CN103762996A - Vhf-uhf软件无线电接收系统 - Google Patents

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姚明
李慧霞
白波
魏葵
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Nanchang University
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Nanchang University
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Abstract

一种VHF-UHF软件无线电接收系统，它包括接收天线、SMB连接器、射频前端电路、上调谐器、下调谐器、模数转换模块、信号处理模块和存储器，接收天线分别连接SMB连接器和射频前端电路，射频前端电路分别连接上调谐器和下调谐器，上调谐器和下调谐器之间也连有SMB连接器，上调谐器和下调谐器通过模数转换模块连接信号处理模块，信号处理模块连接存储器；该软件无线电系统VHF-UHF接收系统可将射频信号转换为中频信号，同时接收VHF-UHF频段中两路不同频段的射频信号，并将接收的输入信号下变频至基带或中频信号（中频带宽为6MHz），以实现模拟射频信号和模拟中频信号之间的转换。

Description

VHF-UHF软件无线电接收系统
技术领域
本发明涉及一种甚高频到超高频范围的通用软件无线电技术领域，尤其涉及一种VHF-UHF软件无线电接收系统。
背景技术
在无线电通信领域中，软件无线电技术（Software Defined Radio，SDR）的设计理念因其具有成本低、开发速度快、可重配置性强以及通用性强等优点，得到了很好的研究与应用。软件无线电的核心是其驻留在DSP和/或FPGA和/或ASIC内部的功能软件，这些软件是可升级、可重构的，以适应不同的技术标准、接口协议和信号波形，它在能够很好的实现传统无线电功能的同时，通过改变软件编程等实现拓展功能，在同一软件无线电平台上进行功能实现。软件无线电平台的特点是通用化、标准化、模块化，以及对信号波形的广泛适应性，软件无线电平台母板可以配合不同的子板工作，实现不同频段上的无线电接收和发射，在设计软件无线电系统的过程中，涉及到了模拟信号与数字信号之间的转换、稳压电路、调谐器电路、EEPROM存储器电路等相关技术的应用，将这些必要的芯片经过电路的设计集成在一块体积较小的电路板上，易于实验研究及相关拓展。这样就极大地解决传统无线电通信中A/D转换和D/A转换的速率、精度等无法达到对射频模拟信号直接进行采样的问题。因此，对软件无线电技术深入研究，不仅为无线传输信号的质量提供了更好的途径，也极大精简了传统无线电设备的复杂结构。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种VHF-UHF软件无线电接收系统，它能够多次的、连续的对VHF-UHF频段的射频信号进行接收。
本发明是这样来实现的，它包括接收天线、SMB连接器、射频前端电路、上调谐器、下调谐器、模数转换模块、信号处理模块和存储器，其特征在于，接收天线分别连接SMB连接器和射频前端电路，射频前端电路分别连接上调谐器和下调谐器，上调谐器和下调谐器之间也连有SMB连接器，上调谐器和下调谐器通过模数转换模块连接信号处理模块，信号处理模块连接存储器。所述的接收系统还包括可编程逻辑器件和稳压器。所述的上调谐器和下调谐器均为硅调谐器，它包括射频跟踪滤波器、振荡器、IF选择模块和带宽控制增益模块；稳压器为LDO稳压器。
本发明的技术效果是：该软件无线电系统VHF-UHF接收系统可将射频信号转换为中频信号，该子板与软件无线电平台母板及发射子板配合使用可用于通信等领域。软件无线电系统的VHF-UHF频段的接收系统通常是作为软件无线电平台母板的射频前端电路使用，该子板包括两个独立的下变频通道，故可同时接收VHF-UHF频段中两路不同频段的射频信号，并将接收的输入信号下变频至基带或中频信号（中频带宽为6MHz），以实现模拟射频信号和模拟中频信号之间的转换。
附图说明
图1为本发明的结构原理图。
图2本发明所采用的稳压器的一个电路图。
图3本发明所采用的稳压器的另一个电路图。
图4本发明所采用的存储器的电路图。 
图5为本发明所采用的硅调谐器的电路图。
图6为本发明接收系统与母板连接方式原理图。
具体实施方式
如图1所示，本发明是这样来实现的，它包括接收天线、SMB连接器、射频前端电路、上调谐器、下调谐器、模数转换模块、信号处理模块和存储器，其特征在于，接收天线分别连接SMB连接器和射频前端电路，射频前端电路分别连接上调谐器和下调谐器，上调谐器和下调谐器之间也连有SMB连接器，上调谐器和下调谐器通过模数转换模块连接信号处理模块，信号处理模块连接存储器，如图4所示。所述的接收系统还包括可编程逻辑器件和稳压器。所述的上调谐器和下调谐器均为硅调谐器，如图5所示，它包括射频跟踪滤波器、振荡器、IF选择模块和带宽控制增益模块；稳压器为LDO稳压器如图2和3所示。
由图1可知本接收系统是一个射频前端电路，信号经接收天线接收后进行相关处理，将射频信号经模数转换，降为中频信号，再经PC机上的软件，可以对信号进行多种处理。
在设计本块软件无线电系统VHF-UHF接收系统中接收机射频前端电路的主要的任务是将天线接收到的信号传输至硅调谐器，经过IF选择模块将信号转换为中频信号，并且调整天线接收到的信号幅度，使其能够在处在最佳输入幅值范围内。
电路中采用了两个硅调谐器，而硅调谐器的集成度很高，拥有射频跟踪滤波器、振荡器、IF选择模块和宽带增益控制模块等，故此子板可作为独立的输入，无需SAW滤波器及平衡转换器等外部零件，用于接收外界的VHF-UHF频段的射频信号。其特有的主/从架构，旨在优化多调谐器应用架构。
由于发射子板中所包含的元器件需要单独特别的电压，需设计一电源电路产生我们所需要的电压，而在本发明中所使用到的设计的电源芯片和稳压器芯片能够设计出低噪放大电路，它引入尽可能小的内部噪声，提供一个非常低噪声的输出，并在输出端获得最大可能的信噪比。
为了让发射子板更简便，加入EEPROM，这使得宿主机（计算机）上的系统软件能够根据插入的子板自动合理地配置系统。在该接收系统中同样采用了CMOS CPLD（可编程逻辑器件），其对低功率操作进行良好的管理，具有多个I/O输入口，便能对多路传输多路信号，此外它能够完成动态重新配置，并且具有灵活的时钟模式，这便使得能够多次的、连续的对VHF-UHF频段的射频信号进行接收。射频电压源应用程序需要一个安静的环境，故在电路设计中采用了一个LDO稳压器，它能够提供一个低噪声的输出，其具有的一个噪声旁路可以进一步降低输出噪声，从而满足射频电压源所需的工作环境。软件无线电系统VHF-UHF接收系统是采用2个SMB连接器，可用于连接外部上/下调谐器、信号发生器或是连接发射与接收天线，通过这两个连接器实现信号在空间和硬件电路板上的传输转换。
软件无线电平台分为母板和子板两大部分，母版与子板之间通过一个64脚的连接头进行连接，如图6所示，母板上的核心器件是FPGA，它是用以实现数字上/下变频功能，主要功能是完成中频高速信号的处理。而子板部分则是负责射频信号的接收或是发射，可同时配合天线进行信号在真实空间环境中的收发。本设计的软件无线电接收射频前端，包括两个独立的下变频通道，可同时接收VHF-UHF中多个频段、多个方向的射频信号，并对两路射频信号进行下变频处理，是射频信号转换为中频信号，利于软、硬件对信号进行处理。需要注意的是，该子板接收的信号可以为有软件产生的，也可以为外界环境中的信号，在接收HF，VHF和UHF频段的信号，该子板是比较理想的接收模块。对于射频电压源电路的应用需要在一个安静的环境下，故在该子板上使用LDO稳压器提供非常低噪声的输出。对于此子板，它的典型应用包括双频接收机，空白频段无线电，ISM频段接收和广播电视接收。

Claims (4)

1.一种VHF-UHF软件无线电接收系统，它包括接收天线、SMB连接器、射频前端电路、上调谐器、下调谐器、模数转换模块、信号处理模块和存储器，其特征在于，接收天线分别连接SMB连接器和射频前端电路，射频前端电路分别连接上调谐器和下调谐器，上调谐器和下调谐器之间也连有SMB连接器，上调谐器和下调谐器通过模数转换模块连接信号处理模块，信号处理模块连接存储器。
2.如权利要求1所述的一种VHF-UHF软件无线电接收系统，其特征在于，所述的接收系统还包括可编程逻辑器件和稳压器。
3.如权利要求1所述的一种VHF-UHF软件无线电接收系统，其特征在于，所述的上调谐器和下调谐器均为硅调谐器，它包括射频跟踪滤波器、振荡器、IF选择模块和带宽控制增益模块。
4.如权利要求2所述的一种VHF-UHF软件无线电接收系统，其特征在于，所述的稳压器为LDO稳压器。
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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