本發(fā)明屬于無線電監(jiān)測及測向技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于直接頻率變換的無線電監(jiān)測接收系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

無線電監(jiān)測接收系統(tǒng)是無線電監(jiān)測技術(shù)設(shè)備方面最為重要的系統(tǒng)。目前，大多數(shù)的無線電監(jiān)測與測向接收機(jī)都是采用基于超外差式架構(gòu)的射頻前端接收無線電信號(hào)，通過多級(jí)下變頻將信號(hào)變換為十兆數(shù)量級(jí)的中頻信號(hào)，然后將該中頻信號(hào)送入模數(shù)變換部分進(jìn)行后端的各種信號(hào)處理。由于基于超外差式架構(gòu)的射頻前端組成結(jié)構(gòu)上的復(fù)雜性，導(dǎo)致需要有多個(gè)本振與多個(gè)濾波器組合用以完成信道的選擇。這導(dǎo)致射頻前端的集成程度比較低，同時(shí)系統(tǒng)的功耗與體積也會(huì)相當(dāng)大，研發(fā)生產(chǎn)成本也相對(duì)比較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

【要解決的技術(shù)問題】

本發(fā)明的目的是提供一種基于直接頻率變換的無線電監(jiān)測接收系統(tǒng)，以解決基于超外差式架構(gòu)的射頻前端的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本較高的問題。

【技術(shù)方案】

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。

本發(fā)明涉及一種基于直接頻率變換的無線電監(jiān)測接收系統(tǒng)，包括天線A、射頻前端、模數(shù)變換電路、后端信號(hào)處理電路、控制電路、無線傳輸電路和天線B，所述射頻前端的輸入端與天線A連接，所述射頻前端與模數(shù)變換電路連 接，所述模數(shù)變換電路的輸出端與后端信號(hào)處理電路連接，所述控制電路分別與射頻前端、模數(shù)變換電路、后端信號(hào)處理電路、無線傳輸電路連接，所述無線傳輸電路的輸出端與天線B連接，所述控制電路包括數(shù)據(jù)緩存器和控制器。

作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述射頻前端包括射頻輸入保護(hù)電路、預(yù)選濾波器、低噪聲放大器、二選一開關(guān)A、二選一開關(guān)B、放大器、解調(diào)器、基帶濾波器、基帶驅(qū)動(dòng)放大器、混頻器、變頻本振、解調(diào)本振、模數(shù)變換電路采樣時(shí)鐘和晶體振蕩器，所述射頻輸入保護(hù)電路的輸入端與天線A連接，所述射頻輸入保護(hù)電路的輸出端與預(yù)選濾波器連接，所述預(yù)選濾波器的輸出端與低噪聲放大器連接，所述低噪聲放大器的輸出端與二選一開關(guān)A的第一端連接，所述二選一開關(guān)A的第二端與二選一開關(guān)B的第二端連接，所述二選一開關(guān)A的第三端與混頻器的輸入端連接，所述混頻器的輸出端與二選一開關(guān)B的第三端連接，所述二選一開關(guān)B的第一端與放大器連接，所述放大器的輸出端與解調(diào)器的輸入端連接，所述解調(diào)器的輸出端與基帶濾波器連接，所述基帶濾波器的輸出端與基帶驅(qū)動(dòng)放大器連接，所述基帶驅(qū)動(dòng)放大器的輸出端與模數(shù)變換電路連接，所述變頻本振分別與混頻器、模數(shù)變換器采樣時(shí)鐘、晶體振蕩器連接，所述晶體振蕩器與解調(diào)本振連接，所述解調(diào)本振與解調(diào)器連接。

作為另一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述射頻前端的基帶驅(qū)動(dòng)放大器的輸出端與模數(shù)變換電路之間、模數(shù)變換電路采樣時(shí)鐘與模數(shù)變換電路之間均通過SMA-K接口連接。

作為另一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述模數(shù)變換電路、后端信號(hào)處理電路分別通過PCI接口與控制電路連接。

作為另一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述控制電路與無線傳輸電路通過LAN接口連接。

作為另一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述控制電路與射頻前端通過J30J-9ZKWP接口連接。

作為另一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述控制電路內(nèi)的數(shù)據(jù)緩存器為SRAM。

作為另一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述控制電路內(nèi)的控制器為ARM控制器。

作為另一種優(yōu)選的實(shí)施方式，還包括為系統(tǒng)供電的電源模塊，所述電源模塊包括開關(guān)電源和線性穩(wěn)壓電源。

作為另一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述電源模塊與射頻前端通過J30J-9ZKWP接口連接。

【有益效果】

本發(fā)明提出的技術(shù)方案具有以下有益效果：

(1)本發(fā)明采用不同于超外差式架構(gòu)的直接頻率變換架構(gòu)，該架構(gòu)使用的器件總數(shù)量較少，無需使用成本較高的介質(zhì)濾波器等器件，而且無需采用由大尺寸的微波射頻分布參數(shù)元件構(gòu)成的器件，因此本發(fā)明的體積較小，功耗較低，在對(duì)續(xù)航能力要求較高的便攜式、移動(dòng)式的無線電監(jiān)測設(shè)備以及依靠電池供電的無線電監(jiān)測設(shè)備的應(yīng)用領(lǐng)域方面具有獨(dú)特優(yōu)勢。

(2)本發(fā)明采用基于直接頻率變換架構(gòu)的射頻前端，與傳統(tǒng)的直接頻率變換架構(gòu)相比，本發(fā)明通過增加可變頻選擇組件使得電路的工作頻率范圍不再受限于電路后端解調(diào)器件的頻率范圍，從而提高了射頻前端的整體工作頻率范圍，使其能夠在超寬頻率范圍的無線電監(jiān)測領(lǐng)域得以應(yīng)用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的實(shí)施例一提供的基于直接頻率變換的無線電監(jiān)測接收系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明的實(shí)施例一提供的基于直接頻率變換的射頻前端的原理結(jié)構(gòu) 示意圖。

其中，附圖中的附圖標(biāo)記所對(duì)應(yīng)的名稱為：

1—天線A；2—射頻前端；3—模數(shù)變換電路；4—后端信號(hào)處理電路；5—ARM控制電路；6—無線傳輸電路；7—天線B；21—射頻輸入保護(hù)電路；22—預(yù)選濾波器；23—低噪聲放大器；24—二選一開關(guān)A；25—二選一開關(guān)B；26—放大器；27—解調(diào)器；28—基帶濾波器；29—基帶驅(qū)動(dòng)放大器；30—混頻器；31—變頻本振；32—解調(diào)本振；33—模數(shù)變換器采樣時(shí)鐘；34—晶體振蕩器。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行清楚、完整的描述。

實(shí)施例一

圖1為本發(fā)明實(shí)施例一提供的基于直接頻率變換的無線電監(jiān)測接收系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，該系統(tǒng)包括天線A1、射頻前端2、模數(shù)變換電路3、后端信號(hào)處理電路4、ARM控制電路5、無線傳輸電路6、天線B7和電源系統(tǒng)。射頻前端2的輸入端與天線A1連接，射頻前端2還與模數(shù)變換電路3連接，模數(shù)變換電路3的輸出端與后端信號(hào)處理電路4連接，ARM控制電路5分別與射頻前端2、模數(shù)變換電路3、后端信號(hào)處理電路4、無線傳輸電路6連接，無線傳輸電路6的輸出端與天線B7連接。電源系統(tǒng)為系統(tǒng)的各個(gè)模塊供電，電源系統(tǒng)包括低紋波參數(shù)的開關(guān)電源和低噪聲參數(shù)的線性穩(wěn)壓電源。

本實(shí)施例中，ARM控制電路包括數(shù)據(jù)緩存器和控制器。具體地，數(shù)據(jù)緩存器采用SRAM，

圖2為本發(fā)明的實(shí)施例一提供的基于直接頻率變換的射頻前端的原理結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，射頻前端2包括射頻輸入保護(hù)電路21、預(yù)選濾波器22、 低噪聲放大器23、二選一開關(guān)A24、二選一開關(guān)B25、放大器26、解調(diào)器27、基帶濾波器28、基帶驅(qū)動(dòng)放大器29、混頻器30、變頻本振31、解調(diào)本振32、模數(shù)變換電路采樣時(shí)鐘33和晶體振蕩器34。射頻輸入保護(hù)電路21的輸入端與天線A1連接，射頻輸入保護(hù)電路21的輸出端與預(yù)選濾波器22連接，預(yù)選濾波器22的輸出端與低噪聲放大器23連接，低噪聲放大器23的輸出端與二選一開關(guān)A24的第一端連接，二選一開關(guān)A24的第二端與二選一開關(guān)B25的第二端連接，二選一開關(guān)A24的第三端與混頻器30的輸入端連接，混頻器30的輸出端與二選一開關(guān)B25的第三端連接，二選一開關(guān)B25的第一端與放大器26連接，放大器26的輸出端與解調(diào)器27的輸入端連接，解調(diào)器27的輸出端與基帶濾波器28連接，基帶濾波器28的輸出端與基帶驅(qū)動(dòng)放大器29連接，基帶驅(qū)動(dòng)放大器29的輸出端與模數(shù)變換電路3連接，變頻本振31分別與混頻器30、模數(shù)變換器采樣時(shí)鐘33、晶體振蕩器34連接，晶體振蕩器34與解調(diào)本振32連接，解調(diào)本振32與解調(diào)器27連接。

本實(shí)施例中，射頻前端2主要完成10MHz～6000MHz的射頻信號(hào)至基帶信號(hào)的直接頻率變換功能，具體地，射頻前端2的工作原理為：天線A1接收的射頻信號(hào)先經(jīng)由射頻輸入保護(hù)電路21與預(yù)選濾波器22進(jìn)行初步的射頻信號(hào)保護(hù)與預(yù)選；隨后通過低噪聲放大器23對(duì)射頻信號(hào)進(jìn)行放大；緊隨其后是由二選一開關(guān)24、二選一開關(guān)25與混頻器30組成的可變頻選擇組件，該組件的作用是可選擇地將輸入的射頻頻率變換至后端解調(diào)器指標(biāo)優(yōu)化的工作頻率范圍內(nèi)；之后又通過放大器26對(duì)信號(hào)進(jìn)行一定的放大，再送入解調(diào)器27進(jìn)行直接頻率變換，將射頻信號(hào)變換為基帶信號(hào)；最后經(jīng)過基帶濾波器28與基帶驅(qū)動(dòng)放大器29將基帶信號(hào)輸出。本模塊中的變頻本振31與解調(diào)本振32均為鎖相環(huán)頻率合成方式。另外，本模塊還可以產(chǎn)生模數(shù)變換電路3工作所用的采樣時(shí)鐘，該采樣 時(shí)鐘與變頻本振31與解調(diào)本振32鎖相環(huán)的參考頻率由同一個(gè)晶體振蕩器34產(chǎn)生。

本實(shí)施例中，模數(shù)變換電路3、后端信號(hào)處理電路4分別通過PCI接口與ARM控制電路5連接，ARM控制電路5與無線傳輸電路6通過LAN接口連接，電源系統(tǒng)與射頻前端2通過J30J-9ZKWP接口連接，射頻前端2的基帶驅(qū)動(dòng)放大器的輸出端與模數(shù)變換電路3之間、模數(shù)變換電路采樣時(shí)鐘與模數(shù)變換電路3之間均通過SMA-K接口連接。

本實(shí)施例中，模數(shù)變換電路3與后端信號(hào)處理電路4組成基帶信號(hào)處理系統(tǒng)，其中基帶信號(hào)處理系統(tǒng)工作原理為：基帶信號(hào)經(jīng)過模數(shù)變換電路3由模擬信號(hào)變換為數(shù)字信號(hào)，再進(jìn)入后端信號(hào)處理電路4。后端信號(hào)處理電路4對(duì)數(shù)字信號(hào)先進(jìn)行數(shù)字濾波處理，再通過PCI接口把該數(shù)據(jù)緩存至ARM控制電路5內(nèi)部的SRAM中，后端信號(hào)處理電路4還負(fù)責(zé)與ARM控制電路5之間的通訊協(xié)議，ARM控制電路5的控制器通過ARM總線對(duì)后端信號(hào)處理電路的內(nèi)部控制芯片進(jìn)行配置，以及通過PCI接口讀取緩存至SRAM中的數(shù)據(jù)。綜合來看，基帶信號(hào)處理系統(tǒng)一方面完成對(duì)基帶信號(hào)的模數(shù)變換與數(shù)字濾波等處理，并緩存數(shù)據(jù)至SRAM；另一方面為ARM控制電路提供總線接口，以傳輸數(shù)據(jù)至ARM控制電路5。其中模數(shù)變換電路3與后端信號(hào)處理電路4采用同一時(shí)鐘頻率，以保證整個(gè)基帶信號(hào)處理系統(tǒng)各個(gè)器件之間數(shù)據(jù)流的兼容性和工作協(xié)同性良好。

下面說明本實(shí)施例的工作原理。

天線A1接收10MHz～6000MHz頻率范圍的無線電信號(hào)，經(jīng)過射頻前端2轉(zhuǎn)換為基帶信號(hào)，基帶信號(hào)經(jīng)模數(shù)變換電路3由模擬信號(hào)變換為數(shù)字信號(hào)，后端信號(hào)處理電路4對(duì)經(jīng)過模數(shù)變換后輸出的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行濾波、數(shù)據(jù)緩存，按照相關(guān)通信協(xié)議對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝處理，ARM控制電路5對(duì)封裝的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng) 配置后將監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸至無線傳輸電路6中，然后將監(jiān)測數(shù)據(jù)經(jīng)過天線B7傳輸至遠(yuǎn)程監(jiān)測中心。本實(shí)施例的接收系統(tǒng)由ARM控制電路5承擔(dān)全面整體性的控制任務(wù)，其主要任務(wù)為初始化各個(gè)接口以及加載設(shè)備驅(qū)動(dòng)，提供應(yīng)用程序運(yùn)行環(huán)境，實(shí)現(xiàn)多任務(wù)的調(diào)度管理。

從以上實(shí)施例可以看出，本發(fā)明實(shí)施例采用不同于超外差式架構(gòu)的直接頻率變換架構(gòu)，該架構(gòu)使用的器件總數(shù)量較少，無需使用成本較高的介質(zhì)濾波器等器件，而且無需采用由大尺寸的微波射頻分布參數(shù)元件構(gòu)成的器件，因此本發(fā)明的體積較小，功耗較低，在對(duì)續(xù)航能力要求較高的便攜式、移動(dòng)式的無線電監(jiān)測設(shè)備以及依靠電池供電的無線電監(jiān)測設(shè)備的應(yīng)用領(lǐng)域方面具有獨(dú)特優(yōu)勢；另外，本發(fā)明實(shí)施例采用基于直接頻率變換架構(gòu)的射頻前端，與傳統(tǒng)的直接頻率變換架構(gòu)相比，本發(fā)明通過增加可變頻選擇組件使得電路的工作頻率范圍不再受限于電路后端解調(diào)器件的頻率范圍，從而提高了射頻前端的整體工作頻率范圍，使其能夠在超寬頻率范圍的無線電監(jiān)測領(lǐng)域得以應(yīng)用。

需要說明，上述描述的實(shí)施例是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例，也不是對(duì)本發(fā)明的限制。基于本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。