一种多波段宽带短波接收通道电路制造技术

本发明专利技术涉及一种多波段宽带短波接收通道电路。包括前置滤波器、分波段滤波器、增益调整电路、后置滤波器、A/D采样器；由接收天线接收的短波通信信号，首先进入前置滤波器滤除带外干扰和谐波，然后进入分波段滤波器，接收机通过电子开关快速切换控制选择对应的波段进行滤波，经过分段滤波器后的信号进入到增益调整电路，增益调整电路依据进入A/D采样器的信号强度大小来选择不同的信号通路，确保信号强度电平在A/D采样器的采样量程内。本发明专利技术所述电路有效解决了射频信号直接采样存在的带外强干扰阻塞有用小信号的难题，确保信号强度电平在A/D采样器的采样量程内，提高了A/D采样器的动态范围。

【技术实现步骤摘要】
一种多波段宽带短波接收通道电路
本专利技术属于无线通信
，尤其是短波通信接收机射频通道滤波和增益控制
，具体涉及一种多波段宽带短波接收通道电路。
技术介绍
接收机的基本原理是在短波频段信号中，利用滤波和放大的方法提取有用信号，其中滤波是接收机中关键的技术之一。在短波频段范围内，中心频率可变的窄带带通滤波器在技术上是难以实现的。所以现有接收机大多采用超外差混频滤波方案，通过设置调整本振频率保持与接收频率存在一个固定频差，得到一个固定中频，然后通过性能优良的中心频率固定的陶瓷、晶体或声表面滤波器，对信号进行滤波后对中频信号进行A/D采样。随着硬件技术水平的不断提高，尤其是高采样率、高精度ADC和大规模FPGA的技术进步，使得短波通信信号不经过超外差混频滤波，直接对射频信号A/D采样成为可能。这样的电路设计具备以下好处：1)与中频信号A/D采样相比，可以大幅度简化信道机的硬件，尤其省去了混频、独立的频率合成等部件；2)减少了由混频器件带来的组合音干扰，同时由于射频信号直接AD采样无需本振频率，不存在本振相位噪声影响；3)由于模拟器件减少，受模拟器件的非线性影响小。但直接对射频信号A/D采样电路设计同样面A/D采样动态范围窄的临难题，即如何在大信号存在的条件下，保证在灵敏度附近小信号的解调性能。这个问题归结为“带外”大信号阻塞问题。短波频段干扰多，频段拥挤，并且存在大量超大功率广播电台，采用无任何滤波处理的直接射频采样技术会导致真正有用小信号被淹没在强噪声中
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种多波段宽带短波接收通道电路，有效解决了射频信号直接采样存在的“带外”强干扰阻塞有用小信号的难题，提高了A/D采样器的动态范围；实现了短波频段1.5～30MHz频率范围内全频段宽带信号的快速并行接收处理，基于干信比测量的动态范围达130dB以上，达到单信道一级接收机射频电路的水平。为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种多波段宽带短波接收通道电路，包括前置滤波器、分波段滤波器、增益调整电路、后置滤波器、A/D采样器；其中，前置滤波器用于对来自接收天线的射频信号进行滤波处理，获得短波频段内的通信信号；分波段滤波器用于对来自前置滤波器的通信信号进行分段滤波处理，获得指定频段内的短波通信信号；增益调整电路用于对来自分波段滤波器的短波通信信号进行增益调整，使得信号强度电平位于A/D采样器的采样量程内；后置滤波器用于对来增益调整电路的短波通信信号进行滤波处理，获得频谱纯净的短波通信信号。较佳地，前置滤波器为椭圆函数模拟滤波器模型。较佳地，分波段滤波器由若干个波段的带通滤波器以及其对应切换开关电路组成；每个波段的带通滤波器输出信号为选通的经对应波段带通滤波器滤波后输出的射频信号；每路切换开关电路受自于通信接收机的控制电压信号的控制；通信接收机依据接收信号频率值所属的频率范围产生对应波段滤波器的选通控制电压信号。较佳地，电子切换开关电路由PIN二极管组成，当电子切换开关工作时，控制电压信号中有且仅有一路电压信号加上正电压，相应电子切换开关电路被选通；其他电子切换开关的控制电压信号加上负电压，对应的PIN二极管处于截止状态。较佳地，增益调整电路由切换开关、低噪声放大器、固定增益衰减器一、固定增益衰减器二组成；其中，切换开关包括开关对一、开关对二、开关对三和独立开关；通信接收机依据A/D采样器输出信号的强度大小闭合或断开不同的开关对，让接收信号通过不同的放大或衰减通路；具体的闭合通断控制方法如下：1)通信接收机计算1.1MHz信号带宽内的功率积Pb，当整个通带内的功率积Pb＜-20dBm时，开关对一闭合，其他开关对和独立开关断开，分波段滤波器输出的信号通过低噪声放大器进行放大，然后进入后置滤波器；2)当整个通带内的功率积满足-5dBm＜Pb＜10dBm时，独立开关闭合，其他开关对均断开，分波段滤波器输出的信号切换到直通通路，直接进入后置滤波器；3)当1.1MHz信号带宽内的功率积Pb继续增大，Pb＞10dBm时，开关对二闭合，其他开关对和独立开关断开，接收信号进行-12dB的固定衰减后进入后置滤波器；4)当1.1MHz信号带宽内的功率积Pb继续增大，Pb＞20dBm时，开关对三闭合，其他开关对和独立开关断开，接收信号进行-22dB的固定衰减后进入后置滤波器。本专利技术与现有技术相比，其显著优点在于：(1)本专利技术通过采用分段滤波的思想对射频信号进行处理，通过高速电子开关控制分段滤波器按波段快速切换，有效解决了射频信号直接采样存在的“带外”强干扰阻塞有用小信号的难题；(2)本专利技术中的增益调整电路依据进入A/D采样器的信号强度大小来选择不同的信号通路，确保信号强度电平在A/D采样器的采样量程内，提高了A/D采样器的动态范围。附图说明图1是本专利技术多波段宽带短波接收通道电路示意。图2是本专利技术中分波段滤波器的结构示意图。图3是本专利技术基于干信比测量的动态范围指标测试框图。具体实施方式容易理解，依据本专利技术的技术方案，在不变更本专利技术的实质精神的情况下，本领域的一般技术人员可以想象出本专利技术的多种实施方式。因此，以下具体实施方式和附图仅是对本专利技术的技术方案的示例性说明，而不应当视为本专利技术的全部或者视为对本专利技术技术方案的限制或限定。结合图1，本专利技术所述多波段宽带短波接收通道电路包括前置滤波器U1、分波段滤波器U2、增益调整电路U3、后置滤波器U4、A/D采样器D1。其中，前置滤波器U1用于对来自接收天线的射频信号进行滤波处理，滤除带外干扰和谐波，获得短波频段内的通信信号。分波段滤波器U2用于对来自前置滤波器U1的通信信号进行分段滤波处理，获得指定频段内的短波通信信号。增益调整电路U3用于对来自分波段滤波器U2的短波通信信号进行增益调整，使得信号强度电平位于A/D采样器的采样量程内。后置滤波器U4用于对来增益调整电路U3的短波通信信号进行滤波处理，滤除前级射频处理电路产生的杂散和谐波，获得频谱纯净的短波通信信号。本专利技术考虑到通信接收机对信号频带内波动、群时延指标要求不是很高，而为了减少带外谐波，对滤波器的矩形系数要求较高，前置滤波器U1采用具备较好矩形系数的椭圆函数模拟滤波器模型。结合图2，分波段滤波器U2由27个波段带通滤波器F1-F27以及其对应切换开关电路组成，切换开关由PIN二极管组成。分波段滤波器U2输入信号为来自于前置滤波器U1的射频信号RF_IN，输出信号为选通其中某一波段带通滤波器后的输出射频信号RF_OUT，L1、L2是接地馈电电感。BIAS1-BIAS27是控制PIN二极管导通或截止的控制电压信号，来自于通信接收机，通信接收机依据接收信号频率值所属的频率范围产生对应的波段滤波器选通控制信号。因为27个波段带通滤波器的选通过程类似，为了叙述方便，以选通波段带通滤波器F9为例进行说明。V17和V18是由PIN二极管组成的电子切换开关，主要功能是完成波段带本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多波段宽带短波接收通道电路，其特征在于，包括前置滤波器(U1)、分波段滤波器(U2)、增益调整电路(U3)、后置滤波器(U4)、A/D采样器(D1)；其中，/n前置滤波器(U1)用于对来自接收天线的射频信号进行滤波处理，获得短波频段内的通信信号；/n分波段滤波器(U2)用于对来自前置滤波器(U1)的通信信号进行分段滤波处理，获得指定频段内的短波通信信号；/n增益调整电路(U3)用于对来自分波段滤波器(U2)的短波通信信号进行增益调整，使得信号强度电平位于A/D采样器的采样量程内；/n后置滤波器(U4)用于对来增益调整电路(U3)的短波通信信号进行滤波处理，获得频谱纯净的短波通信信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种多波段宽带短波接收通道电路，其特征在于，包括前置滤波器(U1)、分波段滤波器(U2)、增益调整电路(U3)、后置滤波器(U4)、A/D采样器(D1)；其中，
前置滤波器(U1)用于对来自接收天线的射频信号进行滤波处理，获得短波频段内的通信信号；
分波段滤波器(U2)用于对来自前置滤波器(U1)的通信信号进行分段滤波处理，获得指定频段内的短波通信信号；
增益调整电路(U3)用于对来自分波段滤波器(U2)的短波通信信号进行增益调整，使得信号强度电平位于A/D采样器的采样量程内；
后置滤波器(U4)用于对来增益调整电路(U3)的短波通信信号进行滤波处理，获得频谱纯净的短波通信信号。


2.如权利1所述的多波段宽带短波接收通道电路，其特征在于，前置滤波器(U1)为椭圆函数模拟滤波器模型。


3.如权利1所述的多波段宽带短波接收通道电路，其特征在于，分波段滤波器(U2)由若干个波段的带通滤波器以及其对应切换开关电路组成；每个波段的带通滤波器输出信号为选通的经对应波段带通滤波器滤波后输出的射频信号；每路切换开关电路受自于通信接收机的控制电压信号的控制；通信接收机依据接收信号频率值所属的频率范围产生对应波段滤波器的选通控制电压信号。


4.如权利3所述的多波段宽带短波接收通道电路，其特征在于，电子切换开关电路由PIN二极管组成，当电子切换开关工作时，控制电压信号中有且仅有一路电压信号加上正电压，相应电子切换开关电路被选通；其他电子切换开关的控...

【专利技术属性】
技术研发人员：江汉，王金龙，徐以涛，徐煜华，罗屹洁，
申请(专利权)人：中国人民解放军陆军工程大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32