CN116208239B

CN116208239B - 一种信号接收电路

Info

Publication number: CN116208239B
Application number: CN202310501129.XA
Authority: CN
Inventors: 李春佳; 林长伟; 肖新光
Original assignee: Beijing Antiy Network Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing Antiy Network Technology Co Ltd
Priority date: 2023-05-06
Filing date: 2023-05-06
Publication date: 2023-06-30
Anticipated expiration: 2043-05-06
Also published as: CN116208239A

Abstract

本发明提供了一种信号接收电路，包括信号降频模块，信号降频模块用于将接收到的第二频段的第一信号的频率降频至第一频段，并发送至SDR设备；信号降频模块和SDR设备通过依次连接的第一传输线、阻抗变换器和第二传输线连接；阻抗变换器用于控制第一传输线的阻抗为第一阻抗，以及控制第二传输线的阻抗为第二阻抗，且第二阻抗大于第一阻抗。本发明通过对目标传输线的每一模拟安装点进行衰减率模拟，来确定出满足衰减率条件的对应的目标段，阻抗变换器的目标位置确定方法可以应用在任何长度的目标传输线上，通过信号的衰减率，来确定阻抗变换器的目标位置，使阻抗变换器两端的传输线的信号衰减率最小，对信号传输过程中的衰减影响降为最低。

Description

一种信号接收电路

技术领域

本发明涉及信号接收电路领域，特别是涉及一种信号接收电路。

背景技术

由于现有的SDR（Software Defination Radio，无线电广播通信）设备的信号收发频段和卫星信号通信的频段不同，导致SDR设备无法与卫星直接进行信号通信，需要通过变频器等信号处理设备对卫星信号进行处理，目前的SDR设备若要接收不同频段的卫星信号时，就需要搭载多个信号处理设备，SDR设备与每个信号处理设备之间均需要通过阻抗变换器实现传输线上的阻抗转换，但现有的信号接收电路中的阻抗变换器的安装位置是根据人为设定的，由于阻抗变换器的安装位置的不确定性，会导致传输线上的信号衰减的程度不同，对信号传输造成影响。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种信号接收电路，至少部分解决由于现有的阻抗变换器的安装位置的不确定，导致传输线上的信号衰减的程度不同，对信号传输造成影响的技术问题，本发明采用的技术方案为：

根据本申请的一个方面，提供一种信号接收电路，用于与SDR设备连接，SDR设备能够接收第一频段的卫星信号。

所述信号接收电路包括：

信号降频模块，用于将接收到的第二频段的卫星信号的频率降频至第一频段，并发送至SDR设备；

信号降频模块和SDR设备通过依次连接的第一传输线、阻抗变换器和第二传输线连接；阻抗变换器用于控制第一传输线的阻抗为第一阻抗，以及控制第二传输线的阻抗为第二阻抗，且第二阻抗大于第一阻抗；

第一传输线和第二传输线通过在目标位置对目标传输线进行分割后得到，目标位置通过以下方法确定：

确定目标传输线上每一模拟安装点对应的初始衰减率；模拟安装点的位置根据目标传输线的长度和预设的区间长度确定，每一模拟安装点在目标传输线上均具有对应的目标段；初始衰减率用于表示当阻抗变换器安装于模拟安装点上时，信号降频模块将第一频段的卫星信号发送至SDR设备的信号总衰减率；

将小于或等于预设的信号总体衰减率阈值的初始衰减率确定为目标衰减率；

根据任意两个目标衰减率之间的差值，对所有目标衰减率进行聚类，得到若干个目标衰减率组；

根据每一目标衰减率组对应的优先级，确定目标位置；优先级根据每一目标衰减率组对应的所有目标衰减率确定。

在本申请的一种示例性实施例中，所述信号接收电路，还包括：

信号控制模块，与SDR设备连接，用于根据SDR设备发送的信号接收指令发送变频控制信号和开关控制信号；

供电模块，与信号控制模块连接，供电模块根据接收到的变频控制信号，以预设协议为降频控制模块提供第一供电电压或第二供电电压；

降频控制模块，与供电模块和信号控制模块连接；且降频控制模块与若干个信号降频模块连接；降频控制模块根据接收到的开关控制信号，控制若干个信号降频模块中的其中之一与供电模块连通，以使得第一供电电压或第二供电电压能够传输至该信号降频模块；

当信号降频模块接收到第一供电电压时，以第一接收状态接收卫星信号；当信号降频模块接收到第二供电电压时，以第二接收状态接收卫星信号；

其中，同一个信号降频模块的第一接收状态接收的卫星信号的频率与第二接收状态接收的卫星信号的频率不同，且每一个信号降频模块能够接收的卫星信号的频率均不同。

在本申请的一种示例性实施例中，降频控制模块包括切换开关组，切换开关组具有一个电源输入端，电源输入端连接供电模块，切换开关组具有若干个电源输出端，分别连接若干个能够接收不同频率卫星信号的信号降频模块，切换开关组具有一个信号输入端，信号输入端连接信号控制模块，切换开关组中包括若干个继电器，通过开关控制信号控制每个继电器的通断，以使第一供电电压或第二供电电压传输至接通的继电器连接的信号降频模块。

在本申请的一种示例性实施例中，切换开关组包括触点常开的继电器K1、触点常闭的继电器K2、触点常开的继电器K3、触点常闭的继电器K4、触点常开的继电器K5、触点常闭的继电器K6；

继电器K1连接第一信号降频模块，继电器K2连接第二信号降频模块，继电器K1和继电器K2的公共端连接继电器K5；

继电器K3连接第三信号降频模块，继电器K4连接第四信号降频模块，继电器K3和继电器K4的公共端连接继电器K6；

继电器K5和继电器K6的公共端连接供电模块；

继电器K1、继电器K2、继电器K3和继电器K4共同连接信号控制模块的P2端，继电器K5和继电器K6共同连接信号控制模块的P1端；

当信号控制模块的P1端为高电平时，继电器K5开通，继电器K6关断；当信号控制模块的P1端为低电平时，继电器K5关断，继电器K6开通；

当信号控制模块的P2端为高电平时，继电器K1和继电器K3开通，继电器K2和继电器K4关断；当信号控制模块的P2端为低电平时，继电器K1和继电器K3关断，继电器K2和继电器K4开通；

第一信号降频模块、第二信号降频模块、第三信号降频模块和第四信号降频模块能够接收的卫星信号的频率均不同。

在本申请的一种示例性实施例中，确定目标传输线上每一模拟安装点对应的初始衰减率，包括：

根据目标传输线的长度和预设的区间长度，从目标传输线上确定若干个模拟安装点；

根据每一模拟安装点，对第一传输线进行信号传输衰减模拟，得到对应的第一段衰减率；

根据每一模拟安装点，对第二传输线进行信号传输衰减模拟，得到对应的第二段衰减率；

根据第一段衰减率和第二段衰减率，得到每一模拟安装点对应的初始衰减率。

在本申请的一种示例性实施例中，根据每一目标衰减率组对应的优先级，确定目标位置，包括：

根据每一目标衰减率组对应的优先级，确定对应的目标衰减率组对应的标记色；

根据每一目标衰减率组对应的标记色，在目标传输线上，对目标衰减率对应的模拟安装点所在的目标段进行标记；

将在目标段中的任一位置确定为目标位置。

在本申请的一种示例性实施例中，预设的区间长度，通过以下方法确定：

预设若干段信号传输线，根据每段信号传输线的长度和预设的衰减率模拟区间长度，从每段信号传输线上确定若干个衰减率模拟点；

在每个衰减率模拟点处进行信号传输衰减模拟，得到每个衰减率模拟点对应的模拟总体衰减率；

对每段信号传输线对应的所有模拟总体衰减率分别进行方差处理，得到每段信号传输线对应的方差值；

将最小的方差值对应的信号传输线的长度确定为区间长度。

在本申请的一种示例性实施例中，根据每一目标衰减率组对应的优先级，确定对应的目标衰减率组对应的标记色，包括：

对每个目标衰减率组中的所有目标衰减率进行均值处理，得到每个目标衰减率组对应的平均总体衰减率；

根据每一平均总体衰减率，得到对应的目标衰减率组的优先级；

根据每一目标衰减率组对应的优先级，确定对应的目标衰减率组对应的标记色。

在本申请的一种示例性实施例中，根据每一目标衰减率组对应的标记色，在目标传输线上，对目标衰减率对应的模拟安装点所在的目标段进行标记，包括：

将每一目标衰减率对应的模拟安装点确定为目标模拟安装点；

遍历目标传输线上的所有目标模拟安装点，若相邻的目标模拟安装点对应的目标衰减率属于同一目标衰减率组，则将其对应的目标段进行合并；

根据每个目标衰减率组的标记色，对每个目标衰减率组对应的长度最大的目标段进行标记。

在本申请的一种示例性实施例中，根据每个目标衰减率组的标记色，对每个目标衰减率组对应的长度最大的目标段进行标记，包括：

若所有目标衰减率组对应的长度最大的目标段的长度之和小于或等于预设的目标段总长度阈值，则根据每个目标衰减率组的标记色，对每个目标衰减率组对应的长度最大的目标段进行标记；

若所有目标衰减率组对应的长度最大的目标段的长度之和大于预设的目标段总长度阈值，则从所有目标衰减率组对应的长度最大的目标段中，确定出总长度为目标段总长度阈值的目标端，并根据每个目标衰减率组的标记色，对其进行标记。

本发明至少具有以下有益效果：

本发明的信号接收电路，包括信号降频模块，信号降频模块通过第一传输线、阻抗变换器、第二传输线与SDR设备连接，通过目标传输线上每一模拟安装点对应的初始衰减率与预设的信号总体衰减率阈值的比较处理，确定出目标衰减率，再对所有目标衰减率进行聚类，得到若干个目标衰减率组，根据每一目标衰减率组对应的优先级，确定出阻抗变换器的目标位置，通过对目标传输线的每一模拟安装点进行衰减率模拟，来确定出满足衰减率条件的对应的目标段，阻抗变换器的目标位置确定方法可以应用在任何长度的目标传输线上，通过信号的衰减率，来确定阻抗变换器的目标位置，使阻抗变换器两端的传输线的信号衰减率最小，对信号传输过程中的衰减影响降为最低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的信号接收电路的连接框图；

图2为本发明提供的信号接收电路的电路原理图；

图3为本发明提供的信号接收电路的降频控制模块的电路原理图；

图4为本发明提供的阻抗变换器的目标位置的确定方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

目前，现有的SDR设备的信号收发频段为0-6GHz，卫星信号通信的主要波段为：C波段4-8GHz、Ku波段12-18GHz、K波段18-27GHz、Ka波段26.5-40GHz、V波段40-75GHz等频段，所以，为了使SDR设备可以接收到各个频段的卫星信号，就需要采用特殊的信号处理设备对卫星信号进行处理，例如低噪声下变频器LNB，将卫星信号的高频信号转换为低频信号，但经过LNB处理的信号仍需经过其他处理电路才能进入到SDR设备中，导致SDR设备与LNB之间无法直接进行卫星通信，且目前的SDR设备若要接收不同频段的卫星信号时，就需要搭载多个LNB，SDR设备与每个LNB之间均需要搭配一套处理电路，数据处理过于复杂，且电路设计成本也随之增加。

且现有的SDR设备与每个信号处理设备之间均需要通过阻抗变换器实现传输线上的阻抗转换，但现有的信号接收电路中的阻抗变换器的安装位置是根据人为设定的，由于阻抗变换器的安装位置的不确定性，会导致传输线上的信号衰减的程度不同，对信号传输造成影响。

所以，为了简化信号处理传输过程，且提高信号传输效率，就需要提出一种可以实现SDR设备与多个LNB之间互相通信的信号接收电路。

所述的信号接收电路，连接SDR设备，SDR设备能够接收第一频段的卫星信号，如图1所示，信号接收电路包括信号控制模块、供电模块、降频控制模块、信号降频模块；信号控制模块与SDR设备、供电模块和降频控制模块连接，用于根据SDR设备发送的信号接收指令向供电模块发送变频控制信号以及向降频控制模块发送开关控制信号；供电模块与信号控制模块和降频控制模块连接，供电模块根据接收到的变频控制信号，以预设协议为降频控制模块提供第一供电电压或第二供电电压；降频控制模块，与供电模块和信号控制模块连接；且降频控制模块与若干个信号降频模块连接；降频控制模块根据接收到的开关控制信号，控制若干个信号降频模块中的其中之一与供电模块连通，以使得第一供电电压或第二供电电压能够传输至该信号降频模块；信号降频模块用于将接收到的第二频段的卫星信号的频率降频至第一频段，并发送至SDR设备。

信号降频模块为双本振下变频器LNB，可以接收两个频段的卫星信号，当信号降频模块接收到第一供电电压时，以第一接收状态接收卫星信号，第一接收状态为接收第二频段的第一信号，并将接收到的第一信号的频率降频至第一频段；当信号降频模块接收到第二供电电压时，以第二接收状态接收卫星信号，第二接收状态为接收第三频段的第二信号，并将接收到的第二信号的频率降频至第一频段；第一信号和第二信号为频率不同的卫星信号，第二频段和第三频段存在差异，且对应的频率均高于第一频段的频率；其中，信号接收电路中的同一个信号降频模块的第一接收状态接收的卫星信号的频率与第二接收状态接收的卫星信号的频率不同，且每一个信号降频模块能够接收的卫星信号的频率均不同，保证信号接收电路中的每一个信号降频模块所接收到的卫星信号的频率都不同，当SDR设备欲要接收某一频段的卫星信号时，降频控制模块会控制对应频段的信号降频模块开通，并控制其他信号降频模块关断，以实现SDR设备用同一套电路可以接收不同频段的卫星信号的目的。

本发明可应用在机顶盒卫星接收器、电视卫星接收器、PC卡卫星接收器等设备上，SDR设备发送的信号接收指令中包括要接收的卫星信号的频段，信号控制模块根据信号接收指令，向供电模块发送变频控制信号，供电模块根据变频控制信号，向信号降频模块提供带有预设协议的供电电压，预设协议为带有22KHz音调信号的数据协议，经同轴电缆将22KHz音调信号作为载波叠加在信号降频模块的直流电源轨上，来控制信号降频模块的信号接收本振的转换通断，信号降频模块根据供电电压，来接收相应频段的卫星信号，如在供电电压为13V时，接收9.75GHz的卫星信号，在供电电压为18V时，接收10.6GHz的卫星信号，并对卫星信号进行降频处理，并传输至SDR设备中。

如图2所示，为信号接收电路的电路原理图，其中，信号降频模块包括VLNB端口，VLNB端口连接若干个下变频器LNB，供电模块包括控制芯片J3，信号控制模块包括控制芯片J1，控制芯片J1可以为FPGA，也可以为MCU，其可以设置在SDR设备中，也可以置于SDR设备外，并与SDR设备连接，控制芯片J1的EXTM引脚、VCTRL引脚、SDA引脚、SCL引脚和EN引脚连接控制芯片J3，控制芯片J3通过降频控制模块给LNB供电，VLNB端口与SDR设备之间还设置有阻抗变换器，SDR设备包括信号接收端口，信号接收端口通过依次连接的第一传输线、阻抗变换器和第二传输线与信号降频模块连接，阻抗变换器用于控制第一传输线的阻抗为第一阻抗，以及控制第二传输线的阻抗为第二阻抗，且第二阻抗大于第一阻抗，阻抗变换器将卫星信号通路的特性阻抗与SDR设备接收信号通路的特性阻抗进行阻抗匹配，实现卫星信号的无反射传输，LNB对接收的卫星信号进行降频处理后通过同轴电缆传输至SDR设备，从而实现SDR设备与LNB的通信应用。且本发明提供I²C标准接口与SDR设备进行通信控制，内部使能、LNB电压选择、音调信号控制等设置则由SDR设备的I/O端口进行配置。

如图2所示，控制芯片J3的LX引脚为升压转换器的开关节点，用于输出电压的转换；VIN引脚为内部线下调节器输入引脚；VCC引脚为内部电源偏置引脚，当VIN引脚为5V时，VCC引脚接VIN引脚；TCAP引脚通过22nf电容C5连接到地，控制VLNB电压从13V过渡到18V的过渡时间，以将LNB输出的上升时间和下降时间设置在13V和18V之间，，由于IC内部升压转换器通常带宽低、响应速度慢，因此，引入此容值的电容器可以确保升压转换器能够跟随电压变化，IC的充放电电流为10uA，过渡时间可通过公式Tcad（ms）=0.5*Css（nf）/Iss（uA）=1.1ms，计算出本电路电压过渡时间为1.1ms；ISEL引脚连接130K电阻R6，以限制LNB的输出电流，精度为±10%，可防止IC过热，当出现短路条件时，输出电流在电流限制下保持4ms，如果条件仍然存在，IC内部的升压转换器将进入打嗝模式（即过流保护技术，当输出电流大于额定值的120%时，输出电压马上下降到0，即无电压输出，可以更好的保护电源模块，保护整个系统），并在128ms后重新启动；FAULL为漏极开路输出引脚，当出现故障时，此引脚变低；VCTRL引脚控制VLNB，H时输出18V，GND时输出13V；EXTM引脚在H时叠加22KHz音调信号；BOOST引脚为升压转换器的输出端，接两个22uf电容器C152和C153，可使电路效率、负载调整率均达到最大值。

降频控制模块包括切换开关组，切换开关组具有一个电源输入端，电源输入端连接供电模块，切换开关组具有若干个电源输出端，分别连接若干个能够接收不同频率卫星信号的信号降频模块，切换开关组具有一个信号输入端，信号输入端连接信号控制模块，切换开关组中包括若干个继电器，通过开关控制信号控制每个继电器的通断，以使第一供电电压或第二供电电压传输至接通的继电器连接的信号降频模块，降频控制模块与LNB之间的传输线为蛇形走线，起到扼流圈的作用。

如图3所示，切换开关组包括触点常开的继电器K1、触点常闭的继电器K2、触点常开的继电器K3、触点常闭的继电器K4、触点常开的继电器K5、触点常闭的继电器K6；继电器K1连接第一信号降频模块，继电器K2连接第二信号降频模块，继电器K1和继电器K2的公共端连接继电器K5；继电器K3连接第三信号降频模块，继电器K4连接第四信号降频模块，继电器K3和继电器K4的公共端连接继电器K6；继电器K5和继电器K6的公共端连接供电模块；继电器K1、继电器K2、继电器K3和继电器K4共同连接信号控制模块的P2端，继电器K5和继电器K6共同连接信号控制模块的P1端；当信号控制模块的P1端为高电平时，继电器K5开通，继电器K6关断；当信号控制模块的P1端为低电平时，继电器K5关断，继电器K6开通；当信号控制模块的P2端为高电平时，继电器K1和继电器K3开通，继电器K2和继电器K4关断；当信号控制模块的P2端为低电平时，继电器K1和继电器K3关断，继电器K2和继电器K4开通，通过六个继电器的互锁，来实现同一切换开关组的四个LNB的通断；其中，第一信号降频模块、第二信号降频模块、第三信号降频模块和第四信号降频模块能够接收的卫星信号的频率均不同。

若要通过信号接收电路控制更多的信号降频模块，则可以通过添加对应的切换开关组来实现，每个切换开关组控制四个信号降频模块，每个切换开关组的结构相同，通过不同数量的切换开关组，来增加对应的信号线，使其与信号控制模块相连，来实现控制多个信号降频模块的目的，使在同一时期，只有一个信号降频模块工作。

本发明的信号接收电路，由信号控制模块根据SDR设备发送的信号接收指令，向供电模块发送变频控制信号，以及向降频控制模块发送开关控制信号，供电模块根据变频控制信号，向降频控制模块提供带有预设协议的供电电压，降频控制模块根据开关控制信号来控制信号降频模块的通断，进行多个信号降频模块的信号接收切换，信号降频模块根据供电电压，来接收相应频段的卫星信号，并对卫星信号进行降频处理，并传输至SDR设备中。

阻抗变换器用于将其两端线路的阻抗进行转换调整，在实际应用中，若阻抗变换器所在的信号传输线上传输的数据信号发生了衰减，衰减的原因包括信号传输线上的阻抗变换、信号传输线的长度过长、信号传输线的线缆本身特性较差、信号传输线的弯曲程度较大等等，都会导致信号传输线上传输的数据信号衰减，所以，为了使两端线路的数据衰减率降低以使传输线路的数据的传输效率更高，就需要对信号传输线上的各个区域段进行衰减率检测，并对信号传输线作出相应调整。

其中，若衰减原因是由于信号传输线上的阻抗变化而引起的信号衰减，则需要将阻抗变换器安装在VLNB端口和信号接收端口之间的线路上的合理位置，即衰减率最小的位置，以解决信号传输线上因阻抗变换导致的信号衰减问题。

所以，本发明还提出一种阻抗变换器在目标传输线，即信号降频模块与信号接收端口之间的传输线路上的目标位置，即安装位置的确定方法，目标传输线通过目标位置分割为第一传输线和第二传输线，如图4所示，目标位置的确定方法如下：

步骤S100、确定目标传输线上每一模拟安装点对应的初始衰减率；模拟安装点的位置根据目标传输线的长度和预设的区间长度确定，每一模拟安装点在目标传输线上均具有对应的目标段；初始衰减率用于表示当阻抗变换器安装于模拟安装点上时，信号降频模块将第一频段的卫星信号发送至SDR设备的信号总衰减率；

进一步，步骤S100中，确定目标传输线上每一模拟安装点对应的初始衰减率，包括：

步骤S110、根据目标传输线的长度和预设的区间长度，从目标传输线上确定若干个模拟安装点；

具体的，获取目标传输线的长度m和预设的区间长度ΔL₁；根据m和ΔL₁，确定n个模拟安装点；其中，n=m/ΔL₁-1；

步骤S120、根据每一模拟安装点，对第一传输线进行信号传输衰减模拟，得到对应的第一段衰减率；

步骤S130、根据每一模拟安装点，对第二传输线进行信号传输衰减模拟，得到对应的第二段衰减率；

步骤S140、根据第一段衰减率和第二段衰减率，得到每一模拟安装点对应的初始衰减率。

具体的，预设的区间长度ΔL₁，通过以下方法确定：

步骤S101、预设若干段信号传输线，根据每段信号传输线的长度和预设的衰减率模拟区间长度，从每段信号传输线上确定若干个衰减率模拟点；

具体的，获取x段预设的信号传输线的长度，得到预设信号传输线长度集T=(T₁,T₂,...,T_y,...,T_x)；其中，y=1,2,...,x；T_y为第y段预设的信号传输线的长度；0＜T₁＜T₂＜...＜T_y＜...＜T_x＜m/2；

根据预设的衰减率模拟区间长度ΔL₂，从每一预设的信号传输线上确定若干个衰减率模拟点；其中，ΔL₂＜T₁；

步骤S102、在每个衰减率模拟点处进行信号传输衰减模拟，得到每个衰减率模拟点对应的模拟总体衰减率；

具体的，获取每一预设的信号传输线上的每一衰减率模拟点对应的模拟总体衰减率，得到模拟总体衰减率集D=(D₁,D₂,...,D_y,...,D_x)；D_y=(D_y1,D_y2,...,D_yf,...,D_yt(y))；其中，f=1,2,...,t(y)；t(y)为第y段预设的信号传输线的衰减率模拟点的数量；D_y为第y段预设的信号传输线对应的模拟总体衰减率列表；D_yf为第y段预设的信号传输线上的第f个衰减率模拟点对应的模拟总体衰减率；

步骤S103、对每段信号传输线对应的所有模拟总体衰减率分别进行方差处理，得到每段信号传输线对应的方差值；

具体的，对D_y1,D_y2,...,D_yf,...,D_yt(y)进行方差处理，得到D_y对应的方差值B_y；通过得到的方差值，来判断每段信号传输线上的模拟总体衰减率的离散程度；

步骤S104、将最小的方差值对应的信号传输线的长度确定为区间长度。

具体的，将MIN(B₁,B₂,...,B_y,...,B_x)对应的预设的信号传输线的长度确定为ΔL₁；其中，MIN()为预设的最小值确定函数；

方差值越小，越表示对应的信号传输线上的各个衰减率模拟点的衰减率越接近，离散程度小，表示此信号传输线上的衰减率差值越小，所以，选最小的方差值对应的信号传输线的长度为区间长度，表示此信号传输线的长度内，每个点的衰减率趋于相等，阻抗变换器安装在此长度内的任一位置，其衰减率的差值均最小，被视为阻抗变换器的最优的安装距离。

S200、将小于或等于预设的信号总体衰减率阈值的初始衰减率确定为目标衰减率；

具体的，获取每个模拟安装点对应的初始衰减率，得到初始衰减率集G=(G₁,G₂,...,G_i,...,G_n)；G_i=10*log(P_2i/P_1i)；其中，i=1,2,...,n；G_i为第i个模拟安装点对应的初始衰减率；P_2i为第i个模拟安装点对应的信号降频模块接收到的信号的功率；P_1i为第i个模拟安装点对应的信号接收端口接收到的信号的功率；

遍历G₁,G₂,...,G_i,...,G_n，若G_i≤G₀，则将G_i确定为目标衰减率，得到对应的目标衰减率集Q=(Q₁,Q₂,...,Q_a,...,Q_b)；其中，a=1,2,...,b；b为目标衰减率的数量；Q_a为第a个目标衰减率；G₀为预设的信号总体衰减率阈值；

S300、根据任意两个目标衰减率之间的差值，对所有目标衰减率进行聚类，得到若干个目标衰减率组；

具体的，对Q₁,Q₂,...,Q_a,...,Q_b进行聚类，以得到k个目标衰减率组；

聚类可采用K-mean聚类法，预设k个目标衰减率组，将相似度大的目标衰减率并为同一个目标衰减率组中。

S400、根据每一目标衰减率组对应的优先级，确定目标位置；优先级根据每一目标衰减率组对应的所有目标衰减率确定；

进一步，步骤S400中，根据每一目标衰减率组对应的优先级，确定目标位置，包括：

步骤S410、根据每一目标衰减率组对应的优先级，确定对应的目标衰减率组对应的标记色；

具体的，步骤S410包括：

步骤S411、对每个目标衰减率组中的所有目标衰减率进行均值处理，得到每个目标衰减率组对应的平均总体衰减率；

步骤S412、根据每一平均总体衰减率，得到对应的目标衰减率组的优先级；

具体的，根据数值递减顺序，对每个平均总体衰减率进行排序，得到对应的排序后平均总体衰减率集W=(W₁,W₂,...,W_c,...,W_k)；其中，c=1,2,...,k；W_c为根据数值递减顺序进行排序后的第c个平均总体衰减率；

将W₁,W₂,...,W_c,...,W_k对应的目标衰减率组依次赋予数值递增的优先级。

步骤S413、根据每一目标衰减率组对应的优先级，确定对应的目标衰减率组对应的标记色；

具体的，获取k个标记色，并根据颜色程度递增顺序，对每个标记色进行排序，得到对应的排序后标记色集Y=(Y₁,Y₂,...,Y_c,...,Y_k)；其中，Y_c为根据颜色程度递增顺序进行排序后的第c个标记色；

将每个排序后标记色确定为与其排序位置相同的优先级所对应的目标衰减率组的标记色；即将Y_c确定为W_c对应的目标衰减率组的标记色；

标记色的颜色程度越深，越表示对应的目标衰减率组中的平均总体衰减率越小，表示在此标记色内的信号传输线上的阻抗变换器的安装位置最佳。

步骤S420、根据每一目标衰减率组对应的标记色，在目标传输线上，对目标衰减率对应的模拟安装点所在的目标段进行标记；

具体的，每个模拟安装点的目标段，通过以下方法确定：

将以模拟安装点为中点，以预设的区间长度ΔL₁为区域长度的区域确定为目标区域；或将以模拟安装点为起点，以模拟安装点距离信号降频模块ΔL₁处的点为终点的传输线段确定为目标段。

以上为阻抗变换器的目标位置确定方法的第一实施例，通过模拟衰减率，确定出每个标记色，再根据标记色对应的目标总体衰减率类组来确定阻抗变换器的安装位置，由于实际的信号传输线可能受到外部环境的影响，而无法在实际的信号传输线上进行标记，如信号传输线埋在地下或位于矿井中，如果在实际的信号传输线上进行衰减率计算和标记，可能会造成信号传输线的破损，且维护成本会相应提高，所以，本发明是根据实际的信号传输线模拟的衰减率，通过模拟的结果，在模拟的信号传输线上进行标记，而不是在实际的信号传输线进行标记，最后根据标记结果在实际的信号传输线上安装阻抗变换器。

若信号传输线的信号衰减是由于非阻抗变换而造成的，如信号传输线的长度过长、信号传输线的线缆本身特性较差、信号传输线的弯曲程度较大等信号传输线自身的原因，则通过本发明可以对信号传输线进行衰减率模拟测试，得到信号传输线上的各个区域段对应的模拟衰减率，再根据模拟衰减率，对信号传输线进行标记显示。

为了进一步的精确阻抗变换器的安装位置，使信号传输线上的标记减少，来降低对标记颜料的使用，节省颜料成本，遂提出阻抗变换器的目标位置确定方法的第二实施例，如下：

具体的，步骤S420包括：

步骤S421、将每一目标衰减率对应的模拟安装点确定为目标模拟安装点；

步骤S422、遍历目标传输线上的所有目标模拟安装点，若相邻的目标模拟安装点对应的目标衰减率属于同一目标衰减率组，则将其对应的目标段进行合并；

步骤S423、根据每个目标衰减率组的标记色，对每个目标衰减率组对应的长度最大的目标段进行标记；

具体的，获取每一目标衰减率组对应的每一目标段的长度，得到目标段长度集F=(F₁,F₂,...,F_c,...,F_k)；F_c=(F_c1,F_c2,...,F_cg,...,F_cd(c))；其中，g=1,2,...,d(c)；d(c)为第c个目标衰减率组对应的目标段的数量；F_c为第c个目标衰减率组对应的目标段的长度列表；F_cg为第c个目标衰减率组对应的第g个目标段的长度；将MAX(F_c1,F_c2,...,F_cg,...,F_cd(c))对应的目标段确定为第c个目标标记段；MAX()为预设的最大值确定函数；

具体的，获取每一目标标记段的长度，目标标记段即目标衰减率组对应的长度最大的目标段，得到目标标记段长度集E=(E₁,E₂,...,E_c,...,E_k)；其中，E_c为第c个目标标记段的长度；

具体的，步骤S423包括：

步骤S4231、若所有目标衰减率组对应的长度最大的目标段的长度之和小于或等于预设的目标段总长度阈值，则根据每个目标衰减率组的标记色，对每个目标衰减率组对应的长度最大的目标段进行标记；

具体的，若∑^k _c=1E_c≤E₀，则根据每个目标衰减率组的标记色，对每个目标衰减率组对应的目标标记段进行标记；其中，E₀为预设的目标段总长度阈值；

步骤S4232、若所有目标衰减率组对应的长度最大的目标段的长度之和大于预设的目标段总长度阈值，则从所有目标衰减率组对应的长度最大的目标段中，确定出总长度为目标段总长度阈值的目标端，并根据每个目标衰减率组的标记色，对其进行标记。

具体的，若∑^k _c=1E_c＞E₀，则根据每个目标衰减率组对应的标记色的颜色程度递减顺序，对每个目标衰减率组对应的目标标记段长度进行排序，得到对应的排序后目标标记段长度集R=(R₁,R₂,...,R_c,...,R_k)；其中，R_c为根据标记色颜色程度递减顺序进行排序后的第c个目标衰减率组对应的目标标记段的长度；

对每个排序后目标标记段长度依次进行累积求和，当满足当前累积和小于或等于预设的目标标记区域总长度阈值，且下一个累积和大于预设的目标标记区域总长度阈值时，即对R₁,R₂,...,R_c,...,R_k依次进行求和，当满足∑^c _h=1R_h≤E₀且∑^c+1 _h=1R_h＞E₀时，将当前的排序后目标标记段长度对应的目标标记段确定为第二目标段，将下一个排序后目标标记段长度对应的目标标记段确定为第一标记段；

从第一标记段中确定出长度为q的目标段，并将其确定为第一目标段；其中，q为预设的目标段总长度阈值与第二目标段对应的排序后目标标记段长度的累积和的差值；即从R_c+1对应的目标标记段中确定出长度为q的目标段，并将其确定为第一目标段；其中，q=E₀-∑^c _h=1R_h；

根据每个目标衰减率组的标记色，对第一目标段以及第二目标段对应的排序后目标标记段长度的累积和中的所有目标标记段（即第一目标段以及R₁,R₂,...,R_c对应的目标标记段）进行标记；

根据每个目标衰减率组的标记色，对属于该目标衰减率组的目标标记段进行标记；即通过第c个标记色，对第c个目标标记段进行标记；

步骤S430、将在目标段中的任一位置确定为目标位置。

通过第二实施例，可以使目标传输线上的标记段的数量减少，只标记安装位置最佳的线段，来节省颜料的使用。

本发明通过目标传输线上每一模拟安装点对应的初始衰减率与预设的信号总体衰减率阈值的比较处理，确定出目标衰减率，再对所有目标衰减率进行聚类，得到若干个目标衰减率组，根据每一目标衰减率组对应的优先级，确定出阻抗变换器的目标位置，通过对目标传输线的每一模拟安装点进行衰减率模拟，来确定出满足衰减率条件的对应的目标段，阻抗变换器的目标位置确定方法可以应用在任何长度的目标传输线上，通过信号的衰减率，来确定阻抗变换器的目标位置，使阻抗变换器两端的传输线的信号衰减率最小，对信号传输过程中的衰减影响降为最低。

本发明的实施例还提供了一种非瞬时性计算机可读存储介质，该存储介质可设置于电子设备之中以保存用于实现方法实施例中一种方法相关的至少一条指令或至少一段程序，该至少一条指令或该至少一段程序由该处理器加载并执行以实现上述实施例提供的方法。

本发明的实施例还提供了一种电子设备，包括处理器和前述的非瞬时性计算机可读存储介质。

虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员还应理解，可以对实施例进行多种修改而不脱离本发明的范围和精神。本发明开的范围由所附权利要求来限定。

Claims

1.一种信号接收电路，其特征在于，用于与SDR设备连接，所述SDR设备能够接收第一频段的卫星信号；所述信号接收电路包括：

信号降频模块，用于将接收到的第二频段的卫星信号的频率降频至第一频段，并发送至所述SDR设备；

所述信号降频模块和所述SDR设备通过依次连接的第一传输线、阻抗变换器和第二传输线连接；所述阻抗变换器用于控制所述第一传输线的阻抗为第一阻抗，以及控制所述第二传输线的阻抗为第二阻抗，且所述第二阻抗大于所述第一阻抗；

所述第一传输线和所述第二传输线通过在目标位置对目标传输线进行分割后得到，所述目标位置通过以下方法确定：

确定所述目标传输线上每一模拟安装点对应的初始衰减率；所述模拟安装点的位置根据所述目标传输线的长度和预设的区间长度确定，每一所述模拟安装点在所述目标传输线上均具有对应的目标段；所述初始衰减率用于表示当所述阻抗变换器安装于所述模拟安装点上时，所述信号降频模块将第一频段的卫星信号发送至所述SDR设备的信号总衰减率；

将小于或等于预设的信号总体衰减率阈值的所述初始衰减率确定为目标衰减率；

根据任意两个所述目标衰减率之间的差值，对所有所述目标衰减率进行聚类，得到若干个目标衰减率组；

根据每一所述目标衰减率组对应的优先级，确定所述目标位置；所述优先级根据每一所述目标衰减率组对应的所有目标衰减率确定。

2.根据权利要求1所述的信号接收电路，其特征在于，还包括：

信号控制模块，与所述SDR设备连接，用于根据所述SDR设备发送的信号接收指令发送变频控制信号和开关控制信号；

供电模块，与所述信号控制模块连接，所述供电模块根据接收到的变频控制信号，以预设协议为降频控制模块提供第一供电电压或第二供电电压；

降频控制模块，与所述供电模块和所述信号控制模块连接；且所述降频控制模块与若干个所述信号降频模块连接；所述降频控制模块根据接收到的开关控制信号，控制若干个所述信号降频模块中的其中之一与所述供电模块连通，以使得所述第一供电电压或所述第二供电电压能够传输至该所述信号降频模块；

当所述信号降频模块接收到第一供电电压时，以第一接收状态接收卫星信号；当所述信号降频模块接收到第二供电电压时，以第二接收状态接收卫星信号；

其中，同一个所述信号降频模块的第一接收状态接收的卫星信号的频率与第二接收状态接收的卫星信号的频率不同，且每一个所述信号降频模块能够接收的卫星信号的频率均不同。

3.根据权利要求2所述的信号接收电路，其特征在于，所述降频控制模块包括切换开关组，所述切换开关组具有一个电源输入端，所述电源输入端连接所述供电模块，所述切换开关组具有若干个电源输出端，分别连接若干个能够接收不同频率卫星信号的所述信号降频模块，所述切换开关组具有一个信号输入端，所述信号输入端连接所述信号控制模块，所述切换开关组中包括若干个继电器，通过开关控制信号控制每个所述继电器的通断，以使所述第一供电电压或所述第二供电电压传输至接通的所述继电器连接的所述信号降频模块。

4.根据权利要求3所述的信号接收电路，其特征在于，所述切换开关组包括触点常开的继电器K1、触点常闭的继电器K2、触点常开的继电器K3、触点常闭的继电器K4、触点常开的继电器K5、触点常闭的继电器K6；

所述继电器K1连接第一信号降频模块，所述继电器K2连接第二信号降频模块，所述继电器K1和所述继电器K2的公共端连接所述继电器K5；

所述继电器K3连接第三信号降频模块，所述继电器K4连接第四信号降频模块，所述继电器K3和所述继电器K4的公共端连接所述继电器K6；

所述继电器K5和所述继电器K6的公共端连接所述供电模块；

所述继电器K1、所述继电器K2、所述继电器K3和所述继电器K4共同连接所述信号控制模块的P2端，所述继电器K5和所述继电器K6共同连接所述信号控制模块的P1端；

当所述信号控制模块的P1端为高电平时，所述继电器K5开通，所述继电器K6关断；当所述信号控制模块的P1端为低电平时，所述继电器K5关断，所述继电器K6开通；

当所述信号控制模块的P2端为高电平时，所述继电器K1和所述继电器K3开通，所述继电器K2和所述继电器K4关断；当所述信号控制模块的P2端为低电平时，所述继电器K1和所述继电器K3关断，所述继电器K2和所述继电器K4开通；

所述第一信号降频模块、所述第二信号降频模块、所述第三信号降频模块和所述第四信号降频模块能够接收的卫星信号的频率均不同。

5.根据权利要求1所述的信号接收电路，其特征在于，确定所述目标传输线上每一模拟安装点对应的初始衰减率，包括：

根据所述目标传输线的长度和预设的区间长度，从所述目标传输线上确定若干个模拟安装点；

根据每一所述模拟安装点，对所述第一传输线进行信号传输衰减模拟，得到对应的第一段衰减率；

根据每一所述模拟安装点，对所述第二传输线进行信号传输衰减模拟，得到对应的第二段衰减率；

根据所述第一段衰减率和所述第二段衰减率，得到每一所述模拟安装点对应的初始衰减率。

6.根据权利要求1所述的信号接收电路，其特征在于，根据每一所述目标衰减率组对应的优先级，确定所述目标位置，包括：

根据每一所述目标衰减率组对应的优先级，确定对应的所述目标衰减率组对应的标记色；

根据每一所述目标衰减率组对应的标记色，在所述目标传输线上，对所述目标衰减率对应的所述模拟安装点所在的目标段进行标记；

将在所述目标段中的任一位置确定为目标位置。

7.根据权利要求1所述的信号接收电路，其特征在于，预设的所述区间长度，通过以下方法确定：

预设若干段信号传输线，根据每段所述信号传输线的长度和预设的衰减率模拟区间长度，从每段所述信号传输线上确定若干个衰减率模拟点；

在每个所述衰减率模拟点处进行信号传输衰减模拟，得到每个所述衰减率模拟点对应的模拟总体衰减率；

对每段所述信号传输线对应的所有所述模拟总体衰减率分别进行方差处理，得到每段所述信号传输线对应的方差值；

将最小的方差值对应的所述信号传输线的长度确定为所述区间长度。

8.根据权利要求6所述的信号接收电路，其特征在于，根据每一所述目标衰减率组对应的优先级，确定对应的所述目标衰减率组对应的标记色，包括：

对每个所述目标衰减率组中的所有目标衰减率进行均值处理，得到每个目标衰减率组对应的平均总体衰减率；

根据每一所述平均总体衰减率，得到对应的所述目标衰减率组的优先级；

根据每一所述目标衰减率组对应的优先级，确定对应的所述目标衰减率组对应的标记色。

9.根据权利要求6所述的信号接收电路，其特征在于，根据每一所述目标衰减率组对应的标记色，在所述目标传输线上，对所述目标衰减率对应的所述模拟安装点所在的目标段进行标记，包括：

将每一所述目标衰减率对应的模拟安装点确定为目标模拟安装点；

遍历所述目标传输线上的所有目标模拟安装点，若相邻的所述目标模拟安装点对应的目标衰减率属于同一所述目标衰减率组，则将其对应的目标段进行合并；

根据每个所述目标衰减率组的标记色，对每个所述目标衰减率组对应的长度最大的所述目标段进行标记。

10.根据权利要求9所述的信号接收电路，其特征在于，根据每个所述目标衰减率组的标记色，对每个所述目标衰减率组对应的长度最大的所述目标段进行标记，包括：

若所有所述目标衰减率组对应的长度最大的所述目标段的长度之和小于或等于预设的目标段总长度阈值，则根据每个所述目标衰减率组的标记色，对每个所述目标衰减率组对应的长度最大的所述目标段进行标记；

若所有所述目标衰减率组对应的长度最大的所述目标段的长度之和大于预设的目标段总长度阈值，则从所有所述目标衰减率组对应的长度最大的所述目标段中，确定出总长度为目标段总长度阈值的目标端，并根据每个所述目标衰减率组的标记色，对其进行标记。