CN208353335U - 连续波高度表信号模拟装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种连续波高度表信号模拟装置，包含：输入接口，与连续波高度表信号输出端连接；下变频，与输入接口连接，用于对接入的信号进行下变频处理，下变频输出端与中频滤波模块连接；中频滤波模块，用于对下变频后的信号进行滤波并将滤波处理后的信号传输至中频采样模块；中频采样模块，用于对信号进行采样处理并将处理后的信号传输至数据存储模块；数据存储模块，用于对信号进行存储并将存储信号反馈至信号还原模块；信号还原模块，用于将反馈至的信号合成中频信号并反馈至上变频；上变频，用于对反馈的信号进行上变频处理并通过输出接口输出。本实用新型结构简单，设计新颖、合理，实现对连续波高度表发射信号的数字延迟，使用效果好。
Description
技术领域
本实用新型涉及航天高度表设备技术领域，特别涉及一种连续波高度表信号模拟装置。
背景技术
高度表是测量与指示飞行器距某一选定的水平基准面垂直距离的仪表。连续波高度表是一种以调频连续波体制，以发射和接收信号的频率差来测高的无线电高度表，适合低高度应用，连续波高度表精度高，结构简单，成本低。高度表模拟器是对高度表进行综合性能指标测试的关键设备，可以连续模拟高度表在各种高度、各种反射面环境下的静态或动态回波信号，用于GNC系统试验时配合高度表完成系统试验。现有模拟器首先将高度表发射信号转换为声波，利用声波在声表面波延迟线中的延迟来等效无线电波在空间上的传播延迟，无法模拟高度的连续变化。
发明内容
针对现有技术中的不足，本实用新型提供一种连续波高度表信号模拟装置，结构简单，设计新颖、合理，实现对连续波高度表发射信号的数字延迟，使用方便、效果好。
按照本实用新型所提供的设计方案， 一种连续波高度表信号模拟装置，包含输入接口、下变频、中频滤波模块、中频采样模块、数据存储模块、信号还原模块、上变频和输出接口；其中，输入接口与连续波高度表信号输出端连接；下变频与输入接口连接，用于对接入的信号进行下变频处理，下变频输出端与中频滤波模块连接；中频滤波模块用于对下变频后的信号进行滤波，并将滤波处理后的信号传输至中频采样模块；中频采样模块用于对接收到的信号进行采样处理，并将处理后的信号传输至数据存储模块；数据存储模块用于传输至的信号进行存储，并将存储信号反馈至信号还原模块；信号还原模块用于将反馈至的信号合成中频信号，并反馈至上变频；上变频用于对反馈的信号进行上变频处理，并通过输出接口输出。
上述的，下变频和上变频包含用于信号数据并行传输的I路和Q路。
上述的，所述的中频采样模块采用并行差分输入的单芯片采样模数转换器。
优选的，所述的单芯片采样模数转换器型号为AD9434。
上述的，所述的信号还原模块采用包含低电压差分信号LVDS接口的数模转换器。
优选的，所述的数模转换器包含四线式串行接口。
本实用新型的有益效果：
本实用新型结构简单，设计新颖、合理，通过下变频、中频滤波、中频采样、数据存储、信号还原和上变频中的每个模块之间相互配合，下变频处理后的信号通过滤波、采样和存储后，再对信号进行还原为中频信号，然后经过上变频处理后输出信号，根据延迟需要可通过调整不同的连续波高度表距离对应关系来实现系统所需要的时间延迟，进而实现连续波高度表发射信号的数字延迟，免去使用相应外场试验条件，降低航天检测成本，操作性强、模拟精度高，具有较强的推广应用价值。
附图说明：
图1为本实用新型结构示意图；
图2为实施例中的中频采样模块原理图；
图3为实施例中的信号还原模块原理图。
具体实施方式：
下面结合附图和技术方案对本实用新型作进一步详细的说明，并通过优选的实施例详细说明本实用新型的实施方式，但本实用新型的实施方式并不限于此。
本实施例，参见图1所示，提供一种连续波高度表信号模拟装置，包含输入接口、下变频、中频滤波模块、中频采样模块、数据存储模块、信号还原模块、上变频和输出接口；其中，输入接口与连续波高度表信号输出端连接；下变频与输入接口连接，用于对接入的信号进行下变频处理，下变频输出端与中频滤波模块连接；中频滤波模块用于对下变频后的信号进行滤波，并将滤波处理后的信号传输至中频采样模块；中频采样模块用于对接收到的信号进行采样处理，并将处理后的信号传输至数据存储模块；数据存储模块用于传输至的信号进行存储，并将存储信号反馈至信号还原模块；信号还原模块用于将反馈至的信号合成中频信号，并反馈至上变频；上变频用于对反馈的信号进行上变频处理，并通过输出接口输出。通过下变频、中频滤波、中频采样、数据存储、信号还原和上变频中的每个模块之间相互配合，下变频处理后的信号通过滤波、采样和存储后，再对信号进行还原为中频信号，然后经过上变频处理后输出信号，根据延迟需要可通过调整不同的连续波高度表距离对应关系来实现系统所需要的时间延迟，进而实现连续波高度表发射信号的数字延迟，操作简便，使用效果好。
上述的，下变频和上变频包含用于信号数据并行传输的I路和Q路。上、下变频分别由两路I路和Q路，I路和Q路的相差可设计为PI/2，后续的信号采集同样分为两路。下变频后的瞬时带宽参数可为250MHz。RAM中存储的I路和Q路中频信号经过处理后同样分两路上变频后再经过求和后输出延迟后的载波信号。
上述的，所述的中频采样模块采用并行差分输入的单芯片采样模数转换器。
优选的，所述的单芯片采样模数转换器型号为AD9434。参见图2所示，AD9434具有500MSPs的采样速率，使用LVDS并行接口。AD9434使用并行差分输入，最快可以实现500MHz单次采样。配合FPGA的快速傅里叶变换模块，可以实现250MHz的采样带宽，能够满足高度表120MHz的扫描带宽的要求。AD9434的技术参数如下：信噪比：65dBFS；有效位数：10.5位；无杂散动态范围：-78dBc；出色的线性度。由于频率较高，在PCB设计中，AD9434 数据通讯线需要在ADS中进行信号仿真。
上述的，所述的信号还原模块采用包含低电压差分信号LVDS接口的数模转换器。
优选的，所述的数模转换器包含四线式串行接口。参见图3所示，数模转换器使用AD912。AD9122具有很高的采样率，能够达到1.2GHz。配合AD的高转换率，能够提高系统的带宽。AD9122具有灵活的LVDS接口允许字、字节或半字节加载，提供1200MSPS采样速率，输出经过优化，可以与模拟正交调制器无缝接口。四线式串行端口接口允许对许多内部参数进行编程和回读。满量程输出电流可以在8.7mA至31.7mA范围内进行编程。
本实施例中，中频滤波模块对下变频后的信号进行滤波。中频采样使用高速AD对下变频后的中频信号进行采样，并传入数据存储模块RAM进行存储。信号还原使用高速AD，合成120MHz带宽的中频信号，然后经上变频后输出。数据存储模块通过使用现场可编程门阵列FPGA实现，FPGA在系统中有着重要的作用，通过设计控制单元、移位存储单元、运算单元和滤波单元来实现数据存储、数据延迟、FFT运算、补偿滤波等作用，滤波单元用于对输入数据的进行数字滤波，移位存储单元用于实现数据的存储和距离的延迟，运算单元实现功率计算、FFT转换、DA数据运算，控制单元为运算单元和滤波单元提供控制数据；通过每个模块间的相互配合工作，实现对连续波高度表发射信号的数字延迟，使用效果好。
本实用新型不局限于上述具体实施方式，本领域技术人员还可据此做出多种变化，但任何与本实用新型等同或者类似的变化都应涵盖在本实用新型权利要求的范围内。
Claims (6)
1.一种连续波高度表信号模拟装置，其特征在于，包含输入接口、下变频、中频滤波模块、中频采样模块、数据存储模块、信号还原模块、上变频和输出接口；其中，输入接口与连续波高度表信号输出端连接；下变频与输入接口连接，用于对接入的信号进行下变频处理，下变频输出端与中频滤波模块连接；中频滤波模块用于对下变频后的信号进行滤波，并将滤波处理后的信号传输至中频采样模块；中频采样模块用于对接收到的信号进行采样处理，并将处理后的信号传输至数据存储模块；数据存储模块用于传输至的信号进行存储，并将存储信号反馈至信号还原模块；信号还原模块用于将反馈至的信号合成中频信号，并反馈至上变频；上变频用于对反馈的信号进行上变频处理，并通过输出接口输出。
2.根据权利要求1所述的连续波高度表信号模拟装置，其特征在于，下变频和上变频包含用于信号数据并行传输的I路和Q路。
3.根据权利要求1所述的连续波高度表信号模拟装置，其特征在于，所述的中频采样模块采用并行差分输入的单芯片采样模数转换器。
4.根据权利要求3所述的连续波高度表信号模拟装置，其特征在于，所述的单芯片采样模数转换器型号为AD9434。
5.根据权利要求1所述的连续波高度表信号模拟装置，其特征在于，所述的信号还原模块采用包含低电压差分信号LVDS接口的数模转换器。
6.根据权利要求5所述的连续波高度表信号模拟装置，其特征在于，所述的数模转换器包含四线式串行接口。
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| CN201821208090.3U CN208353335U (zh) | 2018-07-28 | 2018-07-28 | 连续波高度表信号模拟装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111049524A (zh) * | 2019-11-20 | 2020-04-21 | 上海微波技术研究所（中国电子科技集团公司第五十研究所） | 数字化可变高度模拟方法、系统及介质 |
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2018
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| CN111049524B (zh) * | 2019-11-20 | 2023-09-19 | 上海微波技术研究所（中国电子科技集团公司第五十研究所） | 数字化可变高度模拟方法、系统及介质 |
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