CN107579786B - 基于dds的hf vhf和uhf频段信号扫描侦测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于DDS的HF VHF和UHF频段信号扫描侦测系统，它涉及无线信号侦测技术领域；所述低噪放大器将选频网络输出的微弱信号进行放大；射频衰减器依据程序设定MCU发出指令控制衰减值，信号在经一级低噪声放大和低通滤波器然后送给混频器进行混频；数字扫频源按照MCU预定的程序执行频率扫描，信号源输出给混频器；混频器将射频接收信号和DDS扫描信号进行下混频，混频后信号在经一级放大送给45MHz或112MHz石英晶体滤波器，石英晶体滤波器选出的信号经两级放大然后将信号送给均值检波器检波；本发明低成本、实用性强、使用简单，符合民用电子对抗市场需求，解决侦查干扰系统产品中信号侦测技术的实现。
Description
技术领域：
本发明涉及一种基于DDS技术的HF VHF和UHF频段信号扫描侦测系统，属于无线信号侦测技术领域。
背景技术：
目前市场HF VHF和UHF频段信号侦测机主流多为进口专业级，不仅可以搜索信号频率还能解调出调制信号，如FM\FSK等信号，但是价格昂贵，不适合应用在屏蔽器产品上。
发明内容：
针对上述问题，本发明要解决的技术问题是提供一种基于DDS技术的HF VHF和UHF频段信号扫描侦测系统。
本发明的基于DDS的HF VHF和UHF频段信号扫描侦测系统，它包含数控滤波器、低噪放大器一、低噪放大器二、射频哀减器、低噪放大器三、低通滤波器、混频器、运算放大器一、数字扫频源、晶体滤波器、运算放大器二、运算放大器三、均值检波器、运算放大器四、电源、MCU；所述电子选频网络天线与数控滤波器电性连接，所述低噪放大器一与低噪放大器二电性连接，所述低噪放大器二与射频哀减器电性连接，所述射频哀减器与低噪放大器三电性连接，所述低噪放大器将选频网络输出的微弱信号进行放大；射频衰减器依据程序设定MCU发出指令控制衰减值，信号在经一级低噪声放大和低通滤波器然后送给混频器进行混频；所述低噪放大器三与低通滤波器电性连接，所述低通滤波器与混频器电性连接，所述混频器分别与运算放大器一、数字扫频源电性连接，数字扫频源按照MCU预定的程序执行频率扫描，信号源输出给混频器；混频器将射频接收信号和DDS扫描信号进行下混频，混频后信号在经一级放大送给45MHz或112MHz石英晶体滤波器，石英晶体滤波器选出的信号经两级放大然后将信号送给均值检波器检波，检波后的直流分量电压经运放放大送给MCU进行处理；MCU依据设计好的程序根据上位机用户界面操作指挥系统工作；电源电路保障系统正常工作提供电能供给；所述运算放大器一与两个晶体滤波器电性连接，所述两个晶体滤波器与运算放大器二电性连接，所述运算放大器二与运算放大器三电性连接，所述运算放大器三与均值检波器电性连接，所述均值检波器与运算放大器四电性连接。
作为优选，所述晶体滤波器为K级别石英晶体滤波器。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：低成本实用性强使用简单，符合民用电子对抗市场需求，解决侦查干扰系统产品中信号侦测技术的实现。
附图说明：
为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。
图1为本发明的结构示意图；
图2a为本发明中低噪放大器的左上部分的电路图；
图2b为本发明中低噪放大器的右上部分的电路图；
图2c为本发明中低噪放大器的右下部分的电路图；
图2d为本发明中低噪放大器的左下部分的电路图；
图3a为本发明中数字扫频源的左上部分的电路图；
图3b为本发明中数字扫频源的右上部分的电路图；
图3c为本发明中数字扫频源的右下部分的电路图；
图3d为本发明中数字扫频源的左下部分的电路图；
图4为本发明中混频器的电路图；
图5a为本发明中均值检波器的上部左侧的电路图；
图5b为本发明中均值检波器的上部中侧的电路图；
图5c为本发明中均值检波器的上部右侧的电路图；
图5d为本发明中均值检波器的下部的电路图；
图6a为本发明中电子选项网络的左部分的电路图；
图6b为本发明中电子选项网络的中部分的电路图；
图6c为本发明中电子选项网络的右部分的电路图。
具体实施方式：
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本发明。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
如图1所示，本具体实施方式采用以下技术方案：它包含数控滤波器1、低噪放大器一2、低噪放大器二3、射频哀减器4、低噪放大器三5、低通滤波器6、混频器7、运算放大器一8、数字扫频源9、晶体滤波器10、运算放大器二11、运算放大器三12、均值检波器13、运算放大器四14、电源15、MCU；所述电子选频网络天线与数控滤波器1电性连接，所述低噪放大器一2与低噪放大器二3电性连接，所述低噪放大器二3与射频哀减器4电性连接，所述射频哀减器4与低噪放大器三5电性连接，所述低噪放大器将选频网络输出的微弱信号进行放大；射频衰减器依据程序设定MCU发出指令控制衰减值，从而到达系统控制接收灵敏度的目的，信号在经一级低噪声放大和低通滤波器然后送给混频器进行混频；所述低噪放大器三5与低通滤波器6电性连接，所述低通滤波器6与混频器7电性连接，所述混频器7分别与运算放大器一8、数字扫频源9电性连接，数字扫频源9按照MCU预定的程序执行频率扫描，信号源输出给混频器；混频器将射频接收信号和DDS扫描信号进行下混频，混频后信号在经一级放大送给45MHz或112MHz石英晶体滤波器，石英晶体滤波器选出的信号经两级放大然后将信号送给均值检波器检波，检波后的直流分量电压经运放放大送给MCU进行处理；MCU依据设计好的程序根据上位机用户界面操作指挥系统工作；电源电路保障系统正常工作提供电能供给；所述运算放大器一8与两个晶体滤波器10电性连接，所述两个晶体滤波器10与运算放大器二11电性连接，所述运算放大器二11与运算放大器三12电性连接，所述运算放大器三12与均值检波器13电性连接，所述均值检波器13与运算放大器四14电性连接。
如图1、图2、图3、图4、图5、图6所示，本具体实施方式的工作原理为：无线信号扫描接收报警系统，在该系统上设有电子选带滤波器、低噪声放大器、电子衰减器、低通滤波器、混频器、DDS、MCU、石英晶体滤波器、均值检波器、运算放大器电路组成，选带网络输入端天线拾取到空中信号后经选带滤波器输出将微弱信号送至低噪声放大器放大，再经衰减器、低通滤波器送给混频器与来自核心电路DDS信号混频，混频输出的中频信号经一级放大后送给石英晶体滤波器，然后信号再经两级放大送给均值检波器检波，检波输出电压经LM358运放放大后送给MCU PC0 ADC端口做采样信号，根据设计程序用户通过上位机软件可以在搜索频段内达到发现信号的目的。
电子选带滤波器如原理图由七阶LC滤波器组成，分成17-60MHz(HF)\59-303MHz(VHF)\297-503MHz(UHF)三个固定滤波器组成，使用椭圆滤波器可以实现很陡峭的滤波效果，但是衰减比价大，但是提高了系统选择性，电子选带控制是通过滤波网络输入输出端连接射频开关U12 U13 U14 U15 U18设计组合控制，射频开关UPG2406切换速度达到纳秒级别，MCU发出RF_FILTER_S1和RF_FILTER_S2指令，U13 U18 5PIN经电容输出不同频段有用信号RF_out。从而实现选带网络的电子切换，提高了系统选择性保证了带外良好的抑制。
因为选带滤波器衰减比较大所以经滤波网络后信号经U4 U5两级低噪声放大器将信号放大，然后经U6 30dB电子衰减器，衰减器可以根据使用者需求控制系统灵敏度，衰减器输出的信号再经一级U7低噪声放大器放大，然后经耦合电容C68、低通滤波器L31-33\C147-154、然后信号经固定衰减器R68-70输出至混频器T1 3PIN.与DDS信号进行混频；
本振选用电路由直接数字频率合成(DDS)U9 AD9910，支持高达1 GSPS的采样速率,内置ADC可以输出400MHz以上的频率，那么该设计方案通过软件控制，MCU U2执行预置程序指令，自动控制相应内部寄存器，控制频率控制字，扫描调制模式，频率间隔及换频速率控制字，通过SPI(MCU_DDS_CS，MCU_DDS_SCK，MCU_DDS_SDIO，MCU_DDS_SDO)接口控制DDSU9 AD9910，U9 AD9910根据用户通过上位机程序通过串口芯片U3 MAX3232发送程序数据，然后DDS U9 AD9910执行程序指令由U9 80pin\81pin输出扫频信号，扫频信号经射频变压器T3 ADT1-1WT平衡转换后送到由L34-36 C196-204组成的低通滤波器滤波信号然后经π网络输出至混频器混频，DDS根据方案设计可输出本振信号LO1：52-95MHz；LO2:14-258MHz；LO3:252-458MHz。
无源混频器T1 ADE-1射频RF和本振LO混频后中频IF输出和频和差频信号，方案设计为：
混频器输出的混频信号经U10放大，然后经U17\U19\U20\U21组成石英晶体选频网络，U17为112MHz石英晶体滤波器±7.5KHz的选择性，U21为45MHz石英晶体滤波器±7.5KHz的选择性，石英晶体滤波器的性能决定本系统的选择性，U19\U20射频开关根据MCU RFS1、RFS1_N控制信号使石英晶体选频网络工作在112MHz或45MHz通道，选频后信号经耦合电容C79耦合将信号送给U8\U11放大，然后送给U16均值检波器3pin，信号通过检波后通过U1615pin输出直流分量，然后经A1 L358运放放大，直流电压经电阻R52送给MCU 8pin进行ADC信号采集判断；
例如：系统设置搜索297-503MHz频段，那么系统DDS扫描频段设置开始频率252MHz,结束频率458MHz，频率间隔25KHz，由开始频率至结束频率进行扫描，经混频器混频然后系统控制石英晶体滤波器45MHz工作，这样297-252＝45MHz，503-458＝45MHz频段内频率出现系统即刻报警记录；达到了系统信号侦测扫描的目的。
U2 STM32F100R8T6B MCU初始化程序，控制U9 DDS信号源频率快速扫描及控制射频开关选择不同信号通道，完成系统控制功能；统通过软硬件结合实现20-500MHZ无线信号扫描功能，系统扫描精度KHz级别；并预留通讯接口可与无线信号干扰设备实现联动对无线信号进行自动压制。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (2)
1.基于DDS的HF VHF和UHF频段信号扫描侦测系统，其特征在于：包含数控滤波器、低噪放大器一、低噪放大器二、射频哀减器、低噪放大器三、低通滤波器、混频器、运算放大器一、数字扫频源、晶体滤波器、运算放大器二、运算放大器三、均值检波器、运算放大器四、电源、MCU；电子选频网络天线与数控滤波器电性连接，所述数控滤波器与低噪放大器一电性连接，所述低噪放大器一与低噪放大器二电性连接，所述低噪放大器二与射频哀减器电性连接，所述射频哀减器与低噪放大器三电性连接，低噪放大器一、低噪放大器二和低噪放大器三将电子选频网络天线输出的微弱信号进行放大；射频衰减器依据程序设定MCU发出指令控制衰减值，射频衰减器输出的信号再经低噪放大器三和低通滤波器，然后送给混频器进行混频；所述低噪放大器三与低通滤波器电性连接，所述低通滤波器与混频器电性连接，所述混频器分别与运算放大器一、数字扫频源电性连接，数字扫频源按照MCU预定的程序执行频率扫描，信号源输出给混频器；混频器将射频接收信号和DDS扫描信号进行下混频，混频后信号再经低噪放大器一放大送给45MHz或112MHz石英晶体滤波器，石英晶体滤波器选出的信号经两级放大然后将信号送给均值检波器检波，检波后的直流分量电压经运算放大送给MCU进行处理；MCU依据设计好的程序根据上位机用户界面操作指挥系统工作；电源电路保障系统正常工作，提供电能供给；所述运算放大器一与两个晶体滤波器电性连接，所述两个晶体滤波器与运算放大器二电性连接，所述运算放大器二与运算放大器三电性连接，所述运算放大器三与均值检波器电性连接，所述均值检波器与运算放大器四电性连接。
2.根据权利要求1所述的基于DDS的HF VHF和UHF频段信号扫描侦测系统，其特征在于：所述晶体滤波器为石英晶体滤波器。
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