CN203522718U - 一种大动态范围的短波宽带接收机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种大动态范围的短波宽带接收机，包括依次连接的接收天线、滤波模块、射频模块和数字信号处理模块及显控板和电源模块；射频模块包括依次连接的输入保护电路、低噪声放大器、混频器、中频滤波器、中频放大器、AGC电路和AD采样电路，中频放大器和AGC电路之间连接有自检电路，混频器上连接有频率合成器；数字信号处理模块包括控制电路、信号解调电路、频谱分析电路和以太网，控制电路分别与射频模块中的频率合成器、AGC电路及数字信号处理模块中的信号解调电路和频谱分析电路连接，射频模块的AD采样电路分别与数字信号处理模块中信号解调电路和频谱分析电路连接；具有动态范围大和抗干扰能力强的优点。

Description

一种大动态范围的短波宽带接收机

技术领域

本实用新型属于短波通信技术领域，特别涉及一种大动态范围的短波宽带接收机。

背景技术

短波通信的频段范围一般是在3MHz～30MHz内，即波长为10m～100m。短波通信是通过电离层反射来进行远距离通信或通过地波进行近距离传输的一种通信手段。大约一百公里到数千公里范围内，不需要转发器就可以进行超视距通信。短波通信进行远距离通信时，仅需要不大的发射功率和适中的设备费用，投资小，建台快，维修方便，并且具有不易摧毁的特点，这是因为作为其“中继系统”的电离层不像电话线或地面中继系统和卫星中继系统可能发生故障或被人为破坏，短波通信的这种无源中继通信，使其抗毁能力、自主通信能力成为无可替代的重要战略资源。由于短波通信的这些固有特点，多年来一直被广泛用于政府、外交、气象、商业等各个部门用以传送语音、文字、图像和数据等信息，同时它也是高空飞信和海上航行的必备通信方式，尤其是在军事部门，它始终是军事指挥的重要手段之一。

短波接收机是短波通信的重要组成部分，随着电子信息技术的发展，具有宽输入信号带宽的接收机作为获取信息的设备前端，需求越来越强烈。传统的短波接收机只能接收窄带频率的信号，无法接收处理宽带信号。其次，传统的短波接收机动态范围不够大，会导致接收机灵敏度低，抗干扰能力弱，无法保证微弱信号的接收质量的问题。再次，传统短波接收机不具备自检功能，一旦某个模块出现故障，无法及时发现。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种抗干扰能力强的大动态范围的短波宽带接收机，并且该短波接收机还具备自检功能，能够及时发现故障等问题。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：一种大动态范围的短波宽带接收机，包括接收天线、滤波模块、射频模块、数字信号处理模块、显控板、以及为射频模块、数字信号处理模块和显控板供电的电源模块；所述接收天线、滤波模块、射频模块和数字信号处理模块依次连接，所述接收天线接收的信号通过滤波模块和射频模块后传送给信号处理模块；

所述射频模块包括依次连接的输入保护电路、低噪声放大器、混频器、中频滤波器、中频放大器、AGC（Automatic Gain Control，自动增益控制）电路和AD采样电路，所述中频放大器和AGC电路之间连接有用于检测射频模块输出功率的自检电路，所述混频器上还连接有为混频器提供本振信号的频率合成器；

所述数字信号处理模块包括控制电路、信号解调电路、频谱分析电路和以太网，所述控制电路分别与射频模块中的频率合成器、AGC电路及数字信号处理模块中的信号解调电路和频谱分析电路连接，所述射频模块的AD采样电路分别与数字信号处理模块中信号解调电路和频谱分析电路连接，所述频谱分析电路通过以太网与网络连接；

所述滤波模块与射频模块的输入保护电路连接，所述射频模块的自检电路输出端连接显控板。

优选的，所述滤波模块为带通滤波器。

更进一步的，所述带通滤波器由9阶切比雪夫低通滤波器和9阶切比雪夫高通滤波器构成，所述带通滤波器的通频带为1.5MHz-30MHz。

优选的，所述射频模块的中频滤波器包括带宽为25KHz晶体滤波器和带宽为1MHz的声表面波滤波器。

更进一步的，所述电源模块还连接有用于滤除电源上的干扰信号的滤波器，外部电压通过滤波器后传送到电源模块。

更进一步的，所述与电源模块连接的滤波器为交直流滤波器，所述交直流滤波器包含交流电源滤波器和直流电源滤波器。

优选的，所述频谱分析电路通过千兆以太网与网络连接。

优选的，所述AD采样电路的采样速率为160MHz，AD采样电路包括ADC芯片LTC2217IUP。

本实用新型相对于现有技术具有如下的优点及效果：

（1）具有大动态范围：本实用新型采用了超外差一次变频结构方案，合理分配射频模块中每一电路的最大功率值，尤其是在放大器前，要满足P1dB压缩点要求，防止信号压缩。本实用新型通过选择IP3值适合的混频器，可以很好减少由此带来的寄生响应，使输出中频信号的交调产物很小，同时为了补偿混频器损耗，通过中频放大器来降低系统的噪声系数，最后经过AGC电路控制与AD采样电路，使得本实用新型可以获得更高的三阶输入截点，确保无杂散动态范围指标从不低于80dB提高到不低于90dB，因此相对于现有短波接收机来说，提高了接收机的动态范围，具有较强的抗干扰能力和较高的灵敏度，从而保证了微弱信号的接收质量。

（2）具有自检功能：本实用新型接收机中设置有自检电路，当自检电路检测到中频放大器输出功率小于设定门限时，向显控板发送故障信号，通过显控板发出报警信息，方便用户及时发现故障，以能够及时进行设备维修。

（3）具有信号解调和频谱分析功能：本实用新型的数字信号处理模块同时包含有信号解调电路和频谱分析电路，AD采样电路根据信号的不同功能，将中频数字信号发送给信号解调模块或频谱分析模块。当接收机工作在接收状态时，选择25KHz带宽的晶体滤波器作为中频滤波器，通过AD采样电路将数字中频信号发送给信号解调电路，使得接收机得到原信号；当接收机工作在频谱扫描状态时，可选25KHz带宽的晶体滤波器或1MHz带宽的声表面波滤波器作为中频滤波器，以适应不同频率分辨率和不同扫描速率的要求，频谱分析后的数据通过以太网连接到网络，通过用户终端实时动态显示频谱分析结果。

（4）具有体积小的优点：本实用新型中所包含的各个模块体积都非常小，因此安装于19英寸1U的标准机柜内即可。

附图说明

图1是本实用新型短波宽带接收机结构组成框图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例

如图1所示，本实施例公开了一种大动态范围的短波宽带接收机，包括接收天线、滤波模块、射频模块、数字信号处理模块、显控板、以及为射频模块、数字信号处理模块和显控板供电的电源模块；其中接收天线、滤波模块、射频模块、数字信号处理模块依次连接，接收天线接收的信号通过滤波模块和射频模块传送给数字信号处理模块；其中：

滤波模块：滤波模块接收来自天线的射频信号，对射频信号进行滤波后传送给射频模块。该滤波模块包含一个带通滤波器，该带通滤波器由9阶切比雪夫低通滤波器和9阶切比雪夫高通滤波器构成，滤波器的通频带为1.5MHz-30MHz，实现了对输入信号的选频，滤除了带外信号。

射频模块：包括依次连接的输入保护电路、低噪声放大器、混频器、中频滤波器、中频放大器、AGC电路和AD采样电路，中频放大器和AGC电路之间连接用于检测射频模块输出功率的自检电路，混频器上还连接有为混频器提供本振信号的频率合成器。其中射频模块的自检电路输出端连接显控板。中频滤波器包括带宽为25KHz晶体滤波器和带宽为1MHz的声表面波滤波器；本实施例中采用采用IP3值高达+30dBm的混频器，本实施例中的AD采样电路中包含ADC芯片LTC2217IUP；中频放大器主要由放大器BFP196W和输入输出变压器组成。

滤波模块与输入保护电路连接，将接收天线接收到的信号通过滤波模块处理后传送给输入保护电路，输入保护电路将输入的大信号特别是雷电信号旁路到地，保护后级电路；低噪声放大器的主要功能是提高增益，降低噪声系数；频率合成器的主要功能是为混频器提供本振信号；混频器主要是将从低噪声放大器中接收到的射频信号进行变频，转换为所需的中频信号，混频器输出的中频信号经中频滤波器、中频放大器和AGC电路处理，以满足系统大动态范围等指标要求；AGC电路处理后的中频信号输入到采样速率为160MHz的AD采样电路，AD采样电路将模拟中频信号数字化后送给数字信号处理模块；自检电路检测射频模块输出功率来判断通路是否有故障，一旦自检电路检测到中频放大器的输出功率小于设定门限，自检电路就输出低电平信号给显控板。

数字信号处理模块：包括控制电路、信号解调电路、频谱分析电路和以太网，其中控制电路分别与射频模块中的频率合成器、AGC电路及数字信号处理模块中的信号解调电路和频谱分析电路连接，射频模块的AD采样电路分别与数字信号处理模块中信号解调电路和频谱分析电路连接，频谱分析电路通过以太网与网络连接；

射频模块中的AD采样电路将模拟中频信号数字化后按已知调制信号或宽带频谱扫描信号传送给数字信号处理模块的信号解调电路或频谱分析电路；频谱分析电路对接收的中频数字信号进行数字下变频、滤波和降采样率处理以及FFT频谱分析。信号解调电路将接收到的信号进行解调，以使得短波接收机接收到发射极发送的原始信号。数字信号处理模块中的控制电路主要实现对频率合成器和AGC电路的参数设置以及信号解调电路和频谱分析电路之间的切换控制，实现全数字化处理。

电源模块：为射频模块、数字信号处理模块和显控板所需的电压，电源模块上连接有用于滤除电源上的干扰信号的交直流滤波器，外部电压通过交直流滤波器后传送到电源模块。交直流滤波器包含交流电源滤波器和直流电源滤波器，主要是滤除电源上的干扰信号，从而使得设备具有更好的电磁兼容性。电源模块采用交、直流供电方式，输入为交流220V或直流24V。电源模块采用交流优先供电方式，当交流电和直流电同时输入时，直流电受控不能输入。

显控板：接收来自射频模块自检电路的故障告警信号，将故障信号与故障指示灯对应起来。自检电路检测到输出功率小于设定门限，就输出低电平信号给显控板，如果显控板接收到低电平信号，则故障指示灯亮起，提示接收机出现故障；否则故障指示灯不亮。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种大动态范围的短波宽带接收机，包括接收天线、滤波模块、射频模块、数字信号处理模块、显控板、以及为射频模块、数字信号处理模块和显控板供电的电源模块；所述接收天线、滤波模块、射频模块和数字信号处理模块依次连接，所述接收天线接收的信号通过滤波模块和射频模块后传送给信号处理模块；其特征在于，

所述射频模块包括依次连接的输入保护电路、低噪声放大器、混频器、中频滤波器、中频放大器、AGC电路和AD采样电路，所述中频放大器和AGC电路之间连接有用于检测射频模块输出功率的自检电路，所述混频器上还连接有为混频器提供本振信号的频率合成器；

所述数字信号处理模块包括控制电路、信号解调电路、频谱分析电路和以太网，所述控制电路分别与射频模块中的频率合成器、AGC电路及数字信号处理模块中的信号解调电路和频谱分析电路连接，所述射频模块的AD采样电路分别与数字信号处理模块中信号解调电路和频谱分析电路连接，所述频谱分析电路通过以太网与网络连接；

所述滤波模块与射频模块的输入保护电路连接，所述射频模块的自检电路输出端连接显控板。

2.根据权利要求1所述的大动态范围的短波宽带接收机，其特征在于，所述滤波模块为带通滤波器。

3.根据权利要求2所述的大动态范围的短波宽带接收机，其特征在于，所述带通滤波器由9阶切比雪夫低通滤波器和9阶切比雪夫高通滤波器构成，所述带通滤波器的通频带为1.5MHz-30MHz。

4.根据权利要求1所述的大动态范围的短波宽带接收机，其特征在于，所述射频模块的中频滤波器包括带宽为25KHz晶体滤波器和带宽为1MHz的声表面波滤波器。

5.根据权利要求1所述的大动态范围的短波宽带接收机，其特征在于，所述电源模块还连接有用于滤除电源上的干扰信号的滤波器，外部电压通过滤波器后传送到电源模块。

6.根据权利要求5所述的大动态范围的短波宽带接收机，其特征在于，所述与电源模块连接的滤波器为交直流滤波器，所述交直流滤波器包含交流电源滤波器和直流电源滤波器。

7.根据权利要求1所述的大动态范围的短波宽带接收机，其特征在于，所述频谱分析电路通过千兆以太网与网络连接。

8.根据权利要求1所述的大动态范围的短波宽带接收机，其特征在于，所述AD采样电路的采样速率为160MHz，AD采样电路包括ADC芯片LTC2217IUP。

Images