CN207124623U - 无线信号接收装置及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的一种无线信号接收装置及系统，涉及无线电技术领域。无线信号接收装置包括射频前端电路、数字调谐电路及运算处理电路，射频前端电路用于对接收到的无线信号进行噪声抑制，并对信号进行频谱搬移以满足后级电路的需求；数字调谐电路用于将射频前端电路处理后产生的信号进行解调及模数转换，将模拟信号转变为数字信号；运算处理电路用于对所述数字信号进行信号处理。本实用新型提供的无线信号接收装置，集成了信号接收、解调及运算处理于一体，能够节省空间，并且可以通过软件调整无线信号接收装置的适用频段，适用于多频段的信号接收与处理，真正做到了多频段监测。

Description

无线信号接收装置及系统

技术领域

本实用新型涉及无线电技术领域，具体而言，涉及一种无线信号接收装置及系统。

背景技术

无线信号容易受到取决于无线信号传播环境的干扰，例如衰减干扰和多径干扰。无线信号接收装置需要完成无线信号的接收、去噪声解调等操作，还需要根据操作后信号进行进一步处理获取信号中的信息。现有的无线信号接收装置接收频段范围较窄，并且接收装置和处理装置大多分开的，浪费空间且增加了成本。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种无线信号接收装置及系统，以实现接收无线信号并对无线信号进行处理，并且显示处理结果的功能。

本实用新型是这样实现的：

一种无线信号接收装置，所述无线信号接收装置包括射频前端电路、数字调谐电路及运算处理电路，所述射频前端电路、数字调谐电路以及所述运算处理电路依次电性连接；所述射频前端电路用于对接收到的无线信号进行噪声抑制，并对信号进行频谱搬移以满足后级电路的需求；所述数字调谐电路用于将所述射频前端电路处理后产生的信号进行解调及模数转换，将模拟信号转变为数字信号；所述运算处理电路用于对所述数字信号进行信号处理。

进一步地，所述无线信号接收装置还包括信号输入端口和阻抗匹配电路，所述信号输入端口与天线及所述阻抗匹配电路电性连接，所述阻抗匹配电路与所述射频前端电路连接，所述信号输入端口用于接收无线信号，所述阻抗匹配电路用于匹配传输信号与后级电路的特征阻抗。

进一步地，所述无线信号接收装置还包括网络接口模块，所述网络接口模块与运算处理电路连接，所述网络接口模块还与一PC机连接，以通过PC机向所述运算处理电路读写算法数据。

进一步地，所述无线信号接收装置还包括晶振，晶振与所述射频前端电路连接，用于产生本振信号以传输至射频前端电路。

进一步地，所述数字调谐电路包括数字信号解调器及第一存储器，所述第一存储器与所述数字信号解调器连接，所述数字信号解调器与所述射频前端电路及所述运算处理电路连接。

进一步地，所述第一存储器为可擦除存储器。

进一步地，所述运算处理电路包括电源模块和运算处理器，所述电源模块与所述运算处理器连接为所述运算处理器供电，所述电源模块包括多个稳压芯片，多个稳压芯片依次级联，以提供不同电压值的电源信号。

进一步地，所述运算处理电路还包括第二存储器，所述第二存储器与所述运算处理器连接，用于为所述运算处理器提供内存，快速存取数据。

进一步地，所述第二存储器为存储卡。

一种无线信号接收系统，所述无线信号接收系统包括显示设备以及无线信号接收装置，所述无线信号接收装置包括射频前端电路、数字调谐电路及运算处理电路，所述射频前端电路、数字调谐电路以及所述运算处理电路依次电性连接；所述射频前端电路用于对接收到的无线信号进行噪声抑制，并对信号进行频谱搬移以满足后级电路的需求；所述数字调谐电路用于将所述射频前端电路处理后产生的信号进行解调及模数转换，将模拟信号转变为数字信号；所述运算处理电路用于对所述数字信号进行信号处理。所述显示设备与所述无线信号接收装置电性连接，用于显示运算处理电路处理的结果。

相对现有技术，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型提供的一种无线信号接收装置及系统，所述无线信号接收装置包括射频前端电路、数字调谐电路及运算处理电路，所述射频前端电路、数字调谐电路以及所述运算处理电路依次电性连接；所述射频前端电路用于对接收到的无线信号进行噪声抑制，并对信号进行频谱搬移以满足后级电路的需求；所述数字调谐电路用于将所述射频前端电路处理后产生的信号进行解调及模数转换，将模拟信号转变为数字信号；所述运算处理电路用于对所述数字信号进行信号处理。本实用新型提供的无线信号接收装置，集成了信号接收、解调及运算处理于一体，能够节省板子上的空间，并且可以通过软件调整无线信号接收装置的适用频段，适用于多频段的信号接收与处理，真正做到了多频段监测。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1示出了本实用新型所提供的一种无线信号接收装置示意图。

图2示出了阻抗匹配电路的示意图。

图3示出了无线信号接收装置的示意框图。

图4示出了本实用新型提供的无线信号接收系统的示意图。

图标：100-无线信号接收装置；110-输入端口；120-阻抗匹配电路；130-射频前端电路；140-数字调谐电路；141-晶振；143-数字信号解调器；144-第一存储器；150-运算处理电路；151-电源模块；152-网络接口模块；153-运算处理器；154-第二存储器；200-无线信号接收系统；210-显示设备。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置·和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

第一实施例

本实施例提供了一种无线信号接收装置100，请参阅图1，图1示出了本实施例提供的无线信号接收装置100的示意图。

无线信号接收装置100包括输入端口110、阻抗匹配电路120、射频前端电路130、数字调谐电路140、晶振141及运算处理电路150。输入端口110、阻抗匹配电路120、射频前端电路130、数字调谐电路140及运算处理电路150依次电连接，所述晶振141与所述射频前端电路130连接。

输入端口110为整个系统的信号输入端，输入端口110与天线相连，用于从空气中接收无线电信号，无线信号包括但不限于，GNSS信号、LTE信号以及Wi-Fi信号。并将接收到的无线电信号传输至阻抗匹配电路120，所述阻抗匹配电路120用于匹配传输信道与后级电路的特征阻抗，避免信号的反射，失真和功率损耗。

请参阅图2，图2示出了阻抗匹配电路120的示意图，所述阻抗匹配电路120包括一带通滤波器(图未标)，对接受的多种无线信号，通过带通滤器滤除预设载波频率范围外以及预设带宽范围外的噪声(不需要的无线信号)，如天线热噪声。

射频前端电路130用于接收阻抗匹配电路120传输的电信号，并对所述电信号进行初步处理。无线电信号在空气中传播时，由于在信道中的衰减，与其他信号之间的谐振，环境白噪声的干扰等因素的影响，在被接收器(例如，天线)接收时，无线电信号功率较小并且会携带一定量的噪声，载波频率较高，从而后级电路无法接收处理，这些问题的存在导致无法直接解调信号提取信息。射频前端电路130对无线电信号进行的处理就是对噪声进行抑制并对有效信号进行放大，对信号进行频谱搬移，以满足后级电路对无线电信号的需求。

射频前端电路130的输入端与所述阻抗匹配电路120连接，所述射频前端电路130的输出端与所述数字调谐电路140连接。于本实施例中，所述射频前端电路130包括R820T芯片，R820T是一种硅基高性能低功耗的高级数字信号调谐器，工作频带为42-1002MHz。该芯片高度集成了低噪声放大器(LNA)，混频器，分数锁相环(PLL)，视频图形阵列(VGA)，稳压器和跟踪滤波器，无需外部滤波器，LNA，和线性稳压器(LDO)。R820T在灵敏度，线性度，相邻通道抗扰度和镜像抑制方面提供卓越的性能。

R820T中集成的跟踪滤波器，低噪声放大器(LNA)负责抑制信号携带的噪声并将有用信号进行放大。锁相环(PLL)用于检测输入信号与输出信号的相位与频率，并通过反馈调节内部时钟的频率与相位，使内部电路的时钟与外部时钟信号的同步，提高电路处理高频信号的稳定性。于本实施例中，晶振141与所述R820T连接，所述外部时钟信号由晶振141提供。混频器将经过低噪声放大器(LNA)之后的信号与本振产生的正弦信号相乘，利用傅里叶变换的相关知识，时域相乘等于频域相加(减)，相乘后的信号频率从载波频率变化到中频。所以混频器负责将信号不失真的从载波频率搬移到中频并传送给后级电路进行处理。

R820T包括D_SCL、D_SDA、VAGC、VOP、VON、CLK等端口与数字调谐电路140连接用于传输信号。其中，D_SDA、D_SCL分别为串行数据线和串行时钟线，遵循二线制串行总线协议，分别用于实现数据传送和产生定时时钟功能。CLK用于传递同步时钟信号，将晶振141产生的28.8MHz的本振信号传递给后级数字调谐电路140，为其提供同步外部时钟。VOP、VON为中频信号输出线，VAGC为中频自动增益控制输入线，这三根传输线用于将混频器产生中频信号传递给数字调谐电路140并从其中获取中频信号增益控制信号。

需要注意的是，射频前端电路130并不局限于上述的芯片，还可以是其余的具有相同或相似功能的芯片或模块电路，能够起到相同或相似的技术效果的方案，均属于本实用新型的保护范围之内。

数字调谐电路140用于将所述射频前端电路130处理后产生的信号进行解调及模数转换，将所述射频前端电路130处理后产生模拟信号转变为数字信号。使信号变成可以使用处理器进行处理的数字信息。请参阅图3，数字调谐电路140包括数字信号解调器143以及第一存储器144，所述第一存储器144与所述数字信号解调器143连接，所述数字信号解调器143与所述射频前端电路130和所述运算处理电路150连接。

所述数字信号解调器143用于解调射频前端电路130处理后的信号，并将模拟信号转化为数字信号。于本实施例中，所述数字信号解调器143可以选用RTL2832U芯片，但不限于此，RTL2832U是支持USB 2.0接口的高性能数字电视信号解调器，于本实施例中，用于解调射频前端电路130传输的信号并通过USB总线将其发送到运算处理电路150。RTL2832U支持中频(IF)，低中频和零中频的调谐器，嵌入了高级模数转换器(ADC)，在便携式接收方面具有很高的稳定性。由射频前端电路130提供的中频信号进入该部分电路时，由RTL2832的ADC模块转换成模拟信号，之后进行正交解调采集数据，并通过USB接口将数据传输给至运算处理电路150。数字信号解调器143包括DM、DP传输线，用于向运算处理电路150传输数据，遵循USB2.0协议。在本系统中USB传输线直接使用PCB板上的导线代替，而取消了USB接口，从而将软件无线电设备与嵌入式系统合并在一起，减小了信号传输的距离，从而减少信号损失。节约了电路所占的空间。

所述第一存储器144与所述数字信号解调器143电连接，用于存储数据，于本实施例中，所述第一存储器144采用电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，例如24C02芯片，该芯片是一款遵循串行二线制协议的存储芯片，接口方便，体积小，掉电数据不丢失。

运算处理电路150包括电源模块151、网络接口模块152、运算处理器153以及第二存储器154，所述电源模块151与所述运算处理器153连接以为所述运算处理器153供电，所述第二存储器154与所述运算处理器153连接，以为所述运算处理器153提供内存，快速存取数据。所述运算处理器153与所述数字信号解调器143连接，以接收所述数字信号解调器143解调后的信号，并对所述解调后的信号进行处理。所述网络接口模块152与运算处理器153连接，所述网络接口模块152还与一PC机连接，以通过PC机向所述运算处理器153读写算法数据。

所述电源模块151包括多个稳压芯片，多个稳压芯片依次级联，以提供不同电压值的电源信号。于本实施例中，电源模块151由USB接口提供5V直流电压VCC。USB后紧接稳压二极管及滤波电容用于消除电源纹波，增加系统稳定性。从VCC开始，依次级联多个稳压芯片，用于生成多个电压值的不同电压输出。例如，可以依次级联AMS1117-3.3、AMS1117-2.5、AMS1117-1.8、AMS1117-1.2芯片并提供滤波电容。AMS1117系列芯片是一种低压差稳压芯片可产生多种电压值的直流电压。依次可以输出3.3V、2.5V、1.8V、1.2V的直流电压。以满足电路各部分不同需求的电压。

所述网络接口模块152，用于接收PC发送来的串行USB协议通信数据，并将其转发至运算处理器153中，于本实施例中，所述网络接口模块152可以选用LAN9512芯片，但不限于此，LAN9512芯片通过USB接口与一PC及连接，以进行数据的传输和读写，例如，通过PC机向所述运算处理器153读写程序。所述数字信号解调器143亦可与LAN9512连接，并通过USB协议传递数据。通过PC机向所述数字信号解调器143、所述数字信号调谐器和所述运算处理器153写入程序，可以调整无线信号接收装置100的适用频段，可接收多个频段的信号并进行处理，做到了多频段监测。

所述运算处理器153用于处理信号，于本实施例中，所述运算处理器153可以选用BCM2835芯片，BCM2835是一种具有定时器，中断控制器，GPIO、USB等诸多功能的微处理器。

所述第二存储器154与所述运算处理器153连接，以为所述运算处理器153提供内存，于本实施例中，所述第二存储器154可以是存储卡，例如SD卡，但不限于此。

于本实施例中，所述输入端口110、阻抗匹配电路120、射频前端电路130、数字调谐电路140、晶振141及运算处理电路150可以设置于印刷电路板，节省空间。

第二实施例

请参阅图4，本实施例提供了一种无线信号接收系统200，所述线信号接收系统包括显示设备210以及如第一实施例中所描述的无线信号接收装置100，所述显示设备210与所述无线信号接收装置100电性连接，用于显示运算处理后的结果。

综上所述，本实用新型提供了一种无线信号接收装置及系统，所述无线信号接收装置包括射频前端电路、数字调谐电路及运算处理电路，所述射频前端电路、数字调谐电路以及所述运算处理电路依次电性连接；所述射频前端电路用于对接收到的无线信号进行噪声抑制，并对信号进行频谱搬移以满足后级电路的需求；所述数字调谐电路用于将所述射频前端电路处理后产生的信号进行解调及模数转换，将模拟信号转变为数字信号；所述运算处理电路用于对所述数字信号进行信号处理。本实用新型提供的无线信号接收装置，集成了信号接收、解调及运算处理于一体，能够节省板子上的空间，并且可以通过软件调整无线信号接收装置的适用频段，适用于多频段的信号接收与处理，真正做到了多频段监测。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无线信号接收装置，其特征在于，所述无线信号接收装置包括射频前端电路、数字调谐电路及运算处理电路，所述射频前端电路、数字调谐电路以及所述运算处理电路依次电性连接；

所述射频前端电路用于对接收到的无线信号进行噪声抑制，并对信号进行频谱搬移以满足后级电路的需求；

所述数字调谐电路用于将所述射频前端电路处理后产生的信号进行解调及模数转换，将模拟信号转变为数字信号；

所述运算处理电路用于对所述数字信号进行信号处理。

2.如权利要求1所述的无线信号接收装置，其特征在于，所述无线信号接收装置还包括信号输入端口和阻抗匹配电路，所述信号输入端口与天线及所述阻抗匹配电路电性连接，所述阻抗匹配电路与所述射频前端电路连接，所述信号输入端口用于接收无线信号，所述阻抗匹配电路用于匹配传输信号与后级电路的特征阻抗。

3.如权利要求1所述的无线信号接收装置，其特征在于，所述无线信号接收装置还包括网络接口模块，所述网络接口模块与运算处理电路连接，所述网络接口模块还与一PC机连接，以通过PC机向所述运算处理电路读写算法数据。

4.如权利要求1所述的无线信号接收装置，其特征在于，所述无线信号接收装置还包括晶振，晶振与所述射频前端电路连接，用于产生本振信号以传输至射频前端电路。

5.如权利要求1所述的无线信号接收装置，其特征在于，所述数字调谐电路包括数字信号解调器及第一存储器，所述第一存储器与所述数字信号解调器连接，所述数字信号解调器与所述射频前端电路及所述运算处理电路连接。

6.如权利要求5所述的无线信号接收装置，其特征在于，所述第一存储器为可擦除存储器。

7.如权利要求1所述的无线信号接收装置，其特征在于，所述运算处理电路包括电源模块和运算处理器，所述电源模块与所述运算处理器连接为所述运算处理器供电，所述电源模块包括多个稳压芯片，多个稳压芯片依次级联，以提供不同电压值的电源信号。

8.如权利要求7所述的无线信号接收装置，其特征在于，所述运算处理电路还包括第二存储器，所述第二存储器与所述运算处理器连接，用于为所述运算处理器提供内存，快速存取数据。

9.如权利要求8所述的无线信号接收装置，其特征在于，所述第二存储器为存储卡。

10.一种无线信号接收系统，其特征在于，所述无线信号接收系统包括显示设备以及如权利要求1-9任一项所述的无线信号接收装置，所述显示设备与所述无线信号接收装置电性连接，用于显示运算处理电路处理的结果。