CN205681409U - 一种多通道信号的同步采集和处理装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种多通道信号的同步采集和处理装置，包括参考时钟、n个天线、n个射频处理器、n个A/D转换器以及数字信号处理与控制器。其中，n个天线构成n个通道获得n个天线信号，n个射频处理器与n个天线一一对应连接，且n个射频处理器中的每一个射频处理器将接收的天线信号下变频到中频模拟基带信号，参考时钟与n个射频处理器连接，并为其同时提供时钟，n个A/D转换器与n个射频处理器一一对应连接，用于完成中频模拟基带信号的模数转换，数字信号处理与控制器与n个A/D转换器连接，用于处理A/D转换器输出的数字信号以及控制其参数设置，数字信号处理与控制器与n个射频处理器连接，用于控制其参数设置，n为大于或等于3的正整数。
Description
技术领域
本实用新型涉及数据采集和处理技术领域，具体涉及一种多通道信号的同步采集和处理装置。
背景技术
天线阵列是由多个相同的单个天线按照一定规律排列组成的天线系统，该系统中的每一个天线构成一个信号通道。
空间谱估计是天线阵列信号处理中的一个重要研究方向，在雷达、通信、声呐等众多领域有极为广阔的应用前景。空间谱估计算法需要同时获得天线阵列中的各天线信号。
然而，现有的信号采集装置一般只能采集和处理单通道或双通道的天线信号，难以同时采集和处理三通道以上的天线信号。
实用新型内容
为解决以上技术问题，本实用新型提供一种多通道信号的同步采集和处理装置，包括参考时钟、n个天线、n个射频处理器、n个A/D转换器和数字信号处理与控制器。其中，所述n个天线构成n个通道获得n个天线信号，所述n个射频处理器与所述n个天线一一对应连接，且所述n个射频处理器中的每一个射频处理器将接收的天线信号下变频到中频模拟基带信号，所述参考时钟与所述n个射频处理器连接，并为其同时提供参考时钟，所述n个A/D转换器与所述n个射频处理器一一对应连接，用于完成中频模拟基带信号的模数转换，所述数字信号处理与控制器与所述n个A/D转换器连接，用于处理所述A/D转换器输出的数字信号以及控制其参数设置，所述数字信号处理与控制器与所述n个射频处理器连接，用于控制所述n个射频处理器的参数设置，所述n为大于或等于3的正整数。
进一步地，所述装置还包括与所述数字信号处理与控制器双向连接的存储器。
进一步地，所述装置还包括与所述数字信号处理与控制器双向连接的计算设备。
进一步地，所述存储器为同步动态随机存取内存(Synchronous Dynamic RandomAccess Memory，SDRAM)。
进一步地，所述数字信号处理与控制器由FPGA构成。
进一步地，所述数字信号处理与控制器通过PCI-E4x接口与所述计算设备连接。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果：
本实用新型采用的多通道信号同步采集和处理装置，参考时钟同时为多路射频处理器提供时钟，多路射频处理器将天线感应的天线信号下变频到中频模拟基带信号，并由对应的多路AD转换器完成模数转换，再通过数字信号处理与微控制器对数字信号进行处理，从而实现对多通道信号并行同步采集和处理，具有通道多与处理效率高等优点。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是本实用新型具体的一种9通道信号的同步采集和处理的结构框图。
图3是本实用新型具体的一种5通道信号的同步采集和处理的结构框图。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本实实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
如图1所示，一种多通道信号的同步采集和处理装置，包括参考时钟、n个天线、n个射频处理器、n个A/D转换器以及数字信号处理与控制器。其中，n个天线构成n个通道获得n个天线信号，n个射频处理器与n个天线一一对应连接，且n个射频处理器中的每一个射频处理器将接收的天线信号下变频到中频模拟基带信号，参考时钟与n个射频处理器连接，并为其同时提供时钟，n个A/D转换器与n个射频处理器一一对应连接，用于完成中频模拟基带信号的模数转换，数字信号处理与控制器与n个A/D转换器连接，用于处理A/D转换器输出的数字信号以及控制其参数设置，数字信号处理与控制器与n个射频处理器连接，用于控制其参数设置，n为大于或等于3的正整数。
图2给出了本实用新型的一个具体实施例，一种应用于空间谱估计算法同时获得9通道天线阵列信号的采集和处理装置，该装置包括参考时钟、9个天线、9个射频处理器、9个A/D转换器、数字信号处理与控制器、存储器以及计算设备。其中，参考时钟与9个射频处理器连接，并为9个射频处理器同时提供参考时钟，9个A/D转换器分别与9个射频处理器一一对应连接，数字信号处理与控制器与9个A/D转换器以及9个射频处理器连接，用于控制两者的参数设置，数字信号处理与控制器与计算设备双向连接，用于进行空间谱估计，存储器与所述数字信号处理与控制器双向连接，用于存储所述数字信号处理与控制器输出的数据。
本实施例中，数字信号处理与控制器由FPGA构成，计算设备采用高性能计算机，且数字信号处理与控制器通过PCI-E4x接口与计算设备连接，存储器采用同步动态随机存取内存器。
具体地，9个天线构成9个通道感应空中信号而获得9个天线信号，9个射频处理器的参考时钟同时由参考时钟提供，且在数字信号处理与控制器下设置参数，后接收9个天线输出的天线信号并将天线信号进行下变频处理得到9个中频模拟基带信号，9个A/D转换器的参考时钟由数字信号处理与控制器统一提供，并在其控制下设置参数从而接收上述9个中频模拟基带信号并完成模数转换得到9个数字信号，实现了9通道信号的同步采集，数字信号处理与控制器接收9个数字信号并进行数字信号处理，包括数字下变频处理、多速率处理以及傅立叶变换处理等，经由数字信号处理与控制器处理后的数字信号一部分传输至计算机进行空间谱估计，另一部分来不及上传至计算机的数字信号则传输至存储器进行缓存。
图3给出了本实用新型的另一个具体实施例，一种应用于空间谱估计算法同时获得5通道天线阵列信号的采集和处理装置，该装置包括参考时钟、5个天线、5个射频处理器、5个A/D转换器、数字信号处理与控制器、存储器以及计算设备。其中，参考时钟与5个射频处理器连接，并为5个射频处理器同时提供参考时钟，5个A/D转换器分别与5个射频处理器一一对应连接，数字信号处理与控制器分别与5个A/D转换器以及5个射频处理器连接，用于控制两者的参数设置，数字信号处理与控制器与计算设备双向连接，用于进行空间谱估计，存储器与所述数字信号处理与控制器双向连接，用于存储所述数字信号处理与控制器输出的数据。
本实施例中，数字信号处理与控制器由FPGA构成，计算设备采用高性能计算机，且数字信号处理与控制器通过PCI-E4x接口与计算设备连接，存储器采用同步动态随机存取内存器。
具体地，5个天线构成5个通道感应空中信号而获得5个天线信号，这5个天线信号构成一个阵列信号，5个射频处理器的参考时钟同时由参考时钟提供，且在数字信号处理与控制器下设置参数，后接收5个天线输出的天线信号并将天线信号进行下变频处理得到5个中频模拟基带信号，5个A/D转换器的参考时钟由数字信号处理与控制器统一提供，并在其控制下设置参数从而接收上述5个中频模拟基带信号并完成模数转换得到5个数字信号，实现了5通道信号的同步采集，数字信号处理与控制器接收5个数字信号并进行数字信号处理，包括数字下变频处理、多速率处理以及傅立叶变换处理等，经由数字信号处理与控制器处理后的数字信号一部分传输至计算设备进行空间谱估计，此计算设备采用高性能计算机，另一部分来不及上传至计算机的数字信号则传输至存储器进行缓存。
需要说明的是，上述实施例本实用新型实施例还可以应用于其它数目的多通道(如3通道、4通道、6通道、8通道、10通道或更多数目的通道)信号采集和处理。
应当指出的是，以上仅是本实用新型的优选实施方式，上述优选实施方式不应视为对本实用新型的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，还可以稍做改进和简单变换，但这些改进和变换也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (6)
1.一种多通道信号的同步采集和处理装置，其特征在于，包括参考时钟、n个天线、n个射频处理器、n个A/D转换器以及数字信号处理与控制器；
所述n个天线构成n个通道获得n个天线信号；
所述n个射频处理器与所述n个天线一一对应连接，所述n个射频处理器中的每一个射频处理器将接收的天线信号下变频到中频模拟基带信号；
所述参考时钟与所述n个射频处理器连接，为所述n个射频处理器同时提供参考时钟；
所述n个A/D转换器与所述n个射频处理器一一对应连接，用于完成中频模拟基带信号的模数转换；
所述数字信号处理与控制器与所述n个A/D转换器连接，用于处理所述A/D转换器输出的数字信号以及控制其参数设置；
所述数字信号处理与控制器与所述n个射频处理器连接，用于控制所述n个射频处理器的参数设置；
所述n为大于或等于3的正整数。
2.根据权利要求1所述的多通道信号的同步采集和处理装置，其特征在于，还包括：与所述数字信号处理与控制器双向连接的存储器。
3.根据权利要求1所述的多通道信号的同步采集和处理装置，其特征在于，还包括：与所述数字信号处理与控制器双向连接的计算设备。
4.根据权利要求2所述的多通道信号的同步采集和处理装置，其特征在于，所述存储器为同步动态随机存取内存SDRAM。
5.根据权利要求1所述的多通道信号的同步采集和处理装置，其特征在于，所述数字信号处理与控制器由FPGA构成。
6.根据权利要求3所述的多通道信号的同步采集和处理装置，其特征在于，所述数字信号处理与控制器通过PCI-E4x接口与所述计算设备连接。
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| CN201620555559.5U CN205681409U (zh) | 2016-06-08 | 2016-06-08 | 一种多通道信号的同步采集和处理装置 |
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