CN103066958B - 小型电子侦察设备的信号采集系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种小型电子侦察设备的信号采集系统，包括：预处理模块，用于将搜索到的信号进行采集并根据所采集到的信号功率动态调整衰减器的衰减量和放大器的放大量；功分处理模块，用于对预处理的信号根据频率功分为两路通过数模转换器进行转换和拼接处理，其中，第一路的信号处理频率低于第二路的信号处理频率；以及重组模块，用于将功分处理的信号重新进行组合。根据本发明实施例的系统，由于采用的微波器件较少，因此可以减小侦察设备的体积，同时所接收的信号瞬时带宽大，并且信号处理流程简单、响应快。

Description

小型电子侦察设备的信号采集系统
技术领域
本发明涉及电子对抗技术领域，特别涉及一种小型电子侦察设备的信号采集系统。
背景技术
电子侦察设备把空间中存在的微弱电磁信号收集起来，经过放大和处理，识别这些信号的特征，这种设备并不发射信号，而是仅接收信号，电子侦察设备主要包括信号采集系统，信号分析系统和显示系统。
传统的电子侦察设备的采集系统是通过微波下混频组件和可变本振来搜索目标信号，该系统包括混频器、滤波器、放大器、衰减器、本振源、ADC、FPGA等器件组成。
现有技术的缺陷在于系统所包含的器件多，因此功耗高，同时不利于小型化。
发明内容
本发明的目的旨在至少解决上述的技术缺陷之一。
为达到上述目的，本发明的实施例提出一种小型电子侦察设备的信号采集系统，包括：预处理模块，用于将搜索到的信号进行采集并根据所采集到的信号功率动态调整衰减器的衰减量和放大器的放大量；功分处理模块，用于所述对预处理的信号根据频率功分为两路通过数模转换器进行转换和拼接处理，其中，第一路的信号处理频率低于第二路的信号处理频率；以及重组模块，用于将功分处理的信号重新进行组合。
根据本发明实施例的系统，由于采用的微波器件较少，因此可以减小侦察设备的体积，同时所接收的信号瞬时带宽大，并且信号处理流程简单、响应快。
在本发明的一个实施例中，所述预处理模块具体包括：衰减器，用于减小所接收到的模拟信号；以及放大器，所述放大器与所述衰减器相连，用于增大所接收到的模拟信号，其中，所述放大器的供电部件可以根据信号大小进行调整，当信号过大时断开供电部件不对所述信号进行增大处理。
在本发明的一个实施例中，所述功分处理模块具体包括：功分器，所述功分器与所述放大器相连，用于将预处理的单路模拟信号变成8路模拟信号；滤波器，所述滤波器与功分器相连，用于将功分的一部分模拟信号在频域内进行滤波使只通过特定波段的模拟信号；第一数模转换器，所述第一数模转换器与所述滤波器相连，用于将滤波模拟信号转换成数字信号；以及第二数模转换器，所述第二数模转换器与所述功分器相连，用于将功分的另一部分模拟信号转换成数字信号，其中，所述第一数模转换器和所述第二数模转换器的数字转换信号中只用其中的一个数字信号作为输入信号使用。
在本发明的一个实施例中，所述重组模块通过大规模可编程门阵列的输入接口硬件将数据串并转换生成并行数据并将所述并行数据重组成单沿数据。
在本发明的一个实施例中，所述第一数模转换器连接4路模拟信号，其中，每一路之间的相位和延迟相同。
在本发明的一个实施例中，4路所述第一数模转换器的时钟相对相位分别为0度、90度、180度和270度。
在本发明的一个实施例中，所述第二数模转换器连接4路模拟信号，其中，每一路之间的相位和延迟相同。
在本发明的一个实施例中，4路所述第二数模转换器的时钟相对相位分别为0度、90度、180度和270度。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为根据本发明一个实施例的小型电子侦察设备的信号采集系统的框架图；
图2为根据本发明一个实施例的小型电子侦察设备的信号采集系统的具体的框架图；
图3为根据本发明一个实施例的功分处理模块的框架图；
图4为根据本发明一个实施例的数模转换器电路原理示意图；以及
图5为根据本发明一个实施例的每个数模转换器的数据采集格式示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
图1为根据本发明一个实施例的小型电子侦察设备的信号采集系统的框架图。图2为根据本发明一个实施例的小型电子侦察设备的信号采集系统的具体的框架图如图1和图2所示，根据本发明实施例的小型电子侦察设备的信号采集系统，包括预处理模块100、功分处理模块200和重组模块300。
预处理模块100用于将搜索到的信号进行采集并根据所采集到的信号功率动态调整衰减器的衰减量和放大器的放大量。
在本发明的一个实施例中，预处理模块100包括衰减器110和放大器120。
衰减器110用于减小所接收到的模拟信号。
放大器120放大器与衰减器相连，用于增大所接收到的模拟信号，其中，放大器的供电部件可以根据信号大小进行调整，当信号过大时断开供电部件不对信号进行增大处理。
在本发明的一个实施例中，为了保证信号的动态范围，衰减器110的衰减量和放大器120的放大量都保证在50dB以上。在系统开始启动时，衰减器110的衰减量保持最大，以保护第一数模转换器和第二数模转换器不会呗大信号击穿，当第一数模转换器和第二数模转换器检测到的信号功率较小时，逐渐减小衰减器的衰减量，使信号逐渐调整到数模转换器最适合接收的功率。放大器120的供电部件也是可控的，当检测到很大的信号峰值功率时，无需放大直接将放大器断电，以保护数模转换器。
功分处理模块200用于对预处理的信号根据频率功分为两路通过数模转换器进行转换和拼接处理，其中，第一路的信号处理频率低于第二路的信号处理频率。
图3为根据本发明一个实施例的功分处理模块的框架图。如图3所示，功分处理模块200包括功分器210、滤波器220、第一数模转换器230和第二数模转换器240。
功分器210功分器与放大器相连，用于将预处理的单路模拟信号变成8路模拟信号。
滤波器220滤波器与功分器相连，用于将功分的一部分模拟信号在频域内进行滤波使只通过特定波段的模拟信号。
第一数模转换器230第一数模转换器与滤波器相连，用于将滤波模拟信号转换成数字信号。
第二数模转换器240第二数模转换器与功分器相连，用于将功分的另一部分模拟信号转换成数字信号。
在本发明的一个实施例中，通过功分器210将信号分成两路一路经过滤波器220进行滤波，其中，滤波器220采用低通滤波器，阻带到9.1GHz。当第二数模转换器240检测到射频信号时，观察第一数模转换器230的信号采集情况，如果第一数模转换器230也可以采集到信号，则输入信号的频率设在DC-9GHz之间，否则输入的射频信号设在9-18GHz之间。通过滤波器210的筛选第一数模转换器230值处理较低频率的信号，并且根据信号的频率在两路处理信号中，只选其中的一个数字信号作为输入信号使用。
在本发明的一个实施例中，数模转换器是采用4片5GSPS的数模转换器，且4路数模转换器的时钟相对相位分别调成0度、90度、180度和270度，从而将4路数模转换器采集的数据做拼接处理即可实现20GSPS的ADC采样功能。拼接时，将一路模拟信号功分成4路并进行同相处理，每路之间的相位和延迟是相同的，并且采样时钟也功分成4路，延迟是相同的，但相位可以控制，数模转换器的电路原理框图如图4所示。
重组模块300用于将功分处理的信号重新进行组合。
如图5所示，图5中，ADR为高速ADC输出的A组数据采样时钟，BDR为高速ADC输出的B组数据采样时钟，CDR为高速ADC输出的C组数据采样时钟，DDR为高速ADC输出的D组数据采样时钟。数模转换器的数据格式都是4路DDR数据，因此需要在FPGA内通过IDDR进行数据串并转换，并最终在FPGA内产生8路300MHz并行数据，每片数据编号格式为DATA_A0/DATA_A1/DATA_A2/DATA_A3/DATA_A4/DATA_A5/DATA_A6/DATA_A7，其余3片数据编号分别为DATA_B0/DATA_B1/DATA_B2/DATA_B3/DATA_B4/DATA_B5/DATA_B6/DATA_B7，DATA_C0/DATA_C1/DATA_C2/DATA_C3/DATA_C4/DATA_C5/DATA_C6/DATA_C7，DATA_D0/DATA_D1/DATA_D2/DATA_D3/DATA_D4/DATA_D5/DATA_D6/DATA_D7，上述32组数据即为4路ADC并行采集数据在一个时钟节拍下的采集结果，在FPGA内需要调整数据顺序，将4路数模转换器的第1个数据作为第1组，直到第8组，即
DATA_A0/DATA_B0/DATA_C0/DATA_D0，
DATA_A1/DATA_B1/DATA_C1/DATA_D1，
DATA_A2/DATA_B2/DATA_C2/DATA_D2，
DATA_A3/DATA_B3/DATA_C3/DATA_D3，
DATA_A4/DATA_B4/DATA_C4/DATA_D4，
DATA_A5/DATA_B5/DATA_C5/DATA_D5，
DATA_A6/DATA_B6/DATA_C6/DATA_D6，
DATA_A7/DATA_B7/DATA_C7/DATA_D7。
根据本发明实施例的系统，由于采用的微波器件较少，因此可以减小侦察设备的体积，同时所接收的信号瞬时带宽大，并且信号处理流程简单、响应快。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (7)

1.一种小型电子侦察设备的信号采集系统，包括：
预处理模块，用于将搜索到的信号进行采集并根据所采集到的信号功率动态调整衰减器的衰减量和放大器的放大量；
功分处理模块，用于对预处理的信号根据频率功分为两路通过模数转换器进行转换和拼接处理，其中，第一路的信号处理频率低于第二路的信号处理频率；以及
重组模块，用于将功分处理的信号重新进行组合，
所述功分处理模块具体包括：
功分器，所述功分器与所述放大器相连，用于将预处理的单路模拟信号变成8路模拟信号；
滤波器，所述滤波器与功分器相连，用于将功分的一部分模拟信号在频域内进行滤波使只通过特定波段的模拟信号；
第一模数转换器，所述第一模数转换器与所述滤波器相连，用于将滤波模拟信号转换成数字信号；以及
第二模数转换器，所述第二模数转换器与所述功分器相连，用于将功分的另一部分模拟信号转换成数字信号，
其中，所述第一模数转换器和所述第二模数转换器的数字转换信号中只用其中的一个数字信号作为输入信号使用。
2.如权利要求1所述的小型电子侦察设备的信号采集系统，其特征在于，所述预处理模块具体包括：
衰减器，用于减小所接收到的模拟信号；以及
放大器，所述放大器与所述衰减器相连，用于增大所接收到的模拟信号，其中，所述放大器的供电部件可以根据所述模拟信号大小进行调整，当所述模拟信号过大时断开供电部件不对所述模拟信号进行增大处理。
3.如权利要求1所述的小型电子侦察设备的信号采集系统，其特征在于，所述重组模块通过大规模可编程门阵列的输入接口硬件对数据进行串并转换生成并行数据，并将所述并行数据重组成单沿数据。
4.如权利要求1所述的小型电子侦察设备的信号采集系统，其特征在于，所述第一模数转换器连接4路模拟信号，其中，每一路之间的相位和延迟相同。
5.如权利要求4所述的小型电子侦察设备的信号采集系统，其特征在于，4路所述第一模数转换器的时钟相对相位分别为0度、90度、180度和270度。
6.如权利要求1所述的小型电子侦察设备的信号采集系统，其特征在于，所述第二模数转换器连接4路模拟信号，其中，每一路之间的相位和延迟相同。
7.如权利要求6所述的小型电子侦察设备的信号采集系统，其特征在于，4路所述第二模数转换器的时钟相对相位分别为0度、90度、180度和270度。
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