FPGA电路还用于完成短波全频段多路窄带信号并行DDC处理及信号提取任务；所述DSP电路用于完成网络接口通讯功能，传输数据至上位机界面和服务器终端，同时接收上位机界面下发的各种操作指令。进一步的，所述以太网传输模块将FPGA电路送出的并行数字信号转换为万兆以太网数据，通过光纤接口上传给服务器。进一步的，所述电源模块采用高效能开关电源模块实现交流220V到直流+24V的转换，然后再用高效DC/DC转换模块实现各路供电需求，牵涉到的电源种类有+5.5VA、±6.5V、±12.5V、+12V、+5V、+5V_AD、+5V_DA。本专利技术的有益效果：基于短波全频段射频直接采样技术，实现了短波信号全频段覆盖实时接收；采用双路ADC采样芯片对同一信号进行交错采集，进一步扩大了接收设备动态范围；在继承了传统窄带接收机优异的抗干扰性能基础上，又拓展了接收机宽带应用，具有极高的扫描速度；射频前端电路的极简化设计，只需更少的部件，有更高的MTBF；有效解决目前短波接收设备频段覆盖不够、动态范围不足、易出现虚假响应等问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是根据本专利技术实施例所述的一种短波全频段宽带多信道接收系统的完整短波通信信号接收处理流程图。图2是根据本专利技术实施例所述的高/低通预选滤波器电路结构示意图。图3是根据本专利技术实施例所述的全频段高线性低噪声放大器电路结构示意图。图4是根据本专利技术实施例所述的双ADC射频直接并行采样原理图。图5是根据本专利技术实施例所述的电源模块的电路结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1所示，根据本专利技术实施例所述的一种短波全频段宽带多信道接收系统，主要由射频信号处理子系统、时钟电路、数字信号处理子系统和电源模块组成。射频信号处理子系统由依次连接的输入保护电路、天线衰减电路、低通滤波器、模式切换电路、高/低通预选滤波器、全频段高线性低噪声放大器组成，经过模拟预处理的射频信号经过一分二的功分器后输入两路ADC采集电路进行采样处理。时钟电路为数字采集系统提供高纯度、高精度的采样时钟，采样时钟频率为102.4MHz，除内置参考时钟源之外，亦能通过锁相环电路同步于外部参考时钟信号源。数字信号处理子系统主要包括两路ADC采集电路、FPGA电路、DSP电路和万兆以太网传输模块等。其中，FPGA电路主要完成对模拟通道的控制和对原始采样信号进行FIR滤波、频谱搬移、数据抽取，同时，完成短波全频段多路窄带信号并行DDC处理及信号提取任务，担负着频谱监测、信号检测等功能。万兆以太网传输模块主要由1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种短波全频段宽带多信道接收系统，包括电源模块、射频信号处理子系统、数字信号处理子系统、时钟电路，所述电源模块为整个系统供电，其特征在于，所述射频信号处理子系统包括依次连接的输入保护电路、天线衰减电路、低通滤波器、模式切换电路、高/低通预选滤波器、全频段高线性低噪声放大器，所述数字信号处理子系统包括依次连接的两路ADC采集电路、数字信号处理模块，所述全频段高线性低噪声放大器处理的射频信号通过功分器一分为二后输入两路ADC采集电路进行采样处理，所述时钟电路分别与两路ADC采集电路、数字信号处理模块相连，所述数字信号处理模块连有以太网传输模块。/n

【技术特征摘要】
1.一种短波全频段宽带多信道接收系统，包括电源模块、射频信号处理子系统、数字信号处理子系统、时钟电路，所述电源模块为整个系统供电，其特征在于，所述射频信号处理子系统包括依次连接的输入保护电路、天线衰减电路、低通滤波器、模式切换电路、高/低通预选滤波器、全频段高线性低噪声放大器，所述数字信号处理子系统包括依次连接的两路ADC采集电路、数字信号处理模块，所述全频段高线性低噪声放大器处理的射频信号通过功分器一分为二后输入两路ADC采集电路进行采样处理，所述时钟电路分别与两路ADC采集电路、数字信号处理模块相连，所述数字信号处理模块连有以太网传输模块。


2.根据权利要求1所述的一种短波全频段宽带多信道接收系统，其特征在于，所述输入保护电路包括检波电路和继电器切换电路，输入信号超过20dBm时，继电器将输入电路自动切换到保护模式，所述检波电路由电阻分压取样电阻组成，其中，继电器采用IM03NS。


3.根据权利要求1所述的一种短波全频段宽带多信道接收系统，其特征在于，所述天线衰减电路由两组继电器电路级联而成，衰减网络由π型电阻性网络组成，共提供0dB、10dB、20dB和30dB四种档位，其中，继电器采用IM03NS。


4.根据权利要求1所述的一种短波全频段宽带多信道接收系统，其特征在于，所述低通滤波器由11阶LC网路组成、基于椭圆低通函数形式设计、截止频率点为30MHz、通带内滤波器插损优于1dB、通带外远端抑制度优于90dB。


5.根据权利要求1所述的一种短波全频段宽带多信道接收系统，其特征在于，所述模式切换电路中的切换开关采用继电器IM03NS。


6.根据权利要求1所述的一种短波全频段宽带多...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵智兵，徐保根，彭志华，
申请(专利权)人：同方电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江西;36