CN204376919U - 并行多路uhf/vhf信号采集和处理装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了并行多路UHF/VHF信号采集和处理装置。该装置包括UHF/VHF射频接收机；将UHF/VHF射频接收机输出的模拟中频信号进行预处理的模拟中频预处理单元；与模拟中频预处理单元连接的并用于将模拟中频信号处理成数字基带信号的多路阵列UHF/VHF信号实时采集和分析处理单元；同时与多路阵列UHF/VHF信号实时采集和分析处理单元连接的并对数字基带信号进行分析计算的基带信号处理单元，与基带处理信号处理单元连接的网络传输单元。本实用新型采用复杂可编程逻辑器件（FPGA）构成一个多路阵列UHF/VHF信号实时采集和分析处理单元，充分利用FPGA并行处理分析优势性能，完成对多路UHF/VHF信号实时监测，同时实现对当地的电磁环境进行实时监测，高效识别、分析、处理非法信号的目的。
Description
技术领域
本实用新型涉及并行多路UHF/VHF信号采集和处理装置，属于信号采集与处理领域。
背景技术
现有的信号采集和处理装置一般是针对无线电波信号的采集，使用射频接收机把空中无线电电波信号捕获，通过多次混频、滤波，把UHF/VHF频段的射下变频为一定带宽的模拟中频信号；然后把模拟中频信号通过高速A/D采集，变成数字中频信号；最后送入中央处理单元将其处理为基带信号并进行传输、存储等一系列数字化处理。一般系统只能实现串行多路UHF/VHF信号采集和处理，无法实现多路号UHF/VHF信号的并行采集和处理，从而无法实现对当地的电磁环境进行实时监测，高效识别、分析、处理非法信号的目的。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供并行多路UHF/VHF信号采集和处理装置，解决现有的信号采集和处理装置无法实现多路号UHF/VHF信号的并行采集和处理的问题。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
并行多路UHF/VHF信号采集和处理装置，包括捕获UHF/VHF频段信号并且将其转换为模拟中频信号的UHF/VHF射频接收机；将UHF/VHF射频接收机输出的模拟中频信号进行预处理的模拟中频预处理单元，该模拟中频预处理单元与UHF/VHF射频接收机的SMA接口相连；与模拟中频预处理单元连接的并用于将模拟中频信号处理成数字基带信号的多路阵列UHF/VHF信号实时采集和分析处理单元；同时与多路阵列UHF/VHF信号实时采集和分析处理单元连接的并对数字基带信号进行分析计算的基带信号处理单元，与基带处理信号处理单元连接的网络传输单元。
具体地，所述模拟中频预处理单元包括与UHF/VHF射频接收机输出端连接的中频放大器，以及与中频放大器连接的功分器。
进一步地，所述多路阵列UHF/VHF信号实时采集和分析处理单元包括多个且每个与功分器的两个输出端连接的中频处理器。
更进一步地，所述中频处理器主要包括把模拟中频信号转换为数字中频信号的A/D采集芯片，以及通过混频算法对各个数字中频信号进行再次混频的复杂可编程逻辑器件FPGA，每个FPGA包括两个并行的中频信号处理单元分别对每路模拟中频信号进行处理。
再进一步地，所述基带信号处理单元包括多块分别与每个中频处理器连接的DSP数字处理器。
再进一步地，所述网络传输单元包括同时与DSP数字处理器连接的交换机，与交换机连接的工业计算机。所述交换机还与UHF/VHF射频接收机相连。
本实用新型的工作过程如下：
首先，UHF/VHF射频接收机接收工业计算机通过网络发过的控制命令，设置UHF/VHF射频接收机工作频段和参数；然后，把UHF/VHF射频接收机输出的模拟中频信号，送入模拟中频预处理单元，进行模拟中频信号预处理，将其分成多路模拟中频信号；其次，多路模拟中频信号分别送入中频处理器，进行中频数字下变频处理，把模拟中频信号变为数字基带信号；再次，多路数字基带信号送入基带信号处理单元，进行一系列算法处理，包括信号分析、信号识别；最后，把各路处理完成的信号通过网络传输单元，回传给工业计算机，进行信号的存库和信号显示等应用层处理。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
（1）本实用新型采用复杂可编程逻辑器件（FPGA）构成一个多路阵列UHF/VHF信号实时采集和分析处理单元，充分利用FPGA并行处理分析优势性能，完成对多路UHF/VHF信号实时监测，同时实现对当地的电磁环境进行实时监测，高效识别、分析、处理非法信号的目的。
（2）本实用新型设置基带信号处理单元，对各路数字基带信号按工业计算机要求完成业务计算，并通过网络传输单元，可以向基带信号处理单元取回任何一路业务数据，最后进行信号的存库和信号显示等应用层处理。并且还可通过短信模块把现实中非法电磁信号，包括非法电台、非法基站的信息告知监管人员。
附图说明
图1为本实用新型-实施例的系统框图。
具体实施方式
下面结合实施例及其附图，对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
实施例
如图1所示，并行多路UHF/VHF信号采集和处理装置，包括接收控制命令并且设置自身工作频段和参数，以及捕获UHF/VHF频段信号并且将其转换为模拟中频信号的UHF/VHF射频接收机；将UHF/VHF射频接收机输出的模拟中频信号进行预处理的模拟中频预处理单元；与模拟中频预处理单元连接的并用于将模拟中频信号处理成数字基带信号的多路阵列UHF/VHF信号实时采集和分析处理单元；同时与多路阵列UHF/VHF信号实时采集和分析处理单元连接的并对数字基带信号进行分析计算的基带信号处理单元，与基带处理信号处理单元连接的网络传输单元。
在本实施例中，模拟中频预处理单元包括与UHF/VHF射频接收机输出端连接的中频放大器，以及与中频放大器连接的8路功分器，该8路功分器将一路模拟中频信号分成8路不同能量的模拟中频信号；多路阵列UHF/VHF信号实时采集和分析处理单元则相应为8路阵列UHF/VHF信号实时采集和分析处理单元，包括4个同时与模拟中频预处理单元连接的并且每个处理2路模拟中频信号的中频处理器，该中频处理器主要包括把模拟中频信号转换为数字中频信号的A/D采集芯片，以及通过混频（NCO）算法对各个数字中频信号进行再次混频的复杂可编程逻辑器件（FPGA），每个FPGA包括两个并行的中频信号处理单元分别对每路模拟中频信号进行处理；基带信号处理单元包括4块分别与每个中频处理器连接的DSP数字处理器；网络传输单元则包括同时与DSP数字处理器连接的交换机，与交换机连接的工业计算机，交换机还与UHF/VHF射频接收机相连。
在本实施例的基础上，模拟中频预处理单元可将模拟中频信号分为多路模拟中频信号，比如16路，32路等，相应地，设置合理的中频处理器数量，即FPGA的块数，和DSP数字处理器数量，以及交换机的端口数，即可实现多路UHF/VHF信号实时采集和处理的目的。
本实用新型的工作过程如下：
UHF/VHF射频接收机：接收工业计算机通过网络发过的控制命令，设置UHF/VHF射频接收机工作频段和参数，控制命令包括调谐频率控制命令、射频衰减控制命令、中频衰减控制命令、工作模式控制命令、中频带宽控制命令。设置完成后，首先，根据设置的参数捕获UHF/VHF频段信号；然后通过多次混频、滤波，把UHF/VHF频段的射频下变频为40M带宽的模拟中频信号。
模拟中频预处理单元：对输入的模拟中频信号进行预处理，由于需要把一路模拟中频信号分成8路模拟中频信号。这样必然造成信号衰减3dB左右，所以，为了补偿信号失真，设计了一个中频放大器，使得中频处理器处理的信号是真实的信号强度，这样可以提高信号识别的准确度。
多路阵列UHF/VHF信号实时采集和分析处理单元：首先，把模拟中频信号通过高速A/D采集芯片，把模拟中频信号变成数字中频信号；然后，通过FPGA编写实现混频（NCO）算法，对各个数字中频信号进行再次混频，把信号由载波的频段搬到零中频上；其次，设计多组带抽取的滤波器，实现各个带宽模式的低通滤波；最后，FPGA编程实现千兆网口驱动，通过千兆以太网传输数字基带信号。这样，通过千兆网构成网络拓扑，不仅组网灵活、方便维修和维护，而且保证数据传输速度，实时传输处理完成的数据基带信号。
基带信号处理单元：对各路数字基带信号进行工业计算机要求完成业务计算，计算包括ITU计算、频谱计算、信号解调以及信号识别。把处理完成的8路业务数据通过以太网回传至工业计算机。
网络传输单元：通过一个IP分配8个不同端口，然后，根据IP和端口号，可以向基带信号处理单元取回任何一路业务数据；最后，进行信号的存库和信号显示等应用层处理。并且通过短信模块把现实中非法电磁信号，包括非法电台、非法基站的信息告知监管人员。
根据上述实施例，就可以较好地实现本实用新型，基于上述结构设计的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本实用新型上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本实用新型一样，故其也应当在本实用新型的保护范围内。
Claims (7)
1.并行多路UHF/VHF信号采集和处理装置，其特征在于，包括捕获UHF/VHF频段信号并且将其转换为模拟中频信号的UHF/VHF射频接收机；将UHF/VHF射频接收机输出的模拟中频信号进行预处理的模拟中频预处理单元；与模拟中频预处理单元连接的并用于将模拟中频信号处理成数字基带信号的多路阵列UHF/VHF信号实时采集和分析处理单元；同时与多路阵列UHF/VHF信号实时采集和分析处理单元连接的并对数字基带信号进行分析计算的基带信号处理单元，与基带处理信号处理单元连接的网络传输单元。
2.根据权利要求1所述的并行多路UHF/VHF信号采集和处理装置，其特征在于，所述模拟中频预处理单元包括与UHF/VHF射频接收机输出端连接的中频放大器，以及与中频放大器连接的功分器。
3.根据权利要求2所述的并行多路UHF/VHF信号采集和处理装置，其特征在于，所述多路阵列UHF/VHF信号实时采集和分析处理单元包括多个且每个与功分器的两个输出端连接的中频处理器。
4.根据权利要求3所述的并行多路UHF/VHF信号采集和处理装置，其特征在于，所述中频处理器主要包括把模拟中频信号转换为数字中频信号的A/D采集芯片，以及通过混频算法对各个数字中频信号进行再次混频的复杂可编程逻辑器件FPGA，每个FPGA包括两个并行的中频信号处理单元分别对每路模拟中频信号进行处理。
5.根据权利要求4所述的并行多路UHF/VHF信号采集和处理装置，其特征在于，所述基带信号处理单元包括多块分别与每个中频处理器连接的DSP数字处理器。
6.根据权利要求5所述的并行多路UHF/VHF信号采集和处理装置，其特征在于，所述网络传输单元包括同时与DSP数字处理器连接的交换机，与交换机连接的工业计算机。
7.根据权利要求6所述的并行多路UHF/VHF信号采集和处理装置，其特征在于，所述交换机还与UHF/VHF射频接收机相连。
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN105763211A (zh) * | 2016-02-18 | 2016-07-13 | 江西洪都航空工业集团有限责任公司 | 一种便携式地面遥测接收站 |
| CN117826071A (zh) * | 2024-03-06 | 2024-04-05 | 成都大公博创信息技术有限公司 | 基于中频触发实现多采集模块宽带校准的测向系统及方法 |
| CN117826071B (zh) * | 2024-03-06 | 2024-05-28 | 成都大公博创信息技术有限公司 | 基于中频触发实现多采集模块宽带校准的测向系统及方法 |
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