CN111404563B - 超宽带集成化跟踪接收机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及卫星通信技术领域，尤其涉及超宽带集成化跟踪接收机，其包括MCU及依次连接的一次变频模块、RF开关1、BF滤波器1、BF滤波器2、RF开关2、AMP发大器、二次变频模块、DSP数字处理模块；其中一次变频模块、二次变频模块及DSP数字处理模块的控制端口分别与MCU的控制端口连接，一次变频模块的信号输入端口与卫星下行变频器的信号输出端口连接，MCU的输出端口与用户的伺服系统连接，BF滤波器1与BF滤波器2并联连接。本发明提供的装置使用频率宽、集成化程度高、能够实现微弱信号的自动搜寻并锁定、跟踪。

Description

超宽带集成化跟踪接收机
技术领域
本发明涉及卫星通信技术领域，尤其涉及超宽带集成化跟踪接收机。
背景技术
近年卫星应急通信发展迅速，低轨道与静止轨道卫星发了很多，卫星通信频段也扩展到KA波段，频段更宽，速率更快，使卫星通信地面站也跟着发展起来，地面站和内部各单元，部件组件的性能也在提高，并向小型化，智能化，宽带兼容性发展，跟踪接收机是卫星地面站系统的核心关键部件之一，为了充分利用天线的增益，使卫星以最小限度的发射功率，达到稳定、可靠、经济地进行通信；或者为了获取卫星的轨道数据，监视或校正卫星的位置，必须使地面天线在任何时候精确指向卫星。装有卫星跟踪接收机的移动卫星通信系统(动中通)能广泛用于国家建设的各个关键部门，诸如突发事件移动载体卫星通信、移动中电视直播卫星信号传输、公安指挥通信系统、森林防火等。在一般移动通信无效时，动中通能够提供最及时最有效的移动卫星通信服务。除了用于卫星地面站跟踪卫星信号以外还可以经过拓展后用于跟踪捕获非法的无线电信号，服务于无线电侦测管理部门。目前市场上的一些接收机工作频带较窄，大部分为950～1450M，或者有频率高的也是分段的，而且没有跟踪能力，只是对信号进行检波，对弱信号提取能力差，信噪比比较低，容易对接收到的信号造成误判。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供使用频率宽、集成化程度高、能够实现微弱信号的自动搜寻并锁定跟踪的超宽带集成化跟踪接收机。
本发明是通过以下技术方案予以实现：
超宽带集成化跟踪接收机，其包括MCU及依次连接的一次变频模块、RF开关1、BF滤波器1、BF滤波器2、RF开关2、AMP发大器、二次变频模块、DSP数字处理模块；
——其中一次变频模块、二次变频模块及DSP数字处理模块的控制端口分别与MCU的控制端口连接，一次变频模块的信号输入端口与卫星下行变频器的信号输出端口连接，MCU的输出端口与用户的伺服系统连接，BF滤波器1与BF滤波器2并联连接；
——一次变频模块用来接收卫星下行变频器950～4200M频段内的任意一信号，再根据MCU的指令将950～4200M的任意一信号输出并变频至一次高中频或一次低中频；
——RF开关1、RF开关2、BF1、BF2用于根据MCU传输的用户输入的频率进行选通，将一次变频模块输出的信号变频至一次高中频或一次低中频；
——AMP放大器用来将一次中频信号进行放大；
——二次变频模块用来将经AMP放大器放大的一次中频信号变为频率更低的二次中频信号；
——DSP数字处理模块用来对二中频信号进行数字化处理，输出的信号进行可变带宽滤波和快速傅立叶变换，对输入模数转换A/D的数据进行筛选抽样、归一化处理，实现对输入信号的识别定性，并根据定性的结果将信号结果反馈给MCU，且自身根据信号的大小调整数字信号处理的带宽及采样率，以便实现对输入信号的对数化归一；
——MCU用来接收DSP数字处理模块的数据，并对一次变频模块和二次变频模块的频率进行实时调整以实现信号的自动搜寻并锁定跟踪。
优化的，BF1及BF2为窄带高抑制度带通滤波器。
优化的，一次变频模块及二次变频模块均由集成化元器件RFFC5071A实现。
进一步，DSP数字处理模块自带A/D采样功能。
发明的有益效果
本发明保护的超宽带集成化跟踪接收机具有如下优点：
1)超宽带的使用频率(950M～4200MHZ)；
2)高集成化的射频模拟器件与数字处理电路相结合的方式实现小型化，提高可靠性；
3、通过数字处理部分(DSP和MCU)实现对输入信号的FFT变换并滤波提取微弱的有用信号，对其进行自动搜寻并锁定跟踪。
附图说明
图1为本发明硬件原理框图；
图2为本发明流程图；
图3为集成化元器件RFFC5071A的内部原理框图；
具体实施方式
超宽带集成化跟踪接收机，其包括MCU及依次连接的一次变频模块、RF开关1、BF滤波器1、BF滤波器2、RF开关2、AMP发大器、二次变频模块、DSP数字处理模块；
——其中一次变频模块、二次变频模块及DSP数字处理模块的控制端口分别与MCU的控制端口连接，一次变频模块的信号输入端口与卫星下行变频器的信号输出端口连接，MCU的输出端口与用户的伺服系统连接，BF滤波器1与BF滤波器2并联连接；
——一次变频模块用来接收卫星下行变频器950～4200M频段内的任意一信号，再根据MCU的指令将950～4200M的任意一信号输出并变频至一次高中频或一次低中频；
——RF开关1、RF开关2、BF1、BF2用于根据MCU传输的用户输入的频率进行选通，将一次变频模块输出的信号变频至一次高中频或一次低中频；两个一次中频信号的切换由MCU根据用户输入的频率来自动控制RF开关1、RF开关2选通BF1或BF2来完成，这样可以避开镜频干扰，有益于对微弱信号的提取、搜寻及跟踪。
——AMP放大器用来将一次中频信号进行放大；
——二次变频模块用来将经AMP放大器放大的一次中频信号变为频率更低的二次中频信号；
——DSP数字处理模块用来对二中频信号进行数字化处理，输出的信号进行可变带宽滤波和快速傅立叶变换，对输入模数转换A/D的数据进行筛选抽样、归一化处理，实现对输入信号的识别定性，并根据定性的结果将信号结果反馈给MCU，且自身根据信号的大小调整数字信号处理的带宽及采样率；以便实现对输入信号的对数化归一，可以精准到
0.01dB。
——MCU用来接收DSP数字处理模块的数据，并对一次变频模块和二次变频模块的频率进行实时调整以实现信号的自动搜寻并锁定跟踪。
优化的，BF1及BF2为窄带高抑制度带通滤波器，其具有很窄的带宽、较高的阻带抑制度以及优良的电压反射系数等性能，以提高跟踪接收机信号提取、搜寻及跟踪能力。
优化的，一次变频模块及二次变频模块均由集成化元器件RFFC5071A实现，该元器件一个器件集成了宽带频率综合器、放大器及混频器，一个元器件就可以实现变频功能，且射频与中频之间的隔离较大，改善杂散信号的泄露。
进一步，DSP数字处理模块自带A/D采样功能，可实现对二次中频信号进行精密采样，可变带宽滤波，FFT，对数据进行筛选，识别等功能。
本发明保护的超宽带集成化跟踪接收机，卫星下行变频器(简称LNB)输出的950～4200M频段内的任意一信号首先通过一次变频模块进行接收后，再通过MCU自动控制RF开关1、RF开关2选通BF1或BF2来将一次变频模块输出的信号变频至一次高中频(2.5GHZ左右)或一次低中频(0.9GHZ左右)(选通高低中频的目的是为了抑制镜频干扰)，然后再通过AMP放大器放大后，再经过二次变频模块将一次中频信号变为频率更低的二次中频信号(一般为70MHZ)，然后再输入给DSP数字处理模块，先进行精密采样，然后进行自动可变带宽滤波，FFT，并对数据进行筛选，识别后锁定跟踪该信号并将幅度值转变成直流电压信号传递给MCU，MCU传输给用户伺服系统，同时用户也可根据需要向MCU发出搜索并跟踪一定频率信号的指令，MCU自动控制一次变频模块、二次变频模块、RF开关1、RF开关2选通BF1或BF2对信号进行变频、搜索并追踪。
综上所述，本发明所保护的超宽带集成化跟踪接收机，使用频率宽、集成化程度高、能够实现微弱信号的自动搜寻并锁定、跟踪。
对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.超宽带集成化跟踪接收机，其特征在于，包括MCU及依次连接的一次变频模块、RF开关1、BF滤波器1、BF滤波器2、RF开关2、AMP发大器、二次变频模块、DSP数字处理模块；
——其中一次变频模块、二次变频模块及DSP数字处理模块的控制端口分别与MCU的控制端口连接，一次变频模块的信号输入端口与卫星下行变频器的信号输出端口连接，MCU的输出端口与用户的伺服系统连接，BF滤波器1与BF滤波器2并联连接；
——一次变频模块用来接收卫星下行变频器950～4200M频段内的任意一信号，再根据MCU的指令将950～4200M的任意一信号输出并变频至一次高中频或一次低中频；
——RF开关1、RF开关2、BF1、BF2用于根据MCU传输的用户输入的频率进行选通，将一次变频模块输出的信号变频至一次高中频或一次低中频；
——AMP放大器用来将一次中频信号进行放大；
——二次变频模块用来将经AMP放大器放大的一次中频信号变为频率更低的二次中频信号；
——DSP数字处理模块用来对二中频信号进行数字化处理，输出的信号进行可变带宽滤波和快速傅立叶变换，对输入模数转换A/D的数据进行筛选抽样、归一化处理，实现对输入信号的识别定性，并根据定性的结果将信号结果反馈给MCU，且自身根据信号的大小调整数字信号处理的带宽及采样率，以便实现对输入信号的对数化归一；
——MCU用来接收DSP数字处理模块的数据，并对一次变频模块和二次变频模块的频率进行实时调整以实现信号的自动搜寻并锁定跟踪。
2.根据权利要求1所述的超宽带集成化跟踪接收机，其特征在于，BF1及BF2为窄带高抑制度带通滤波器。
3.根据权利要求1所 述的超宽带集成化跟踪接收机，其特征在于，一次变频模块及二次变频模块均由集成化元器件RFFC5071A实现。
4.根据权利要求1所 述的超宽带集成化跟踪接收机，其特征在于，DSP数字处理模块自带A/D采样功能。
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