System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种混合多路射频信号采样与处理系统技术方案_技高网

一种混合多路射频信号采样与处理系统技术方案

技术编号:40117355 阅读:9 留言:0更新日期:2024-01-23 20:07
本发明专利技术提供了一种混合多路射频信号的采样与处理系统,包括:多路射频信号接收单元接收不同信道的射频信号;多个LNA对射频信号进行放大处理,每路放大后的信号被分为两个子路信号;多个电压比较器分别接收一路放大后的信号的一个子路信号,并对其进行比较生成通道数据控制信号;宽带合路器接收每路放大后的信号的另一个子路信号,并将多个子路信号混合成为单路模拟信号;ADC对单路模拟信号进行采样,将单路模拟信号变为数字信号;FPGA接收多路通道数据控制信号和数字信号并计算从而得出目标的方位角度。该系统通过宽带合路器将多路射频信号混合成一路,极大降低了在无线电测向定位系统中的硬件开销和运算复杂度,实现更快速的测向定位。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于信号采集与处理,具体涉及一种混合多路射频信号采样与处理系统


技术介绍

1、在现有的电子侦察测向定位系统中,无论在无线电测向定位系统中采用何种测向算法和目标位置估计算法,其定位过程都可以归纳为两步估计方式,即每个测向站先独立地进行测向(第一步),然后再利用测向结果进行交汇定位(第二步)。从整个过程中不难发现,测向往往并不是最终目的,而仅仅给出了中间参数,目标位置估计才是最终所求的结果。因此,一种很自然的想法就是,能否避免测向这一环节,直接从信号数据域中提取目标的位置参数,即单步估计(也称为直接估计)方式。其中基于时差信息的目标位置直接估计方法是工程中应用较为广泛的单步估计方式。现有的直接采样射频信号数字接收机的结构如图1所示,由低噪声放大器(lna)、带通滤波器、模数转换器(adc)和数字信号处理系统构成。空间中的电磁波信号由天线接收后生成射频信号传入低噪声放大器进行信号放大,经过放大后的射频信号需要通过带通滤波器去除不需要的噪声信号,经过滤波后的射频信号传入adc中进行模拟到数字信号的转换生成数字信号,最后数字信号经过数字信号处理系统测量出需要的信号讯息。单步法定位方式需要各个测向站的信号采集数据全部集中到中心站统一处理,因此对于测向站的通信带宽和同步精度要求较高,其计算过程也较为复杂。然而,随着信息传输带宽和计算能力的提升,有理由相信单步定位方式将会在实际工程应用中发挥重要作用。

2、在实际应用中,目标的时差法二维测向需要至少两个接收站点的数据,而时差法二维定位则至少需要三个接收站站点的数据。在时差法测向定位系统中往往需要测量多个信号接收站(多通道)的信号,现有的处理架构是增加射频信号数字接收机的数量,并行的去处理射频信号,现有的多通道射频信号数字接收机结构图如图2所示。各个接收站点的射频信号只能单独采集,模拟射频部分电路无法复用,且每路射频信号转换成的数字信号均需要单独处理。在时差法测向定位系统中需要测量目标信号在各通道中的相对延迟,此时需要同时处理多路数字信号,硬件开销太大,时间延迟大。


技术实现思路

1、为了克服上述现有技术存在的不足,本专利技术提供了一种混合多路射频信号采样与处理系统。

2、为了实现上述目的,本专利技术提供如下技术方案:

3、一种混合多路射频信号采样与处理系统,包括:

4、多路射频信号接收单元,用于分别接收不同信道的射频信号;

5、多个低噪声放大器,用于接收多路射频信号接收单元发送的射频信号,并对所述射频信号进行放大处理,每路放大后的射频信号被分为两个子路信号;

6、多个电压比较器,用于分别接收一路放大后的射频信号的一个子路信号,并对该子路信号进行比较生成通道数据控制信号;

7、宽带合路器,用于接收每路放大后的射频信号的另一个子路信号,并将多个子路信号混合成为单路模拟信号;

8、模拟-数字转换器adc,用于对混合后的单路模拟信号进行采样,将模拟信号变为数字信号;

9、fpga控制器,用于接收多路通道数据控制信号以及经过adc转换后的数字信号,并基于多路通道数据控制信号以及数字信号采用多站时差法计算出待求信号源的坐标或方位角度。

10、优选地,多个所述电压比较器对子路信号进行比较生成通道数据控制信号,具体为:

11、将子路信号与电压比较器设定阈值进行比较,如果超过设定阈值,该子路的电压比较器生成通道数据控制信号,并将通道数据控制信号传入fpga控制器中的通道数据寄存器,同时每个通道对应的通道计时器开始计时;所述fpga控制器通过读取通道数据控制信号并记录通道数据控制信号产生的时间,即能够分辨出各通道信号脉冲的先后顺序及信号持续时间。

12、优选地,还包括数据缓冲器,所述数字信号经过所述数据缓冲器进行数据速率调整后进入所述fpga控制器。

13、优选地,所述fpga控制器中设置有通道计时器。

14、优选地,多路数字信号经过所述数据缓冲器进行数据速率调整后进入所述fpga控制器,所述fpga控制器对数字信号依次进行时-频分析、尖峰检测和时延测量处理,通过处理后的结果计算出待求信号源的坐标或方位角度;

15、其中,时-频分析指具体为在时间和频率两个维度去分析数字信,得到待求信号源信号在时间上和频率上的分布;尖峰检测具体为根据待求信号源信号在时间上和频率上的分布检测不同通道信号的尖峰信号;时延测量具体为根据不同通道信号的尖峰信号获知不同通道信号脉冲之间的时间差。

16、优选地,通过事先存入fpga中的通道数据控制信号和通道数据控制信号对应的通道计时器分辨出尖峰信号属于哪一路信号。

17、优选地,所述宽带合路器为t型合路器、威尔金森合路器或电阻合路器中的任一种。

18、优选地,所述射频信号接收单元为三路,所述低噪声放大器和电压比较器均为3个。

19、优选地,所述待求信号源的坐标计算公式为:

20、

21、式中,i=0,1,2;c=3×108m/s;τi0为信号源到辅助信号接收点与到主信号接收点之间的时间差;(x,y)为待求信号源坐标;(x0,y0)为主接收点位置坐标;(x1,y1)、(x2,y2)分别为两个辅助信号接收点的位置坐标,ri为待求信号源坐标到主接收点位置坐标的直线距离。

22、本专利技术提供的混合多路射频信号采样与处理系统具有以下有益效果:

23、(1)本专利技术通过宽带合路器将多路射频信号混合成一路,共用射频采样与处理操作,在一路信号中可以获得多个接收站点信号数据,实现硬件成本的大幅下降,极大的提升了测向定位的速度,实时性极高。

24、(2)通过电压比较器可以获得通道数据控制信号,根据通道数据控制信号辨别每个通道信号在时间上的先后顺序以及信号持续时间,进而分辨每路射频信号峰值的先后顺序,实现快速的测向定位。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种混合多路射频信号采样与处理系统,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的混合多路射频信号采样与处理系统,其特征在于,多个所述电压比较器对子路信号进行比较生成通道数据控制信号,具体为:

3.根据权利要求2所述的混合多路射频信号采样与处理系统,其特征在于,还包括数据缓冲器,所述数字信号经过所述数据缓冲器进行数据速率调整后进入所述FPGA控制器。

4.根据权利要求1所述的混合多路射频信号采样与处理系统,其特征在于,所述FPGA控制器中设置有通道计时器。

5.根据权利要求4所述的混合多路射频信号采样与处理系统,其特征在于,多路数字信号经过所述数据缓冲器进行数据速率调整后进入所述FPGA控制器,所述FPGA控制器对数字信号依次进行时-频分析、尖峰检测和时延测量处理,通过处理后的结果计算出目待求信号源的坐标或方位角度;

6.根据权利要求5所述的混合多路射频信号采样与处理系统,其特征在于,通过事先存入FPGA中的通道数据控制信号和通道数据控制信号对应的通道计时器分辨出尖峰信号属于哪一路信号。

7.根据权利要求1所述的混合多路射频信号采样与处理系统,其特征在于,所述宽带合路器为T型合路器、威尔金森合路器或电阻合路器中的任一种。

8.根据权利要求1所述的混合多路射频信号采样与处理系统,其特征在于,所述射频信号接收单元为三路,所述低噪声放大器和电压比较器均为3个。

9.根据权利要求8所述的混合多路射频信号采样与处理系统,其特征在于,所述待求信号源的坐标计算公式为:

...

【技术特征摘要】

1.一种混合多路射频信号采样与处理系统,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的混合多路射频信号采样与处理系统,其特征在于,多个所述电压比较器对子路信号进行比较生成通道数据控制信号,具体为:

3.根据权利要求2所述的混合多路射频信号采样与处理系统,其特征在于,还包括数据缓冲器,所述数字信号经过所述数据缓冲器进行数据速率调整后进入所述fpga控制器。

4.根据权利要求1所述的混合多路射频信号采样与处理系统,其特征在于,所述fpga控制器中设置有通道计时器。

5.根据权利要求4所述的混合多路射频信号采样与处理系统,其特征在于,多路数字信号经过所述数据缓冲器进行数据速率调整后进入所述fpga控制器,所述fpga控制器对数字信号依次进...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈会强米百刚詹浩
申请(专利权)人:西北工业大学
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1