一种短波多通道并行接收处理系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种短波多通道并行接收处理系统，其包括多通道接收模块和多通道数字处理模块，多通道接收模块采用多个接收通道对整个短波频段信号进行接收，每个接收通道实现对部分频段的滤波和放大，所有接收通道并行工作实现对全频段覆盖，多通道数字处理模块采用多个ADC器件对输入的并行多通道信号进行射频直接采样，并且用FPGA器件实现多路宽带数字下变频处理，将全频段的射频信号转换为数字信号输出。本实用新型专利技术有效解决了短波频段宽带接收信道对接收器件的动态范围指标要求高的难题，系统组成简单、实施方便。实施方便。实施方便。

【技术实现步骤摘要】
一种短波多通道并行接收处理系统


[0001]本技术属于无线信号侦察监测
，特别地涉及一种短波多通道并行接收处理系统。

技术介绍

[0002]在短波通信信号侦察或监测中，需要快速对全频段信号进行宽带接收、采集和处理，现有的短波信号宽带接收一般有两种技术体制，一种是超外差式，一种是射频直接采样式。
[0003]超外差式是将输入射频经过两次模拟混频，转换为一定带宽的中频信号，采用ADC将模拟中频信号转换为数字中频，然后由数字处理设备完成信号处理和分析等功能，系统性能受本振、混频器等影响较大，此外设备组成复杂、成本较高。
[0004]射频直接采样式是将输入射频信号经低噪声放大，用带通滤波器选择工作频段，然后用ADC对射频信号直接进行采样，带通滤波器一般采用低通滤波器和高通滤波器组合的方式，通过切换不同的组合方式，可以实现在不同频段工作。射频直接采样式相对于超外差式减少了本振、混频等电路，设备组成简单，性能更好。
[0005]在短波宽带接收中，接收动态范围是重要的指标，带宽越大需要接收通道具有更大的动态范围，否则会产生虚假信号，而且产生的虚假信号无法在数字域消除，这样就影响后续的信号处理。
[0006]由于短波频段覆盖2MHz～30MHz，而且信号密集，要实现短波全频段接收，一般来说接收系统的动态范围要达到100dB以上，在现有的器件水平和经费制约下，难以实现工程化量产。根据目前主流的滤波、放大器件和ADC的性能，接收系统的动态范围能达到85dB左右，因此无论采用哪种体制的短波宽带接收系统，接收信道的带宽一般不超过8MHz，要实现全频段宽带处理只能采取频段扫描的方式，频段扫描是一种分时处理方法，会造成信号在时间上的不连续，在一些特定场合无法使用。
[0007]在陆军工程大学的专利《一种多波段宽带短波接收通道电路》(申请号：CN201910172388.6，公开号(公开)：CN111669193A)中，提出了一种多波段宽带短波接收通道电路，该技术主要应用于短波通信，将整个短波频段划分为27个子波段，每个子波段的3dB带宽约1.1MHz，通过电子开关进行选择其中一路输出，用单个ADC进行采集，通过减小工作带宽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问题，降低了对接收器件、ADC器件的动态指标要求，通过开关切换实现全频段工作，但该技术在一个时刻只能工作在一个子波段，需要全频段工作时，必须采用开关切换，也是一种时分工作模式，在无线通信应用时，双方可以根据协议约定同时切换，但在无线信号侦察或监测应用时，该技术无法满足全频段同时接收和处理的要求。

技术实现思路

[0008]本技术的目的在于提供一种短波多通道并行接收处理系统，通过多通道并行
工作实现全频段信号接收和处理，降低了对接收信道动态范围的要求，提高了信号接收处理效率。
[0009]为达到上述目的，本技术采用如下技术方案：一种短波多通道并行接收处理系统，其包括多通道接收模块和多通道数字处理模块；
[0010]所述多通道接收模块包括依次串联的保护电路、衰减电路、预放大电路与功分电路、以及4路带通滤波放大电路A～D；所述4路带通滤波放大电路A～D的通带互不重合且覆盖整个短波波段；
[0011]每一路所述带通滤波放大电路均包括依次串联的低通滤波器、高通滤波器以及放大器；所述高通滤波器的通带起始频率低于所述低通滤波器的通带截止频率，二者共同作用形成带通滤波效果；
[0012]所述多通道数字处理模块包括4个处理通道，每个所述处理通道均包括依次串联的一路ADC、M个数字下变频器以及M个缓存器。
[0013]所述数字下变频器包括数控振荡器、正交调制器、下采样滤波器FIR1和下采样滤波器FIR2。
[0014]所述ADC的输入端与所述带通滤波放大电路的输出端电连接，将信号转换为数字射频信号，然后与所述正交调制器的一个输入端连接，所述数控振荡器产生的数字载波信号与正交调制器的另一个输入端连接，正交调制器输出的信号连接到所述下采样滤波器FIR1，FIR1的输出端连接到所述下采样滤波器FIR2，FIR2输出宽带DDC信号。
[0015]进一步的，所述保护电路的输入端电连接外部射频输入信号，所述衰减电路的输出端与所述预放大电路的输入端电连接。
[0016]进一步的，所述保护电路包括一级防雷保护模块与二级限幅保护模块。
[0017]进一步的，所述一级防雷保护模块包括气体放电管，所述气体放电管的一端接地且另一端与外部射频输入信号连接。
[0018]进一步的，所述二级限幅保护模块为由四个二极管进行两级串联的双向限幅电路，其包括四个二极管D1～D4，二极管D1的正极与外部射频输入信号连接，二极管D1的负极与二极管D2的正极连接，二极管D2的负极接地；二极管D3的负极与外部射频输入信号连接，二极管D3的正极与二极管D4的负极连接，二极管D4的正极接地。
[0019]进一步的，所述功分电路有4路输出信号，分别输入所述4路带通滤波放大电路A～D中。
[0020]进一步的，所述带通滤波放大电路A包括6MHz低通滤波器、2MHz高通滤波器以及放大器U1；所述功分电路输出的第1路信号依次经过6MHz低通滤波器、2MHz高通滤波器以及放大器U1后，输出4MHz带宽的第一射频信号；
[0021]所述带通滤波放大电路B包括14MHz低通滤波器、6MHz高通滤波器以及放大器U2；所述功分电路输出的第2路信号依次经过14MHz低通滤波器、6MHz高通滤波器以及放大器U2后，输出8MHz带宽的第二射频信号；
[0022]所述带通滤波放大电路C包括22MHz低通滤波器、14MHz高通滤波器以及放大器U3；所述功分电路输出的第3路信号依次经过22MHz低通滤波器、14MHz高通滤波器、放大器U3后，输出8MHz带宽的第三射频信号；
[0023]所述带通滤波放大电路D包括30MHz低通滤波器、22MHz高通滤波器以及放大器U4；
所述功分电路输出的第4路信号依次经过30MHz低通滤波器、22MHz高通滤波器以及放大器U4后，输出8MHz带宽的第四射频信号。
[0024]进一步的，所述多通道数字处理模块包括4个处理通道；
[0025]第1路处理通道中，所述数字下变频器的载频为4MHz，所述下采样抽取滤波器包括2MHz低通滤波，抽取得到宽带DDC信号的频段为2
‑
6MHz；
[0026]第2路处理通道中，所述数字下变频器设置有两个，所述下采样抽取滤波器对应设置有两个，形成两路信道；其中一路信道中，数字下变频器的载频为8MHz，下采样抽取滤波器包括2MHz低通滤波，抽取得到宽带DDC信号的频段为6
‑
10MHz；另一路信道中，数字下变频器的载频为12MHz；所述下采样抽取滤波器包括2MHz低通滤波，抽取得到宽带DDC信号的频段为10
‑
14MHz；
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种短波多通道并行接收处理系统，其特征在于：其包括多通道接收模块和多通道数字处理模块；所述多通道接收模块包括依次串联的保护电路、衰减电路、预放大电路与功分电路、以及4路带通滤波放大电路A～D；所述4路带通滤波放大电路A～D的通带互不重合且覆盖整个短波波段；每一路所述带通滤波放大电路均包括依次串联的低通滤波器、高通滤波器以及放大器；所述高通滤波器的通带起始频率低于所述低通滤波器的通带截止频率，二者共同作用形成带通滤波效果；所述多通道数字处理模块包括4个处理通道，每个所述处理通道均包括依次串联的一路ADC、M个数字下变频器以及M个缓存器；所述数字下变频器包括数控振荡器、正交调制器、下采样滤波器FIR1和下采样滤波器FIR2；所述ADC的输入端与所述带通滤波放大电路的输出端电连接，将信号转换为数字射频信号，然后与所述正交调制器的一个输入端连接，所述数控振荡器产生的数字载波信号与正交调制器的另一个输入端连接，正交调制器输出的信号连接到所述下采样滤波器FIR1，FIR1的输出端连接到所述下采样滤波器FIR2，FIR2输出宽带DDC信号。2.如权利要求1所述的短波多通道并行接收处理系统，其特征在于：所述保护电路的输入端电连接外部射频输入信号，所述衰减电路的输出端与所述预放大电路的输入端电连接。3.如权利要求2所述的短波多通道并行接收处理系统，其特征在于：所述保护电路包括一级防雷保护模块与二级限幅保护模块。4.如权利要求3所述的短波多通道并行接收处理系统，其特征在于：所述一级防雷保护模块包括气体放电管，所述气体放电管的一端接地且另一端与外部射频输入信号相连。5.如权利要求3所述的短波多通道并行接收处理系统，其特征在于：所述二级限幅保护模块为由四个二极管进行两级串联的双向限幅电路，其包括四个二极管D1～D4，二极管D1的正极与外部射频输入信号连接，二极管D1的负极与二极管D2的正极连接，二极管D2的负极接地；二极管D3的负极与外部射频输入信号连接，二极管D3的正极与二极管D4的负极连接，二极管D4的正极接地。6.如权利要求1中所述的短波多通道并行接收处理系统，其特征在于：所述功分电路有4路输出信号，分别输入所述4路带通滤波放大电路A～D中。7.如权利要求6所述的短波多通道并行接收处理系统，其特征在于：所述带通滤波放大电路A包括6MHz低通滤波器、2MHz高通滤波器以及放大器U1；所述功分电路输出的第1路信号依次经过6MHz低通滤波器、2MHz高通滤波器以及放大器U1后，输出4MHz带宽的第一射频信号；所述带通滤波放大电路B包括14MHz低通滤波器、6MHz高通滤波器以及放大器U2；所述功分电路输出的第2路...

【专利技术属性】
技术研发人员：余锋，杜园园，刘宁，
申请(专利权)人：昆山九华电子设备厂，
类型：新型
国别省市：