便攜式探空儀接收機(jī)射頻前端電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及接收機(jī)射頻前端電路領(lǐng)域，特別是特高頻(UHF)氣象頻段探空儀信號(hào)的接收處理。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時(shí)也帶了一些值得關(guān)注的環(huán)境問題，其中氣候環(huán)境變化的問題引起了各方廣泛的關(guān)注。全球變暖、反季節(jié)天氣、局部突發(fā)災(zāi)害等天氣情況對(duì)人們平時(shí)的生活帶來了巨大的影響，不僅造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，還威脅著人類的生命財(cái)產(chǎn)安全。為了減小氣象災(zāi)害的影響，提前做好防護(hù)措施是非常重要的，這就要求進(jìn)行準(zhǔn)確的天氣預(yù)報(bào)。而高空氣象探測的數(shù)據(jù)信息，不但影響著日常天氣預(yù)報(bào)和氣候分析，而且在國防軍事和國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中也擔(dān)當(dāng)著重要的角色?，F(xiàn)如今我國的地面探測設(shè)備主要以固定臺(tái)站式和車載式為主，設(shè)備大多為氣象雷達(dá)、無線電經(jīng)瑋儀等大型設(shè)備，此類設(shè)備的研制和更新?lián)Q代的代價(jià)相比探空儀而言要大很多。探空儀技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)地面接收設(shè)備的性能提出了更高的要求。接收系統(tǒng)的性能好壞，關(guān)系到能否對(duì)氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的接收，氣象數(shù)據(jù)資料的準(zhǔn)確性會(huì)直接影響相關(guān)應(yīng)用服務(wù)的質(zhì)量。相比臺(tái)站式和車載式設(shè)備，便攜式的接收機(jī)研制代價(jià)相對(duì)較小，而且適合人員攜帶，有著臺(tái)站式和車載式所無法比擬的機(jī)動(dòng)性，適用于人工降雨、導(dǎo)彈的發(fā)射以及山區(qū)救災(zāi)等一些特殊場合。
[0003]現(xiàn)有的便攜式探空儀接收機(jī)是與L波段數(shù)字探空儀配合使用的，探測距離不夠遠(yuǎn)，精度不高。隨著國產(chǎn)GPS探空儀的成功研制和逐步推廣使用，采用GPS定位后，探測距離也變的更遠(yuǎn)，接收機(jī)的靈敏度、功耗、增益等性能也需要進(jìn)一步的改善。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種集成度高、體積小、靈敏度和功耗等性能更好的射頻前端電路系統(tǒng)，能與最新的國產(chǎn)GPS探空儀配合使用，探測距離更遠(yuǎn)精度更高。
[0005]本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案:
[0006]—種便攜式探空儀接收機(jī)射頻前端電路，包括:包括:依次電連接的低噪聲放大器、射頻濾波器、混頻器、中頻濾波器、可控增益放大器、檢波器和運(yùn)算放大器。
[0007]所述低噪聲放大器的噪聲系數(shù)小于1.5dB，增益達(dá)22dB。
[0008]所述射頻濾波器為高Q值的帶通濾波器。
[0009]混頻器為有源混頻器，能夠提供10dB的增益。
[0010]所述中頻濾波器為中頻帶通濾波器。
[0011]所述可控增益控制放大器、檢波器以及運(yùn)算放大器組成了自動(dòng)增益控制電路，對(duì)于微弱的輸入信號(hào)電平，自動(dòng)增益控制電路能夠提供35dB的增益。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:改善了探空儀接收機(jī)的功耗，靈敏度更高，能接收處理更微弱的氣象信號(hào)，探測距離得到提高；集成度高，體積小重量輕，適合人員攜帶，與最新的GPS探空儀配合使用，便攜性好。
【附圖說明】
[0013]附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本發(fā)明的實(shí)施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中:
[0014]圖1為射頻前端結(jié)構(gòu)圖；
[0015]圖2為射頻前端增益噪聲性能圖；。
[0016]圖3為三階互調(diào)測試輸入信號(hào)；
[0017]圖4為三階互調(diào)測試輸出信號(hào)；
[0018]圖5為高次諧波分析結(jié)果。
【具體實(shí)施方式】
[0019]如圖1-5所示，本發(fā)明公開一種便攜式探空儀接收機(jī)射頻前端電路，包括:依次相連的低噪聲放大器1、射頻濾波器2、混頻器3、中頻濾波器4、可控增益放大器5、檢波器6和運(yùn)算放大器7。
[0020]在本實(shí)施例中，接收機(jī)射頻前端中，低噪聲放大器1的噪聲系數(shù)小于1.5dB，增益達(dá)22dB。射頻濾波器2為高Q值的帶通濾波器，要求插入損耗小，邊沿陡峭帶外抑制大，能對(duì)鏡像頻率起到足夠的抑制作用。混頻器3起到下變頻的作用，為有源混頻器，能夠提供10dB的增益。中頻濾波器4為中頻帶通濾波器，插入損耗小，帶外抑制性能好。
[0021]自動(dòng)增益控制放大器5、檢波器6以及運(yùn)算放大器7組成了自動(dòng)增益控制電路。對(duì)于微弱的輸入信號(hào)電平，自動(dòng)增益控制電路能夠提供35dB的增益，當(dāng)輸入信號(hào)電平較高的，為了使輸出電平不超過后端電路的額定值，自動(dòng)增益控制電路對(duì)增益起到一定的壓縮作用?？煽卦鲆娣糯笃?的增益大小受運(yùn)算放大器7的輸出電壓控制，檢波器6對(duì)可控增益放大器5的輸出信號(hào)進(jìn)行檢波，輸出一個(gè)直流電壓，運(yùn)算放大器7對(duì)檢波器6的輸出電壓與參考電壓進(jìn)行比較，運(yùn)算放大器7的輸出電壓控制可控增益放大器的增益大小。自動(dòng)增益控制放大器5、檢波器6以及運(yùn)算放大器7組成的自動(dòng)增益控制電路，使得中頻輸出功率保持在一個(gè)穩(wěn)定的范圍內(nèi)。
[0022]本發(fā)明接收機(jī)射頻前端，接收到的信號(hào)先通過低噪聲放大器1進(jìn)行放大和降噪，再經(jīng)過射頻濾波器2進(jìn)行濾波處理，混頻器3對(duì)信號(hào)進(jìn)行下變頻處理并提供部分增益，然后經(jīng)由中頻濾波器4濾波得到中頻信號(hào)。中頻濾波器4的輸出信號(hào)較小時(shí)，自控增益控制部分提供足額35dB的增益，中頻濾波器4輸出信號(hào)較大時(shí)，最后的自動(dòng)增益控制電路的增益進(jìn)行壓縮，使得中頻輸出功率穩(wěn)定在OdBm左右。
[0023]如圖2所示，顯示了射頻前端通路，在不同輸入信號(hào)功率情況下，各部分電路的增益、輸出功率和噪聲系數(shù)。
[0024]如圖3所示，為測試整個(gè)前端電路三階互調(diào)特性時(shí)的輸入信號(hào)情況。
[0025]如圖4所示，為測試整個(gè)前端電路三階互調(diào)特性時(shí)的輸入信號(hào)情況。
[0026]如圖5五所示，為前端電路高次諧波的分析結(jié)果，可以看出除了所需要的中頻頻率外，其他各次諧波的抑制情況都非常好。
[0027]綜上，本發(fā)明改善了探空儀接收機(jī)的功耗，靈敏度更高，能接收處理更微弱的氣象信號(hào)，探測距離得到提高；集成度高，體積小重量輕，適合人員攜帶，與最新的GPS探空儀配合使用，便攜性好。
[0028]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種便攜式探空儀接收機(jī)射頻前端電路，其特征在于，包括:依次電連接的低噪聲放大器、射頻濾波器、混頻器、中頻濾波器、可控增益放大器、檢波器和運(yùn)算放大器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式探空儀接收機(jī)射頻前端電路，其特征在于，所述低噪聲放大器的噪聲系數(shù)小于1.5dB，增益達(dá)22dB。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式探空儀接收機(jī)射頻前端電路，其特征在于，所述射頻濾波器為高Q值的帶通濾波器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式探空儀接收機(jī)射頻前端電路，其特征在于，混頻器為有源混頻器，能夠提供10dB的增益。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式探空儀接收機(jī)射頻前端電路，其特征在于，所述中頻濾波器為中頻帶通濾波器。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式探空儀接收機(jī)射頻前端電路，其特征在于，所述可控增益控制放大器、檢波器以及運(yùn)算放大器組成了自動(dòng)增益控制電路，對(duì)于微弱的輸入信號(hào)電平，自動(dòng)增益控制電路能夠提供35dB的增益。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種便攜式探空儀接收機(jī)射頻前端電路，包括：依次電連接的低噪聲放大器、射頻濾波器、混頻器、中頻濾波器、可控增益放大器、檢波器和運(yùn)算放大器。本實(shí)用新型改善了探空儀接收機(jī)的功耗，靈敏度更高，能接收處理更微弱的氣象信號(hào)，探測距離得到提高；集成度高，體積小重量輕，適合人員攜帶，與最新的GPS探空儀配合使用，便攜性好。
【IPC分類】H04B1/16, G01W1/08
【公開號(hào)】CN205105200
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520805916
【發(fā)明人】湯鹿勇, 王友保
【申請(qǐng)人】南京信息工程大學(xué)
【公開日】2016年3月23日
【申請(qǐng)日】2015年10月15日