CN111200446A - 多目标实时遥测信号接收系统 - Google Patents
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Abstract
本发明多目标实时遥测信号接收系统，属于多目标实时遥测信号接收系统技术领域；所要解决的技术问题为：提供一种多目标实时遥测信号接收系统硬件结构的改进；解决该技术问题采用的技术方案为：包括设置在遥测信号接收端的遥测站，所述遥测站内部设置有遥测天线和遥测接收机，所述遥测天线内部设置有阵列天线和数字波束合成器，所述阵列天线通过放大滤波模块与数字波束合成器相连；所述放大滤波模块内部设置有多路低噪声放大器，各路低噪声放大器的输入端与阵列天线内的各路单元天线相连，各路低噪声放大器的输出端与滤波器相连；本发明应用于多目标遥测场所。
Description
技术领域
本发明多目标实时遥测信号接收系统，属于多目标实时遥测信号接收系统技术领域。
背景技术
遥测接收站通过接收天线将空中对应频点的无线电波接收并传送到接收机内，经过低噪声放大、解调、同步解码等数据处理方法还原出原始数据码流，完成由移动目标到地面接收站的无线数据传输任务。
目前单台接收机无法支持多目标同时并行遥测任务的开展，在多个遥测任务同时进行时，受遥测可用频率资源和地面接收站数量的限制，一般计划为单目标顺序开展遥测任务或配置多台接收机；遥测接收时，遥测目标上的发射机按照预先规划好的频点和码率等相关参数发射遥测信号，地面接收站按照相同频点和码率等相关参数匹配接收设置，而一个地面站同时只能跟踪接收一个遥测目标，这种遥测方式要求地面遥测系统需要通过周密的计划，确定工作频点、制式、编码等遥测格式参数，以及工作时间区间等，才能完成好遥测任务，工作量大，遥测效率及准确性较差。
针对该问题，目前使用CDMA模式对多目标进行遥测，但该操作模式与现有标准遥测体制不兼容，且遥测码流低，无法满足目前常规遥测设备的多目标遥测需求；现有遥测接收机只能满足单一遥测目标的遥测任务，当需要多目标的并行遥测时，现有的遥测接收机很难适应这种需求，并且与常规无线通信不同，遥测领域所涉及的通信距离一般较远（普遍在100km以上），因而必须使用接收增益较大的定向天线，传统定向天线只能朝向单一方向，在实际多目标场合中使用，因目标方向不同，导致传统定向天线无法应用。
发明内容
本发明为了克服现有技术中存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种多目标实时遥测信号接收系统硬件结构的改进。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：多目标实时遥测信号接收系统，包括设置在遥测信号接收端的遥测站，所述遥测站内部设置有遥测天线和遥测接收机，所述遥测天线内部设置有阵列天线和数字波束合成器，所述阵列天线通过放大滤波模块与数字波束合成器相连；
所述放大滤波模块内部设置有多路低噪声放大器，各路低噪声放大器的输入端与阵列天线内的各路单元天线相连，各路低噪声放大器的输出端与滤波器相连；
所述数字波束合成器的输出端输出多路波束信号，各路波束信号输入遥测接收机的信号分离接口，所述遥测接收机内部设置有多通道基带以及相应的遥测数据接收模块，所述多通道基带控制端均与接收机控制模块相连，所述遥测数据接收模块的输出端与信号输出接口相连。
所述数字波束合成器内部设置有多路AD转换模块，各路AD转换模块的输入端与滤波器相连，各路AD转换模块的输出端与波束合成模块相连，所述波束合成模块的控制端与波束合成控制器相连，
所述波束合成模块的输出端输出多路波束信号。
所述遥测接收机和数字波束合成器使用的控制器为FPGA，其型号为XC7Z045；
所述放大滤波模块的内部芯片型号为MGA-13216。
本发明与现有技术相比具备的有益效果为：本发明提供的遥测信号接收系统支持对多目标遥测信号进行并行接收，区别于现有常规的单目标遥测接收机，采用数字相控阵技术，可以使单个天线阵面上同时产生多个数字波束，对每个目标使用单个独立的数字波束进行跟踪及遥测数据接收，每个天线单元的信号在经过数字化后，在数字域通过多通道波束合成器，实现多个数字波束的合成，从而达到单个阵列天线接收多个遥测目标的目的；本发明采用阵列接收天线和多通道接收机对多个遥测目标进行跟踪和数据接收，在同一个阵列天线上采用数字波束形成多个指向性空间波束，以实现对空中多个移动目标遥测数据接收；本发明提供的多目标实时遥测系统不仅可以实现单一目标的遥测接收任务，还可以同时对其覆盖空域内的多个遥测目标进行实时的遥测数据接收，可以有效提高多目标遥测效率。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步说明：
图1为本发明遥测信号接收系统的电路结构示意图；
图2为本发明遥测天线的电路结构示意图；
图3为本发明遥测接收机的电路结构示意图；
图4为本发明遥测信号接收系统进行单目标遥测数据接收的示意图；
图5为本发明遥测信号接收系统进行多目标遥测数据接收的示意图；
图中：1为遥测天线、2为遥测接收机、3为所述阵列天线、4为数字波束合成器、5为放大滤波模块。
具体实施方式
如图1至图5所示，本发明多目标实时遥测信号接收系统，包括设置在遥测信号接收端的遥测站，所述遥测站内部设置有遥测天线（1）和遥测接收机（2），所述遥测天线内部设置有阵列天线（3）和数字波束合成器（4），所述阵列天线（3）通过放大滤波模块（5）与数字波束合成器（4）相连；
所述放大滤波模块（5）内部设置有多路低噪声放大器，各路低噪声放大器的输入端与阵列天线（3）内的各路单元天线相连，各路低噪声放大器的输出端与滤波器相连；
所述数字波束合成器（4）的输出端输出多路波束信号，各路波束信号输入遥测接收机（2）的信号分离接口，所述遥测接收机（2）内部设置有多通道基带以及相应的遥测数据接收模块，所述多通道基带控制端均与接收机控制模块相连，所述遥测数据接收模块的输出端与信号输出接口相连。
所述数字波束合成器（4）内部设置有多路AD转换模块，各路AD转换模块的输入端与滤波器相连，各路AD转换模块的输出端与波束合成模块相连，所述波束合成模块的控制端与波束合成控制器相连，
所述波束合成模块的输出端输出多路波束信号。
所述遥测接收机（2）和数字波束合成器（4）使用的控制器为FPGA，其型号为XC7Z045；
所述放大滤波模块（5）的内部芯片型号为MGA-13216。
本发明提供的遥测信号接收系统支持对多目标遥测数据进行接收，远距离遥测数据传接收，多目标搜索跟踪及多目标并行遥测数据接收；
本发明提供的多目标遥测站包括多目标遥测天线，内含阵列接收天线、数字多波束合成器以及多通道遥测接收机；
所述阵列接收天线包括阵列天线的阵列组合模式，构成阵列天线的馈电网络；
所述阵列接收天线由众多天线单元以阵列形式组成；
来自阵列天线的射频信号经过数字化后，由数字多波束合成模块按波束控制模块控制的波束指向完成数字波束合成，通过改变数字波束指向实现对目标的跟踪和数据接收，并将合成后的数据输出至多通道遥测接收机；
所述多通道遥测接收机具备多个基带数据解调通道，各通道内均具备位同步、帧同步及输出处理模块，各个通道均可独立工作，各数字通道以数字信号为输入，在数字域完成基带数据的解调处理，其输入输出的数据经综合打包后均以数字信号方式传输。
如图4所示，在使用本发明提供的遥测信号接收系统对单个遥测目标进行遥测数据接收时，空域内只有单个遥测目标向外发射无线信号，所述多目标遥测站生成单一波束，控制该波束指向主动搜寻其覆盖空域内的遥测目标，在搜索到遥测目标后，进入跟踪模式，即通过控制波束方向，使波束跟踪目标移动，实现持续接收遥测数据，多目标遥测站的目标搜索及跟踪等动作，均可在外部程控下完成，本实施例适应于常规传统单一目标的遥测数据接收。
如图5所示，在使用本发明提供的遥测信号接收系统对多个遥测目标进行遥测数据接收时，空域内存在多个遥测目标，所述多目标遥测站同时向外生成多个遥测波束，控制各个波束扫描搜索其覆盖空域内的相应遥测目标，各波束在搜索到遥测目标后，进入跟踪模式，通过控制波束方向，使波束跟踪目标移动，实现持续接收遥测数据，多目标遥测站的目标搜索及跟踪等动作，均可在外部程控下完成，本实施例适应于多目标的遥测数据接收。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (3)
1.多目标实时遥测信号接收系统，其特征在于：包括设置在遥测信号接收端的遥测站，所述遥测站内部设置有遥测天线（1）和遥测接收机（2），所述遥测天线内部设置有阵列天线（3）和数字波束合成器（4），所述阵列天线（3）通过放大滤波模块（5）与数字波束合成器（4）相连；
所述放大滤波模块（5）内部设置有多路低噪声放大器，各路低噪声放大器的输入端与阵列天线（3）内的各路单元天线相连，各路低噪声放大器的输出端与滤波器相连；
所述数字波束合成器（4）的输出端输出多路波束信号，各路波束信号输入遥测接收机（2）的信号分离接口，所述遥测接收机（2）内部设置有多通道基带以及相应的遥测数据接收模块，所述多通道基带控制端均与接收机控制模块相连，所述遥测数据接收模块的输出端与信号输出接口相连。
2.根据权利要求1所述的多目标实时遥测信号接收系统，其特征在于：所述数字波束合成器（4）内部设置有多路AD转换模块，各路AD转换模块的输入端与滤波器相连，各路AD转换模块的输出端与波束合成模块相连，所述波束合成模块的控制端与波束合成控制器相连，
所述波束合成模块的输出端输出多路波束信号。
3.根据权利要求2所述的多目标实时遥测信号接收系统，其特征在于：所述遥测接收机（2）和数字波束合成器（4）使用的控制器为FPGA，其型号为XC7Z045；
所述放大滤波模块（5）的内部芯片型号为MGA-13216。
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