CN201467459U - 便携式宽带数字接收机 - Google Patents
便携式宽带数字接收机 Download PDFInfo
- Publication number
- CN201467459U CN201467459U CN2009201281863U CN200920128186U CN201467459U CN 201467459 U CN201467459 U CN 201467459U CN 2009201281863 U CN2009201281863 U CN 2009201281863U CN 200920128186 U CN200920128186 U CN 200920128186U CN 201467459 U CN201467459 U CN 201467459U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- electrically connected
- unit
- digital receiver
- wideband digital
- signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Circuits Of Receivers In General (AREA)
Abstract
本实用新型提供一种便携式宽带数字接收机，能对接收的信号进行预选滤波和低噪声放大，结合内部衰减电路和自动增益电路，能有效提升接收信号动态范围；本实用新型的目的是这样实现的：便携式宽带数字接收机，包括第一天线口、预选器单元、前端单元和数字处理单元，所述第一天线口、预选器单元、前端单元和数字处理单元依次电连接，所述第一天线接口与预选器单元通过射频电缆电连接，所述预选器单元将从天线接收的宽带信号进行选择性滤波和低噪声放大后输出到前端单元，所述前端单元将接收的信号转换为中频信号并输出到数字处理单元进行数字化处理，所述预选器单元中还包括一衰减电路，所述数字处理单元中还包括一自动增益电路。
Description
技术领域
本实用新型涉及无线电技术领域，具体涉及一种宽频带无线信号的数字监测接收设备。
背景技术
随着多载波技术和软件无线电技术的应用，宽带数字化检测接收设备将广泛应用于现代通信系统，但目前国内使用的便携式无线电监测设备多为国外进口低端接收机和频谱分析仪，进口低端接收机普遍存在动态范围小、测试精度低、扫描速度慢、虚假信号多的问题；频谱分析仪由于无预选器及信号识别功能，存在动态范围小，无法进行信号识别的问题。
实用新型内容
有鉴于此，为了解决上述问题，本实用新型提供一种便携式宽带数字接收机，能对接收的信号进行预选滤波和低噪声放大，结合内部衰减电路和自动增益电路，能有效提升接收信号动态范围。
本实用新型的目的是这样实现的：便携式宽带数字接收机，包括第一天线口、预选器单元、前端单元和数字处理单元，所述第一天线口、预选器单元、前端单元和数字处理单元依次电连接，所述第一天线接口与预选器单元通过射频电缆电连接，所述预选器单元将从天线接收的宽带信号进行选择性滤波和低噪声放大后输出到前端单元，所述前端单元将接收的信号转换为中频信号并输出到数字处理单元进行数字化处理，所述预选器单元中还包括一衰减电路，所述数字处理单元中还包括一自动增益电路。
进一步，所述预选器单元包括第一开关矩阵电路、第二开关矩阵电路、至少1个子频段滤波器、至少1个放大器、低通滤波器以及固定衰减片，所述子频段滤波器和固定衰减片并联设置在第一开关矩阵电路和第二开关矩阵电路之间，所述子频段滤波器与第二开关矩阵电路之间还设置有放大器，所述第一开关矩阵电路的输入端与天线接口电连接，所述第二开关矩阵电路的输出端与低通滤波器的输入端电连接；
进一步，所述前端单元包括前端控制器、第一本振源、第二本振源、第三本振源和中频模块，所述前端控制器的输出端分别与第一本振源、第二本振源、第三本振源和中频模块的控制输入端电连接，所述中频模块包括依次电连接的第一中频混频器、第二中频混频器和第三中频混频器，每两个中频混频器之间还设置有滤波器和放大器，所述第一本振源、第二本振源和第三本振源的本振信号输出端分别与第一中频混频器、第二中频混频器和第三中频混频器的本振信号输入端电连接；
进一步，所述数字处理单元包括依次电连接的大范围可变增益放大器、A/D转换模块和现场可编程门阵列，所述大范围可变增益放大器的信号输入端与前端单元的信号输出端电连接；
进一步，所述便携式宽带数字接收机还包括数字信号处理器，所述数字信号处理器与现场可编程门阵列电连接；
进一步，还包括主控制单元，所述主控制单元与现场可编程门阵列电连接；
进一步，所述便携式宽带数字接收机还包括显示器，所述显示器的频谱输入端与主控制单元的频谱输出端电连接；
进一步，所述便携式宽带数字接收机还包括语音模块，所述语音模块的语音信号输入端与主控制单元的语音信号输出端电连接；
进一步，所述便携式宽带数字接收机还包括前面板，所述显示器和语音模块设置于前面板上，所述前面板上还设置有输入装置、第一天线口和音频输出口，所述输入装置与主控制单元电连接，所述第一天线口与预选器单元的信号输入端电连接，所述音频输出口与语音模块的语音信号输出端电连接；
进一步，所述便携式宽带数字接收机还包括后面板，所述后面板上设置有LAN口、USB口、电源输入口、RS232接口、中频信号输出接口、第二天线接口、第三天线口和天线选择开关，所述LAN口、USB口和RS232接口与主控制单元的信号输出端连接，所述中频信号输出接口与前端单元的信号输出端电连接，所述第二天线接口和第三天线口与预选器单元的信号输入端电连接。
本实用新型的便携式宽带数字接收机，通过预选滤波和低噪声放大，结合内部衰减电路和自动增益电路，能有效提升接收信号动态范围，使本实用新型的设备具有较高的线性、较快的扫描速度、虚假信号少、功耗低、性价比高等优点。
本实用新型的其他优点、目标，和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书，权利要求书，以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
图1是便携式宽带数字接收机的系统结构示意图；
图2是便携式宽带数字接收机中预选器单元结构示意图；
图3是便携式宽带数字接收机中前端单元结构示意图。
具体实施方式
以下将参照附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述。
参见图1，本实施例的便携式便携式宽带数字接收机包括前面板单元1、预选器单元2、前端单元3、数字处理单元4和后面板单元5，其中前面板单元1上设置有显示器11、键盘、旋钮等输入设备12、第一天线口13、开关14和音频输出口15，后面板单元5包括LAN口、USB口、电源输入、RS232接口、中频信号输出接口、天线选择开关、后面板接口板，还可在后面板单元5设置备用的第二天线接口和第三天线口。
参见图2，所述预选器单元2用于对天线接收的宽带信号进行选择性滤波和低噪声放大，包括第一开关矩阵电路21、第二开关矩阵电路22、14个子频段滤波器23.6个放大器24、1个低通滤波器25以及1个作为衰减电路的固定衰减片26，所述预选器单元接收的信号电平小于或等于-15dBm时，所述第一开关矩阵电路21根据所接受的宽带信号的不同频率，将宽带信号划分到相应频率的子频段滤波器23进行选择滤波，再通过相应频率的放大器24进行低噪声放大，最后通过第二开关矩阵电路合路后通过低通滤波器25输出；所述预选器单元接收的信号电平大于-15dBm时，所述第一开关矩阵电路将宽带信号划分到30dB固定衰减片(ATT)26，衰减后通过第二开关矩阵电路合路后通过低通滤波器直接输出.上述子频段皆按亚倍频程分段，使得设备具备较好的选择性，较高的中频、镜频抑制能力.
参见图1、3，所述前端单元3用于将选择性滤波和低噪声放大后的信号转换为中频信号，由于中频信号频率的选取非常重要，本实施例综合用户需求及对虚假信号、镜频信号、中频信号的抑制要求，采用三次变频方案，选取了合理的中频频率与本振频率；具体的，所述前端单元3包括前端控制器31、第一本振源32、第二本振源33、第三本振源34和中频模块35，这三个本振源根据前端控制器31的控制指令，提供三种不同频率的本振信号，其中所述第一本振源输32出频率为4329.8-7929.7MHz的本振信号，所述第二本振源33输出频率为4100MHz的本振信号，所述第三本振源34输出频率为219MHz的本振信号，参见图1，所述中频模块35具体包括依次连接的第一中频混频器351、第二中频混频器352和第三中频混频器353，在第一中频混频器351和第二中频混频器352之间还设置有滤波器354和放大器355，在第二中频混频器352和第三中频混频器353之间还设置有滤波器356，第三中频混频器353的输出端还连接有滤波器358；所述中频模块35，根据前端控制器31的控制指令和三个本振源的本振信号，对接收预选器单元输出的宽带信号进行三次变频，输出中频信号，具体的，其中第一中频混频器351接收预选器单元输出的信号，与第一本振源32固定差频出频率为4329.7MHz的第一中频信号，所述第一中频信号经过滤波和放大后，输入第二中频混频器352，所述第二中频混频器352与第二本振源33固定差频出频率为229.7MHz的第二中频信号，所述第二中频信号经过滤波后，输入第三中频混频器353，第三中频混频器353与第三本振源34固定差频出频率为10.7MHz的中频信号；所述前端单元3还包括数字时钟源36，根据根据前端控制器31的控制指令，输出61.44MHz的时钟信号，此外，前端控制器31也提供100MHz的自检信号作为频率校准信号。
参见图1，所述数字处理单元4包括作为自动增益电路大范围可变增益放大器(AGC)41、A/D转换模块42、现场可编程门阵列(FPGA)43和数字信号处理器(DSP)44，所述大范围可变增益放大器(AGC)41对前端单元3输出的中频信号进行放大，并经过一抗混叠滤波器(ADC)45滤波后输入A/D转换模块42进行模数转换，输出宽带数字信号；考虑到信号处理的实时性和快速性，本实施例采用软件无线电技术，通过现场可编程门阵列(FPGA)43和数字信号处理器(DSP)44实现数字下变频处理、抽取滤波处理、快速傅立叶变换(FFT)处理和模拟解调处理，本实施例选取了CycloneIII系列型号为3C120F780C8的FPGA，该器件资源丰富，具有12万门的LE，片内存储器接近4Mbit，并且具有576个DSP单元。另外该器件功耗低，满足设计要求，在现场可编程门阵列(FPGA)43中设置以下模块：
数字数字下变频处理(DDC)模块，将A/D转换模块转换输出的数字中频信号进行数字下变频处理，转换为正交的IQ零中频信号，由于采用软件设计，因此设计灵活，更改方便；
抽取滤波处理模块，经过数字下变频处理后的数据速率较高，不满足频谱显示要求，因此要经过多级抽取滤波器进行抽取滤波，抽取滤波器最大抽取倍数15000倍，以满足频谱显示需求；
快速傅立叶变换处理模块，对抽取滤波后的信号进行快速傅立叶变换，输出到显示器进行频谱显示；以及
解调和音频滤波处理模块，接收抽取滤波后的信号进行解调和音频滤波；本实施例考虑到需要频谱显示和解调同时进行，因此，对信号的解调和音频滤波也采用FPGA完成，解调方式有AM、FM、CW、USB、LSB、PULSE等方式，然后根据音频带宽经过数字滤波器送入后级音频放大器。
所述A/D转换模块42的作用是将模拟信号转换成数字信号，由A/D转换芯片实现。根据奈奎斯特采样定理，采样率fs必须大于信号带宽BW的两倍，即fs≥2BW。本设计中频率范围为5.7MHz～15.7MHz(中心频率10.7MHz)，因此选择A/D芯片的最高采样率必须大于31.4MHz。A/D转换后理想的信噪比表达式为：SNR＝6.02*n+1.76dB+101g[fs/2BW]，式中SNR为信噪比，n为A/D转换器的转换位数，fs为采样率，BW为输入模拟信号带宽。根据公式可知如果要得到较大的动态范围(＞70dB)，就需要选择12bit或者大于12bit的A/D转换器。另外由公式还可以发现由于中频输入带宽BW是不可变的，要提高SNR还可以增大A/D转换器的采样率fs。结合上述因素本方案选择了ADI公司生产的AD9245-80。具体指标n为14bit，最高采样率80Msps。在80Msps采样率下，信噪比可达72.7dBc，动态范围可达92.06dBc，而功耗最大才366mW。
所述数字信号处理器(DSP)44作为FPGA的协处理器，完成部分ITU的测试功能，包括模拟调制方式的自动识别，FM调制频偏的测量，AM调幅信号的调制度的测量，以及3dB，6dB和26dB带宽的测量。DSP在接收到指标测试或解调方式为开时，接收由FPGA发送过来的IQ数据和FFT数据。DSP对IQ数据通过运算，根据瞬时幅度谱密度最大值，瞬时相位非线性分量绝对值的标准偏差，谱对称性等特征值确定接收到的信号的调制方式。然后根据判决出来的调制方式如果是FM就计算频偏，如果是AM计算调制度，再利用FFT信息计算3种带宽，最后处理显示。
本实施例中各单元模块的控制可通过数字处理单元4完成，也可单独设置一ARM主控制器6来实现，各单元模块通过汇流板7，以总线模式与ARM主控制器6实现数据交换，在主控制器6内，设置有总线控制器61和语音模块62。
本实施例的便携式宽带数字接收机频率范围可达到100kHz～3.6GHz；镜频抑制≥75dB，典型值90dB；中频抑制≥90dB，典型值100dB；射频信号输入线性动态范围-120dBm～0dBm；扫描速度优于6GHz/s；此外由于采用集成化、模块化设计，体积较小(314×220×125mm3)，重量轻(小于5.5kg)，可作为便携式便携式宽带数字接收机使用，提供RS232、网口、USB等接口，可与上位机或其它设备交换数据。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的技术思想和方案范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.便携式宽带数字接收机，其特征在于：包括第一天线口、预选器单元、前端单元和数字处理单元，所述第一天线口、预选器单元、前端单元和数字处理单元依次电连接，所述第一天线接口与预选器单元通过射频电缆电连接，所述预选器单元将从天线接收的宽带信号进行选择性滤波和低噪声放大后输出到前端单元，所述前端单元将接收的信号转换为中频信号并输出到数字处理单元进行数字化处理，所述预选器单元中还包括一衰减电路，所述数字处理单元中还包括一自动增益电路。
2.如权利要求1所述的便携式宽带数字接收机，其特征在于：所述预选器单元包括第一开关矩阵电路、第二开关矩阵电路、至少1个子频段滤波器、至少1个放大器、低通滤波器以及固定衰减片，所述子频段滤波器和固定衰减片并联设置在第一开关矩阵电路和第二开关矩阵电路之间，所述子频段滤波器与第二开关矩阵电路之间还设置有放大器，所述第一开关矩阵电路的输入端与天线接口电连接，所述第二开关矩阵电路的输出端与低通滤波器的输入端电连接。
3.如权利要求1所述的便携式宽带数字接收机，其特征在于：所述前端单元包括前端控制器、第一本振源、第二本振源、第三本振源和中频模块，所述前端控制器的输出端分别与第一本振源、第二本振源、第三本振源和中频模块的控制输入端电连接，所述中频模块包括依次电连接的第一中频混频器、第二中频混频器和第三中频混频器，每两个中频混频器之间还设置有滤波器和放大器，所述第一本振源、第二本振源和第三本振源的本振信号输出端分别与第一中频混频器、第二中频混频器和第三中频混频器的本振信号输入端电连接。
4.如权利要求1至3中任一项所述的便携式宽带数字接收机，其特征在于：所述数字处理单元包括依次电连接的大范围可变增益放大器、A/D转换模块和现场可编程门阵列，所述大范围可变增益放大器的信号输入端与前端单元的信号输出端电连接。
5.如权利要求4所述的便携式宽带数字接收机，其特征在于：所述便携式宽带数字接收机还包括数字信号处理器，所述数字信号处理器与现场可编程门阵列电连接。
6.如权利要求4所述的便携式宽带数字接收机，其特征在于：还包括主控制单元，所述主控制单元与现场可编程门阵列电连接。
7.如权利要求6所述的便携式宽带数字接收机，其特征在于：所述便携式宽带数字接收机还包括显示器，所述显示器的频谱输入端与主控制单元的频谱输出端电连接。
8.如权利要求7所述的便携式宽带数字接收机，其特征在于：所述便携式宽带数字接收机还包括语音模块，所述语音模块的语音信号输入端与主控制单元的语音信号输出端电连接。
9.如权利要求8中所述的便携式宽带数字接收机，其特征在于：所述便携式宽带数字接收机还包括前面板，所述显示器和语音模块设置于前面板上，所述前面板上还设置有输入装置、第一天线口和音频输出口，所述输入装置与主控制单元电连接，所述第一天线口与预选器单元的信号输入端电连接，所述音频输出口与语音模块的语音信号输出端电连接。
10.如权利要求6中所述的便携式宽带数字接收机，其特征在于：所述便携式宽带数字接收机还包括后面板，所述后面板上设置有LAN口、USB口、电源输入口、RS232接口、中频信号输出接口、第二天线接口、第三天线口和天线选择开关，所述LAN口、USB口和RS232接口与主控制单元的信号输出端连接，所述中频信号输出接口与前端单元的信号输出端电连接，所述第二天线接口和第三天线口与预选器单元的信号输入端电连接.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2009201281863U CN201467459U (zh) | 2009-07-27 | 2009-07-27 | 便携式宽带数字接收机 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2009201281863U CN201467459U (zh) | 2009-07-27 | 2009-07-27 | 便携式宽带数字接收机 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN201467459U true CN201467459U (zh) | 2010-05-12 |
Family
ID=42394805
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2009201281863U Expired - Fee Related CN201467459U (zh) | 2009-07-27 | 2009-07-27 | 便携式宽带数字接收机 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN201467459U (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102508044A (zh) * | 2011-11-18 | 2012-06-20 | 北京航天测控技术有限公司 | 一种信号分析装置及其配置方法 |
| US9806787B2 (en) | 2014-10-31 | 2017-10-31 | Skyworks Solutions, Inc. | Diversity receiver front end system with flexible antenna routing |
| CN109639296A (zh) * | 2018-12-25 | 2019-04-16 | 中国电子科技集团公司第三十六研究所 | 一种模拟通信接收处理装置 |
| CN110719116A (zh) * | 2018-07-11 | 2020-01-21 | 罗德施瓦兹两合股份有限公司 | 便携式rf接收器模块和便携式天线装置 |
| CN111614414A (zh) * | 2020-06-04 | 2020-09-01 | 中国人民解放军32181部队 | 一种频谱监测及无线组网测试设备 |
-
2009
- 2009-07-27 CN CN2009201281863U patent/CN201467459U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102508044A (zh) * | 2011-11-18 | 2012-06-20 | 北京航天测控技术有限公司 | 一种信号分析装置及其配置方法 |
| CN102508044B (zh) * | 2011-11-18 | 2014-03-26 | 北京航天测控技术有限公司 | 一种信号分析装置及其配置方法 |
| US9806787B2 (en) | 2014-10-31 | 2017-10-31 | Skyworks Solutions, Inc. | Diversity receiver front end system with flexible antenna routing |
| US9813137B2 (en) | 2014-10-31 | 2017-11-07 | Skyworks Solutions, Inc. | Diversity receiver front end system with flexible routing |
| CN110719116A (zh) * | 2018-07-11 | 2020-01-21 | 罗德施瓦兹两合股份有限公司 | 便携式rf接收器模块和便携式天线装置 |
| CN109639296A (zh) * | 2018-12-25 | 2019-04-16 | 中国电子科技集团公司第三十六研究所 | 一种模拟通信接收处理装置 |
| CN111614414A (zh) * | 2020-06-04 | 2020-09-01 | 中国人民解放军32181部队 | 一种频谱监测及无线组网测试设备 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101621301A (zh) | 宽带数字监测接收机 | |
| CN201467459U (zh) | 便携式宽带数字接收机 | |
| CN102412916B (zh) | 一种矢量信号分析仪 | |
| CN101833100A (zh) | 一种全数字式gnss兼容导航接收机的构建方法 | |
| CN101931425A (zh) | 数字接收机 | |
| CN205029653U (zh) | 北斗rdss监测接收机 | |
| CN104635062B (zh) | 一种环境电磁辐射监测系统 | |
| CN104283625A (zh) | 基于谐波混频的超外差式谐波检测装置 | |
| CN101931765A (zh) | 一种基于带通∑-△调制的宽带调谐器及其方法 | |
| CN202503522U (zh) | 一种超外差式谐波检测设备 | |
| CN102340321A (zh) | 改善Pol-SAR通道一致性的数字中频信号处理装置 | |
| CN104202101A (zh) | 一种短波/超短波即时动态频谱检测系统及方法 | |
| CN102231635B (zh) | 直接变频接收机 | |
| CN204272098U (zh) | 短波变频通道 | |
| CN101872008A (zh) | 一种北斗卫星导航系统接收模块 | |
| CN201414125Y (zh) | 大动态接收机 | |
| CN106209185A (zh) | 微波遥感信号转换器 | |
| CN203643599U (zh) | 一种二次雷达高中频数字接收机 | |
| CN202041638U (zh) | 一种vhf雷达接收机模拟前端 | |
| CN203933628U (zh) | 卫星信号中继器 | |
| CN101610306A (zh) | 无线通信装置 | |
| CN114598348B (zh) | 一种短波通信技术验证通用硬件平台及其信号处理方法 | |
| CN104467882A (zh) | 一种动态接收装置 | |
| CN102545933A (zh) | 两级变频宽带接收机 | |
| CN203661047U (zh) | 一种2.4g直接下变频接收机射频前端装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: CHONGQING HUAWEI PRECISE ANALYSIS TECHNOLOGY CO., Free format text: FORMER OWNER: CHONGQING HUAWEI INDUSTRIAL (GROUP) CO., LTD. Effective date: 20121025 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20121025 Address after: 400712 Chongqing new North Zone No. 99 garden Jinyu road 10-5 Patentee after: Chongqing Huawei Technology Co., Ltd. Address before: 400712 Chongqing District of Beibei City, the town of salt dam No. 1 Patentee before: CHONGQING HUAWEI INDUSTRY (GROUP) CO., LTD. |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20100512 Termination date: 20150727 |
|
| EXPY | Termination of patent right or utility model |