CN202362452U - 一种多通道二次雷达接收机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及二次雷达信号处理领域，尤其是涉及一种针对多种调制信号接收及解调的二次雷达接收机。本实用新型针对现有技术存在的问题，提供一种利用前端信号处理电路、第一视频信号处理电路、中频信号处理电路结合的对第一天线及第二天线接收的射频信号进行数字化处理，将射频信号转换为中频信号和视频信号，通过FPGA电路输出，同时可通过上位机计算并回传给FPGA电路相应的AGC码字。本实用新型通过各个电路完成本实用新型电路设计。本实用新型主要应用于二次雷达信号处理领域。

Description

一种多通道二次雷达接收机

技术领域

本实用新型涉及二次雷达信号处理领域，尤其是涉及一种针对多种调制信号接收及解调的二次雷达接收机。

背景技术

随着无线电通信和雷达技术的发展，对系统性能提出了更高更严格的要求。系统相应地也对接收机提出了更高更严格的要求，具有高的解码灵敏度、更强的抗干扰能力外，此外还要求接收机体积小、重量轻。由于受器件、材料、技术开发手段等多因素的制约，常规设计的雷达接收机体积偏大、偏重，不满足一些系统平台的需要。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种利用前端信号处理电路、第一视频信号处理电路、中频信号处理电路结合的对第一天线及第二天线接收的射频信号进行数字化处理，将射频信号转换为中频信号和视频信号，在通过其中的模数转换电路将中频信号、视频信号发送至FPGA电路进行数字化处理，将处理过后的中频信号与视频信号通过FPGA电路输出同时通过与上位机进行总线通讯方式传输至上位机，在上位机中将处理后的中频信号与视频信号与标准的信号进行对比计算AGC码字，然后通过总线通讯方式回传给FPGA电路输出。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是： 

一种多通道二次雷达接收机包括第一天线、第一前端信号处理电路、第一视频信号处理电路、第一中频信号处理电路、第二天线、第二前端信号处理电路、第二视频信号处理电路、第二中频信号处理电路、功分器、FPGA电路、上位机，所述第一天线输出端与第一前端信号处理电路输入端连接，第一前端信号处理电路输出端分别与第一视频信号处理电路输入端、第一中频信号处理电路第一端口连接，第一视频信号处理电路输出端、第一中频信号处理电路第三端口分别与FPGA电路第一端口、FPGA电路第二端口连接；所述第一天线输出端与第二前端信号处理电路输入端连接，第二前端信号处理电路输出端分别与第二视频信号处理电路输入端、第二中频信号处理电路第一端口连接，第二视频信号处理电路输出端、第二中频信号处理电路第三端口分别与FPGA电路第三端口、FPGA电路第四端口连接；功分器输出端分别与第一中频信号处理电路第二端口、第二中频信号处理电路第二端口连接，FPGA电路第五端口与上位机双向通讯连接，FPGA电路第六端口作为输出端口。

所述第一前端信号处理电路包括第一限幅电路、第一低噪声放大器，所述第一天线与第一限幅电路、第一低噪声放大器、第一耦合电路依次连接，第一耦合电路输出端分别与第一视频信号处理电路、第一中频信号处理电路连接。

所述第一视频信号处理电路包括第一滤波检波电路、第一模数转换电路，所述第一耦合电路输出端、第一滤波检波电路、第一模数转换电路、FPGA电路第一端口依次连接。

所述第一中频信号处理电路包括第一选频电路、第一混频器、第一放大滤波电路、第二模数转换电路，所述第一耦合电路输出端、第一选频电路、第一混频器第一端口依次顺序连接，第一混频器第三端口、第一混频器、第一放大滤波电路、第二模数转换电路、FPGA电路第二端口依次顺序连接，功分器输出端与第一混频器第二端口连接。

所述第二前端信号处理电路包括第二限幅电路、第二低噪声放大器，所述第一天线与第二限幅电路、第二低噪声放大器、第二耦合电路依次连接，第二耦合电路输出端分别与第二视频信号处理电路、第二中频信号处理电路连接。

所述第二视频信号处理电路包括第二滤波检波电路、第四模数转换电路，所述第二耦合电路输出端、第二滤波检波电路、第四模数转换电路、FPGA电路第三端口依次连接。

所述第二中频信号处理电路包括第二选频电路、第二混频器、第二放大滤波电路、第三模数转换电路，所述第二耦合电路输出端、第二选频电路、第二混频器第一端口依次顺序连接，第二混频器第三端口、第二混频器、第二放大滤波电路、第三模数转换电路、FPGA电路第四端口依次连接，功分器输出端与第二混频器第二端口连接。

从上述本实用新型的结构特征可以看出，其优点是：

1）通过上第二天线接收射频信号分别通过前端信号处理电路、视频信号处理电路、中频信号处理电路后将上线天线接收的两路射频信号分别转换为两路视频信号、两路中频信号，并通过FPGA电路分别对两路中频信号、两路视频信号进行解调处理。同时处理两路射频信号的形成多通道处理电路。

2）本实用新型具有增益自动校准功能：接收机将中频通道的信号幅度信息通过232串口送出给上位机（计算机），上位机（计算机）通过软件校准后将AGC控制码（幅度值）回传到接收机FPGA电路中存储。此功能使得该接收机工作频带内增益平坦度能达到±0.5dB；动态范围内上第二天线比幅精度能达到±2dB。

3）本实用新型采用综合一体化设计：基于微带复合多层板材料，将信号处理前端电路综合为一块印制板电路，包括上第二天线限幅、低噪声放大、开关预选、混频、和中频放大滤波。此设计采用板上隔条使通道间隔离度能达到55dBc以上。

4）采用微带复合多层板材料：接收机设计中，涉及的射频信号，控制信号，电源信号等比较多。采用常规微带板材料，不可避免会出现信号的交叉，给设计带来困难，解决这个问题就是采用新型微带复合多层板材料，将不同信号定义在不同层上走线布局，既避免了信号的交叉重叠，又兼顾了电磁兼容设计。由于此接收机要求体积小，基于一体化设计思路，印制板采用微带复合多层板材料，盲埋过孔采用背钻工艺。本设计是采用TR6010(0.635mm厚，介电常数10.2)复合四层板设计。

附图说明

本实用新型将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1 是本实用新型原理框图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，一种多通道二次雷达接收机包括第一天线、第一前端信号处理电路、第一视频信号处理电路、第一中频信号处理电路、第二天线、第二前端信号处理电路、第二视频信号处理电路、第二中频信号处理电路、功分器、FPGA电路、上位机，所述第一天线输出端与第一前端信号处理电路输入端连接，第一前端信号处理电路输出端分别与第一视频信号处理电路输入端、第一中频信号处理电路第一端口连接，第一视频信号处理电路输出端、第一中频信号处理电路第三端口分别与FPGA电路第一端口、FPGA电路第二端口连接；所述第一天线输出端与第二前端信号处理电路输入端连接，第二前端信号处理电路输出端分别与第二视频信号处理电路输入端、第二中频信号处理电路第一端口连接，第二视频信号处理电路输出端、第二中频信号处理电路第三端口分别与FPGA电路第三端口、FPGA电路第四端口连接；功分器输出端分别与第一中频信号处理电路第二端口、第二中频信号处理电路第二端口连接，FPGA电路第五端口与上位机双向通讯连接，FPGA电路第六端口作为输出端口。

第一前端信号处理电路包括第一限幅电路、第一低噪声放大器，所述第一天线与第一限幅电路、第一低噪声放大器、第一耦合电路依次连接，第一耦合电路输出端分别与第一视频信号处理电路、第一中频信号处理电路连接。

第一视频信号处理电路包括第一滤波检波电路、第一模数转换电路，所述第一耦合电路输出端、第一滤波检波电路、第一模数转换电路、FPGA电路第一端口依次连接。

第一中频信号处理电路包括第一选频电路、第一混频器、第一放大滤波电路、第二模数转换电路，所述第一耦合电路输出端、第一选频电路、第一混频器第一端口依次顺序连接，第一混频器第三端口、第一混频器、第一放大滤波电路、第二模数转换电路、FPGA电路第二端口依次顺序连接，功分器输出端与第一混频器第二端口连接。

第二前端信号处理电路包括第二限幅电路、第二低噪声放大器，所述第一天线与第二限幅电路、第二低噪声放大器、第二耦合电路依次连接，第二耦合电路输出端分别与第二视频信号处理电路、第二中频信号处理电路连接。

第二视频信号处理电路包括第二滤波检波电路、第四模数转换电路，所述第二耦合电路输出端、第二滤波检波电路、第四模数转换电路、FPGA电路第三端口依次连接。

第二中频信号处理电路包括第二选频电路、第二混频器、第二放大滤波电路、第三模数转换电路，所述第二耦合电路输出端、第二选频电路、第二混频器第一端口依次顺序连接，第二混频器第三端口、第二混频器、第二放大滤波电路、第三模数转换电路、FPGA电路第四端口依次连接，功分器输出端与第二混频器第二端口连接。

其中本振信号为800MHz～1300MHz，本振信号通过功分器输出的两路信号分别送入第一混频器、第二混频器。

第一限幅电路、第二限幅电路：采用二极管限幅组件，对电路实施保护，防止过大信号损坏低噪声放大器。

第一低噪声放大器、第二噪声放大器：采用表贴的低噪声放大器，具有噪声系数低，增益高，功耗小的特点，使用简单，体积小。

第一选频电路、第二选频电路：采用小型化开关预选组件，该组件内部电路选用裸芯片设计，采用金丝压焊工艺。使接收机对接收频率的镜频干扰进行抑制。

第一混频器、第二混频器：采用表面贴装的LTC混频器，体积小。（工作原理，）第一天线、第二天线的射频输入信号与本振信号经过混频器调节信号。

第一滤波放大电路、第二滤波放大电路：采用表贴的宽带放大器，和LC滤波电路组成。第一混频器输出端、宽带放大器、LC滤波电路、第二模数转换电路输入端顺序连接。

第一滤波检波电路、第二滤波检波电路：包括滤波器、检波器，第一耦合电路输出端、滤波器、检波器、第一模数转换电路输入端依次顺序连接，其中滤波器滤除接收频率以外的干扰信号，然后经过检波器进行检波。

FPGA电路：采用XILINX公司的FPGA芯片，完成数字信号处理。由于数字电路的灵活性，扩展性强，可完成多种调制信号的解调，功能强大。

工作过程：第一天线接收的射频信号首先是通过第一限幅电路进行限幅处理，防止大功率信号烧毁本实用新型，然后通过第一低噪声放大器将接收的信号进行放大，通过第一耦合器将射频信号分离并分别通过视频信号处理电路、中频信号处理电路后转换为视频信号数字信号和中频信号数字信号；通过第一视频信号处理电路处理时，对射频信号通过第一滤波检波电路后转换为视频信号，然后通过第一模数转换电路处理后送入FPGA电路进行视频信号解调；通过第一中频信号处理电路处理时，对射频信号通过第一选频电路进行处理，然后处理后的射频信号同时与本振信号通过第一混频器混频（将射频信号转换为中频信号）后在经过第一放大滤波电路处理后转化为中频信号，然后经过第一放大滤波电路对中频信号进行放大滤波处理，通过第二模数转换电路转换后将中频信号送入FPGA电路进行中频信号解调将处理后的输出信号输出，此外接收机将第一中频信号处理电路、第二中频信号处理电路的信号幅度信息通过232串口送出给上位机（计算机），上位机（计算机）通过软件校准后将AGC控制码（幅度值）回传到接收机FPGA电路中存储。

第二天线接收信号处理过程与第一天线接收信号处理过程类似。

本说明书中公开的所有特征，除了互相排斥的特征以外，均可以以任何方式组合。

本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。 

Claims (7)

1.一种多通道二次雷达接收机，其特征在于包括第一天线、第一前端信号处理电路、第一视频信号处理电路、第一中频信号处理电路、第二天线、第二前端信号处理电路、第二视频信号处理电路、第二中频信号处理电路、功分器、FPGA电路、上位机，所述第一天线输出端与第一前端信号处理电路输入端连接，第一前端信号处理电路输出端分别与第一视频信号处理电路输入端、第一中频信号处理电路第一端口连接，第一视频信号处理电路输出端、第一中频信号处理电路第三端口分别与FPGA电路第一端口、FPGA电路第二端口连接；所述第一天线输出端与第二前端信号处理电路输入端连接，第二前端信号处理电路输出端分别与第二视频信号处理电路输入端、第二中频信号处理电路第一端口连接，第二视频信号处理电路输出端、第二中频信号处理电路第三端口分别与FPGA电路第三端口、FPGA电路第四端口连接；功分器输出端分别与第一中频信号处理电路第二端口、第二中频信号处理电路第二端口连接，FPGA电路第五端口与上位机双向通讯连接，FPGA电路第六端口作为输出端口。

2.根据权利要求1所述的一种多通道二次雷达接收机，其特征在于所述第一前端信号处理电路包括第一限幅电路、第一低噪声放大器，所述第一天线与第一限幅电路、第一低噪声放大器、第一耦合电路依次连接，第一耦合电路输出端分别与第一视频信号处理电路、第一中频信号处理电路连接。

3.根据权利要求2所述的一种多通道二次雷达接收机，其特征在于所述第一视频信号处理电路包括第一滤波检波电路、第一模数转换电路，所述第一耦合电路输出端、第一滤波检波电路、第一模数转换电路、FPGA电路第一端口依次连接。

4.根据权利要求3所述的一种多通道二次雷达接收机，其特征在于所述第一中频信号处理电路包括第一选频电路、第一混频器、第一放大滤波电路、第二模数转换电路，所述第一耦合电路输出端、第一选频电路、第一混频器第一端口依次顺序连接，第一混频器第三端口、第一混频器、第一放大滤波电路、第二模数转换电路、FPGA电路第二端口依次顺序连接，功分器输出端与第一混频器第二端口连接。

5.根据权利要求1所述的一种多通道二次雷达接收机，其特征在于所述第二前端信号处理电路包括第二限幅电路、第二低噪声放大器，所述第一天线与第二限幅电路、第二低噪声放大器、第二耦合电路依次连接，第二耦合电路输出端分别与第二视频信号处理电路、第二中频信号处理电路连接。

6.根据权利要求5所述的一种多通道二次雷达接收机，其特征在于所述第二视频信号处理电路包括第二滤波检波电路、第四模数转换电路，所述第二耦合电路输出端、第二滤波检波电路、第四模数转换电路、FPGA电路第三端口依次连接。

7.根据权利要求6所述的一种多通道二次雷达接收机，其特征在于所述第二中频信号处理电路包括第二选频电路、第二混频器、第二放大滤波电路、第三模数转换电路，所述第二耦合电路输出端、第二选频电路、第二混频器第一端口依次顺序连接，第二混频器第三端口、第二混频器、第二放大滤波电路、第三模数转换电路、FPGA电路第四端口依次连接，功分器输出端与第二混频器第二端口连接。

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