CN206321783U - 一种无人机载小型化3Gsps数字信号处理平台 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种无人机载小型化3Gsps数字信号处理平台，包括：A/D转换单元，数字信号处理单元，QDRⅡ+存储单元和D/A转换单元；所述数字信号处理平台转换速率为3Gsps，中频信号输入的瞬时带宽为1.4GHz，瞬时动态范围为60dB；所述数字信号处理平台用于数字化射频信号，在简化数字接收机方案，提高数字接收机的集成度。本实用新型的优点在于：集成度高，体积小、工作温度范围宽，提高了中频数字接收机的集成度与可靠性。
Description
技术领域
本发明属于雷达中频数字接收机技术领域，涉及一种小型化数字信号处理系统，特别涉及一种无人机载小型化3Gsps数字信号处理平台。
背景技术
无人机载小型化3Gsps数字信号处理平台属于雷达数字接收机的核心部分。数字化接收机可应用于通信、电子战、雷达，甚至包括信息化家电等领域。数字化接收机就是对射频或中频信号进行数据采集、处理的接收设备。随着高速高分辨力A/D变换器的发展和高速数字信号处理硬件速度的进一步提高，雷达接收机的数字化程度必将进一步提高。
由于数字接收机受A/D转换器速率的限制，难以直接进行射频信号数字化，同时体积比较大，因此如何提高数字接收机前端 A/D转换器速率，如何提高中频信号的瞬时动态范围和工作带宽，以及提高数字接收机集成化程度成为目前急需解决的问题。
发明内容
本发明提供一种无人机载小型化3Gsps数字信号处理平台，该平台将系统的转换速率提高到3Gsps，瞬时工作带宽达到1.4GHz，同时瞬时动态范围为60dB；集成度高，体积小、工作温度范围宽，提高了中频数字接收机的集成度与可靠性，以解决现有技术中出现的问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种无人机载小型化3Gsps数字信号处理平台，包括A/D转换单元，数字信号处理单元，QDRⅡ+存储单元和D/A转换单元；所述数字信号处理平台转换速率为3Gsps，中频信号输入的瞬时带宽为1.4GHz，瞬时动态范围为60dB；所述数字信号处理平台用于数字化射频信号，在简化数字接收机方案的同时，提高数字接收机的集成度。
进一步，还包括电源管理模块和FPGA配置芯片模块；所述电源管理模块用于给整个系统提供稳定的工作电压及电流，保证系统的正常工作；所述FPGA配置芯片模块用于存储FPGA的工作程序，在系统上电后自动从配置芯片中加载程序，保证系统运行。
进一步，所述的A/D转换单元用于采集接收到的信号并将其转换成相应格式的数字信号，转换速率为3Gsps，瞬时工作带宽为1.4GHz，转换位数采用12bit，瞬时动态范围为60dB。
进一步，所述的数字信号处理单元用于接收该通道的数字信号并对其进行相关的信号处理。
进一步，所述的QDRⅡ+存储单元用于存储一定容量的数字信号，在延时量的控制下，将数据回读到FPGA中，实现数据的延时输出。
进一步，所述的D/A转换单元用于将经过复杂信号处理的数字信号转换成相应的模拟信号。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、将系统的转换速率提高到3Gsps，瞬时工作带宽达到1.4GHz，同时瞬时动态范围为60dB；
2、处理平台的集成度高，体积小、工作温度范围宽，提高了中频数字接收机的集成度与可靠性。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的工作原理图。
具体实施方式
如图1所示为本发明的结构示意图，一种无人机载小型化3Gsps数字信号处理平台，包括A/D转换单元，数字信号处理单元，QDRⅡ+存储单元和D/A转换单元；其中，数字信号处理平台转换速率为3Gsps，中频信号输入的瞬时带宽为1.4GHz，瞬时动态范围为60dB；所述数字信号处理平台用于数字化射频信号，在简化数字接收机方案，提高数字接收机的集成度。
前述的一种无人机载小型化3Gsps数字信号处理平台，还包括电源管理模块和FPGA配置芯片模块；其中，电源管理模块用于给整个系统提供稳定的工作电压及电流，保证系统的正常工作； FPGA配置芯片模块用于存储FPGA的工作程序，在系统上电后自动从配置芯片中加载程序，保证系统运行。
前述的A/D转换单元用于采集接收到的信号并将其转换成相应格式的数字信号，转换速率为3Gsps，瞬时工作带宽为1.4GHz，转换位数采用12bit，瞬时动态范围为60dB。。
前述的数字信号处理单元用于接收该通道的数字信号并对其进行相关的信号处理。
前述的QDRⅡ+存储单元用于存储一定容量的数字信号，在延时量的控制下，将数据回读到FPGA中，实现数据的延时输出。
前述的D/A转换单元用于将经过复杂信号处理的数字信号转换成相应的模拟信号。
下面结合实施例对本发明作更进一步的说明。
如图2所示，一种无人机载小型化3Gsps数字信号处理平台，包括A/D转换单元，数字信号处理单元，QDRⅡ+存储单元以及D/A转换单元。该平台将系统的转换速率提高到3Gsps，瞬时工作带宽达到1.4GHz，同时瞬时动态范围为60dB。通过将A/D和D/A的转换速率提高到3Gsps，从而使系统的转换速率达到3Gsps，瞬时工作带宽达到1.4GHz。同时A/D和D/A的转换位数达到了12bit，所以瞬时动态范围可以提高至60dB。
所述的A/D转换单元采用一片12bit、单通道采样率高达3.6 GHz 的ADC芯片ADC12D1800。由于该芯片时钟能达到3.6GHz，其采样的模拟信号带宽可达到1.4GHz。其将中频模拟信号转化成相应的数字信号。
数字信号处理单元由一片FPGA构成，采用了Xilinx公司的XC6VSX315T系列可编程逻辑器件。通过该芯片实现相关的数字信号处理。该系统中所选芯片的温度等级为工业以保证整个系统能在-40℃～+60℃的温度范围内正常工作。
QDRⅡ+存储单元由两片Cypress公司的CY7C1565KV18-450BZC系列存储器构成，该存储器规格为2M*36bit，最高存储速度能达到900MHz ；QDRⅡ+存储单元对FPGA输出的数字信号进行存储以实现对数字信号流的延时。
D/A转换单元采用采用e2v公司高速12bit DA变换器EV12DS130A，该器件的数据转换率为3Gsps，内嵌4:1或2:1的并行MUX器件；D/A转换单元将FPGA输出的数字信号转换成相应的模拟信号输出，该转换单元的转换速率和转换位数同样为3Gsps和12bit，以保证整个系统的转换速率达到3Gsps以及动态范围60dB。
该系统平台工作方式如下：
A/D转换的采样率为3Gsps，A/D转换的输出数据率为1:4字长的DEMUX输出的数据流，到达FPGA器件的数据率为750MHz。在FPGA器件中，还需要1:4的降速，得到187.5MHz的16倍字长的数据率。
对串并转换后的数据进行数字下变频DDC把该组数据变到零中频，通过比相法进行数字测频和数字检波，得到瞬时测频码和检波脉冲。数字检波的方法可以采用先对信号进行求绝对值，将输入的正弦波信号变为单极性的信号，然后对信号进行低通滤波的方法，取得脉冲信号的电平。数字测频后进行信号分选，分选出所需的脉冲信息，并以脉冲描述字的形式回传给实时处理机。分选后的信号经过数字上变频DUC后输出到存储延迟单元，根据延时量和目标/干扰样式得到QDR-Ⅱ+存储器的读写控制，通过对QDR-Ⅱ+存储器的读写控制实现数据的长延迟，通过数据的连续多次播放实现多假目标等干扰样式。通过并串转换，以4:1的转换率，转换成D/A转换单元输入的750Msps的4字节数据流。通过D/A转换，得到具有750MHz载频，最大带宽可达1.4GHz的中频信号。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种无人机载小型化3Gsps数字信号处理平台，其特征在于：包括A/D转换单元，数字信号处理单元，QDRⅡ+存储单元和D/A转换单元；
所述A/D转换单元的输出端与数字信号处理单元相连，其将中频模拟信号转化成相应的数字信号，并传送给数字信号处理单元，所述的A/D转换单元采用一片12bit、单通道采样率高达3.6GHz的ADC芯片ADC12D1800；
所述QDRⅡ+存储单元的数据传输端与数字信号处理单元相连，所述的QDRⅡ+存储单元用于存储一定容量的数字信号，在延时量的控制下，将数据回读到数字信号处理单元中，实现数据的延时输出；
所述D/A转换单元的输入端与数字信号处理单元相连，将数字信号处理单元输出的数字信号转换成相应的模拟信号输出，该D/A转换单元采用EV12DS130A芯片，其转换速率和转换位数同样为3Gsps和12bit；
其中，所述数字信号处理平台转换速率为3Gsps，中频信号输入的瞬时带宽为1.4GHz，瞬时动态范围为60dB；所述数字信号处理平台用于数字化射频信号，在简化数字接收机方案，提高数字接收机的集成度。
2.根据权利要求1所述的一种无人机载小型化3Gsps数字信号处理平台，其特征在于：还包括电源管理模块和FPGA配置芯片模块；
其中，所述电源管理模块用于给整个系统提供稳定的工作电压及电流，保证系统的正常工作；所述FPGA配置芯片模块用于存储FPGA的工作程序，在系统上电后自动从配置芯片中加载程序，保证系统运行。
3.根据权利要求1所述的一种无人机载小型化3Gsps数字信号处理平台，其特征在于：所述的A/D转换单元用于采集接收到的信号并将其转换成相应格式的数字信号，转换速率为3Gsps，瞬时工作带宽为1.4GHz，转换位数采用12bit，瞬时动态范围为60dB。
4.根据权利要求1所述的一种无人机载小型化3Gsps数字信号处理平台，其特征在于：所述的数字信号处理单元用于接收该通道的数字信号并对其进行相关的信号处理。
5.根据权利要求1所述的一种无人机载小型化3Gsps数字信号处理平台，其特征在于：所述的D/A转换单元用于将经过复杂信号处理的数字信号转换成相应的模拟信号。
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2016
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