CN209132940U

CN209132940U - 一种电磁安全监测预警单元

Info

Publication number: CN209132940U
Application number: CN201821797149.7U
Authority: CN
Inventors: 周光明; 唐晓容
Original assignee: Chengdu Chuangyishitong Technology Co Ltd
Current assignee: Chengdu Chuangyishitong Technology Co Ltd
Priority date: 2018-11-01
Filing date: 2018-11-01
Publication date: 2019-07-19
Anticipated expiration: 2028-11-01

Abstract

本实用新型公开了一种电磁安全监测预警单元，电磁安全监测预警单元负责将监测天线和测向天线输入的射频信号进行放大、变频、滤波转换为标准的中频信号70MHz或76.8MHz，输入至多通道中频处理板。采集处理模块主要进行A/D转换、数字处理及信号解调，并根据控制需求对天线开关矩阵或其他开关进行控制，中频处理板通过LAN口进行控制，并通过任务的不同输出监测任务的IQ数据和测向任务的相位和基线，将数据传输到操作终端计算机采集存储、分析处理。解决了解决传统电磁监测预警装备C/S架构，去掉了嵌入式计算机，改为采集处理模块和接收机模块高效组合，克服了嵌入式计算机的本地控制及数据存储不稳定因素。

Description

一种电磁安全监测预警单元

技术领域

本实用新型涉及无线电监测领域，特别涉及一种电磁安全监测预警单元。

背景技术

无线电频谱资源属于国家所有，是具有重要战略意义的稀缺资源！频谱资源作为实现信息无所不在的重要载体，是构建我国经济社会发展的信息“大动脉”、支撑网络强国和制造强国建设发展的关键要素。电磁频谱安全是推进国家和军队信息化建设，市场潜力巨大。为加快构建泛在高效的信息网络，形成万物互联、人机交互、天地一体的网络空间，支撑新一代信息技术等战略性新兴产业发展，国家战略的实施，迫切需要更多频谱和卫星轨位资源。电磁频谱空间安全形势日趋严峻。随着无线电技术和应用不断发展，无线电网络日益增多，台站数量大规模增长，无线电用频设备数量呈指数级增长态势，电磁频谱空间日益复杂。随着国际战略形势和国家安全环境变化，传统安全威胁和非传统安全威胁相互交织，经济社会发展中利用无线电技术从事违法犯罪的活动日趋多样化，社会影响面广、公众危害性大。无线电安全作为维护国家安全和公共安全的重要因素之一，对夯实国家安全基础，提升广大人民群众安全感的作用日益明显。到2020年，频谱资源的配置更加科学，频谱管理精细高效，台站管理科学规范，技术设施自动智能，安全保障体系完备，军民融合深度发展。

电磁安全监测预警单元作为无线电监测网的重要组成部分。采用先进测向技术和瞬态信号分析技术，能够提供动态、全方位、全天候不间断地进行时域、频域、空域频谱监测与测向，有效覆盖区域内的相应无线电信号、台站相关信息，及时撑握无线电发射源的技术参数、方位、业务用途等，通过相关分析计算、实现监测覆盖区域内频率干扰的预警、发现、分析、确认，提高干扰查找的效率，实现电磁信号监测的自动化、精细化和智能化。

发明内容

本实用新型的目的在于：提供了一种电磁安全监测预警单元，解决了解决传统电磁监测预警装备C/S架构，去掉了嵌入式计算机，改为采集处理模块和接收机模块高效组合，克服了嵌入式计算机的本地控制及数据存储不稳定因素。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种电磁安全监测预警单元，包括一个3U机箱和设置在机箱内的接收机模块、采集处理模块、AC/DC开关电源，所述采集处理模块包括两路信道，第一信道通过串联连接的低噪声放大器LNA1、衰减器ATT1、低噪声放大器LNA2、伯克利封包过滤器BPF1、混合器MIX1、放大器AMP1、伯克利封包过滤器BPF2、混合器MIX2、放大器AMP2、伯克利封包过滤器BPF3、放大器AMP3、衰减器ATT2和模数转换器ADC1连接在FPGA1上，所述FPGA1还通过串联的模数转换器ADC2、对数放大器LogAMP1和双向触发二极管D1 接地，所述混合器MIX1上还连接有锁相环PLL1，混合器MIX2上还连接有锁相环PLL2；第二信道通过串联的低噪声放大器LNA3和伯克利封包过滤器BPF4连接在分配器的输入端上，所述分配器包括两路输出，其中一路输出通过串联的低噪声放大器LNA4、衰减器ATT3、伯克利封包过滤器BPF5、混合器MIX3、放大器AMP4、伯克利封包过滤器BPF6、放大器 AMP5、衰减器ATT4和模数转换器ADC3连接在FPGA2上，所述伯克利封包过滤器BPF6 与放大器AMP5连接的一端还通过对数放大器LogAMP2和模数转换器ADC4连接在 FPGA2上，所述混合器MIX3上还连接有锁相环PLL3，所述分配器的另一路输出通过串联的衰减器ATT5、伯克利封包过滤器BPF7、混合器MIX4、放大器AMP6、伯克利封包过滤器BPF8、放大器AMP7、衰减器ATT6和模数转换器ADC5连接在FPGA2上，所述伯克利封包过滤器BPF8与放大器AMP6连接的一端还通过对数放大器LogAMP3和模数转换器ADC6连接在FPGA2上，所述混合器MIX4上还连接有锁相环PLL4，所述FPGA1和FPGA2 连接在FPGA3上，FPGA3通过LAN口与外部设备连接。

实时监测信号和宽带监测信号分别进入监测接收机的两个信号通道。第一通道为宽带监测通道，通过三次变频将30～3000MHz的宽带信号下变频到中频70MHz。第二通道中频信号经AD采样转换为数字中频信号。再经过FPGA进行数字信号处理输出监测结果数据。

进一步的，所述采集处理模块包括FPGA4和与FPGA4连接的DSP，所述FPGA4和 DSP上均连接有FLASH芯片，所述FPGA4上还设置有扩展接口，所述DSP上还设置有 DDR内存接口和以太网接口，所述FPGA4还通过模数转换器ADC与时钟芯片连接。

电磁安全监测预警单元负责将测向天线输入的射频信号进行放大、变频、滤波转换为标准的中频信号70MHz或76.8MHz，输入至多通道中频处理板。采集处理模块主要进行A/D转换、数字处理及信号解调，并根据控制需求对天线开关矩阵或其他开关进行控制，中频处理板通过LAN口进行控制，并通过任务的不同输出监测任务的IQ数据和测向任务的相位和基线，将数据传输到操作终端计算机采集存储、分析处理。

进一步的，所述采集处理模块上还连接有BDS/GPS模块。支持BDS/GPS、电子罗盘数据采集，通过以太网将有效BDS/GPS数据传输至PC机。

进一步的，所述低噪声放大器LNA1、LNA2采用12dB的低噪声放大器，衰减器ATT1、ATT2采用0-30dB的衰减器，伯克利封包过滤器BPF1采用300-1100MHz的伯克利封包过滤器，伯克利封包过滤器BPF2采用3915-3955MHz的伯克利封包过滤器，伯克利封包过滤器BPF1采用60-80MHz的伯克利封包过滤器。

所述低噪声放大器LNA3采用10dB的低噪声放大器，伯克利封包过滤器BPF4采用850-950MHz的伯克利封包过滤器。

所述所述低噪声放大器LNA4采用12dB的低噪声放大器，衰减器ATT3、ATT4、ATT5、ATT6采用0-30dB的衰减器，伯克利封包过滤器BPF5采用880-894MHz的伯克利封包过滤器，伯克利封包过滤器BPF6、BPF8采用68-72MHz的伯克利封包过滤器，伯克利封包过滤器BPF7采用928-939MHz的伯克利封包过滤器，伯克利封包过滤器BPF8采用 928-939MHz的伯克利封包过滤器。

采用上述参数的预警单元，能够监测频率范围包括：20MHz～3GHz、L频段：1189MHz～ 1226MHz，1250MHz～1287MHz，1553MHz～1610MHz和S频段：2483.5MHz～2500MHz，还可扩展C、X、Ku和Ka波段选件，频率稳定度：≤1×10^-7，扫描速度：≥15GHz/s 在25kHz分辨率下，接收动态范围：≥90dB，增益程控范围：-20dB～30dB，程控步进1dB，程控精度1dB，抗烧毁功率：20dBm，镜频抑制：≥90dB；中频抑制：≥90dB；中频带宽： 25种可选150/300/600Hz/1.5/3/6/9/12/15/30/50/90/120/150/250/300/600/800KHz/1/1.25/1.5/ 2.0/5.0/10.0/20MHz；测向精度：≤1.5°RMS，测向灵敏度：≤10uV/m；最大瞬时带宽： 40MHz；瞬时动态范围：50dB。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型一种电磁安全监测预警单元，结构简单、便携性强、性价格高、增益效果好、重点在于电磁安全监测数据实现高速采集存储回放功能于一体可以远程操控完成。

2.本实用新型一种电磁安全监测预警单元，解决电磁信号安全监测数据的采集、存诸、回放具备远程操控、远程监测数据主/从备份功能，做到对监测区域的电磁信号作全方位、全天候实时不间断地进行时域、频域、空域频谱监测预警、测向定位、信号识别、数据解析、精准分析等

3.本实用新型一种电磁安全监测预警单元，本设计机箱内部电路结构简单，体积小，重量轻，性价比高、功率低、实用可靠等特点；在国外电磁安全监测设备的基础上，改善了本地化计算机操作繁琐、实现电磁信号监测的自动化、精细化和智能化

附图说明

本实用新型将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本实用新型的接收机原理示意图；

图2是本实用新型的采集处理模块原理示意图。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和步骤以外，均可以以任何方式组合。

下面结合图1至图2对本实用新型作详细说明。

实施例1

一种电磁安全监测预警单元，包括一个3U机箱和设置在机箱内的接收机模块、采集处理模块、AC/DC开关电源，所述采集处理模块包括两路信道，第一信道通过串联连接的低噪声放大器LNA1、衰减器ATT1、低噪声放大器LNA2、伯克利封包过滤器BPF1、混合器MIX1、放大器AMP1、伯克利封包过滤器BPF2、混合器MIX2、放大器AMP2、伯克利封包过滤器BPF3、放大器AMP3、衰减器ATT2和模数转换器ADC1连接在FPGA1上，所述FPGA1还通过串联的模数转换器ADC2、对数放大器LogAMP1和双向触发二极管D1 接地，所述混合器MIX1上还连接有锁相环PLL1，混合器MIX2上还连接有锁相环PLL2；第二信道通过串联的低噪声放大器LNA3和伯克利封包过滤器BPF4连接在分配器的输入端上，所述分配器包括两路输出，其中一路输出通过串联的低噪声放大器LNA4、衰减器ATT3、伯克利封包过滤器BPF5、混合器MIX3、放大器AMP4、伯克利封包过滤器BPF6、放大器 AMP5、衰减器ATT4和模数转换器ADC3连接在FPGA2上，所述伯克利封包过滤器BPF6 与放大器AMP5连接的一端还通过对数放大器LogAMP2和模数转换器ADC4连接在 FPGA2上，所述混合器MIX3上还连接有锁相环PLL3，所述分配器的另一路输出通过串联的衰减器ATT5、伯克利封包过滤器BPF7、混合器MIX4、放大器AMP6、伯克利封包过滤器BPF8、放大器AMP7、衰减器ATT6和模数转换器ADC5连接在FPGA2上，所述伯克利封包过滤器BPF8与放大器AMP6连接的一端还通过对数放大器LogAMP3和模数转换器 ADC6连接在FPGA2上，所述混合器MIX4上还连接有锁相环PLL4，所述FPGA1和FPGA2 连接在FPGA3上，FPGA3通过LAN口与外部设备连接。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于，进一步的，所述采集处理模块包括FPGA4和与FPGA4 连接的DSP，所述FPGA4和DSP上均连接有FLASH芯片，所述FPGA4上还设置有扩展接口，所述DSP上还设置有DDR内存接口和以太网接口，所述FPGA4还通过模数转换器 ADC与时钟芯片连接。

以上所述，仅为本实用新型的优选实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本实用新型所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims

1.一种电磁安全监测预警单元，包括一个3U机箱和设置在机箱内的接收机模块、采集处理模块、AC/DC开关电源，其特征在于：所述采集处理模块包括两路信道，第一信道通过串联连接的低噪声放大器LNA1、衰减器ATT1、低噪声放大器LNA2、伯克利封包过滤器BPF1、混合器MIX1、放大器AMP1、伯克利封包过滤器BPF2、混合器MIX2、放大器AMP2、伯克利封包过滤器BPF3、放大器AMP3、衰减器ATT2和模数转换器ADC1连接在FPGA1上，所述FPGA1还通过串联的模数转换器ADC2、对数放大器LogAMP1和双向触发二极管D1接地，所述混合器MIX1上还连接有锁相环PLL1，混合器MIX2上还连接有锁相环PLL2；第二信道通过串联的低噪声放大器LNA3和伯克利封包过滤器BPF4连接在分配器的输入端上，所述分配器包括两路输出，其中一路输出通过串联的低噪声放大器LNA4、衰减器ATT3、伯克利封包过滤器BPF5、混合器MIX3、放大器AMP4、伯克利封包过滤器BPF6、放大器AMP5、衰减器ATT4和模数转换器ADC3连接在FPGA2上，所述伯克利封包过滤器BPF6与放大器AMP5连接的一端还通过对数放大器LogAMP2和模数转换器ADC4连接在FPGA2上，所述混合器MIX3上还连接有锁相环PLL3，所述分配器的另一路输出通过串联的衰减器ATT5、伯克利封包过滤器BPF7、混合器MIX4、放大器AMP6、伯克利封包过滤器BPF8、放大器AMP7、衰减器ATT6和模数转换器ADC5连接在FPGA2上，所述伯克利封包过滤器BPF8与放大器AMP6连接的一端还通过对数放大器LogAMP3和模数转换器ADC6连接在FPGA2上，所述混合器MIX4上还连接有锁相环PLL4，所述FPGA1和FPGA2连接在FPGA3上，FPGA3通过LAN口与外部设备连接。

2.根据权利要求1所述的一种电磁安全监测预警单元，其特征在于：所述采集处理模块包括FPGA4和与FPGA4连接的DSP，所述FPGA4和DSP上均连接有FLASH芯片，所述FPGA4上还设置有扩展接口，所述DSP上还设置有DDR内存接口和以太网接口，所述FPGA4还通过模数转换器ADC与时钟芯片连接。

3.根据权利要求1所述的一种电磁安全监测预警单元，其特征在于：所述采集处理模块上还连接有BDS/GPS模块。

4.根据权利要求1所述的一种电磁安全监测预警单元，其特征在于：所述低噪声放大器LNA1、LNA2采用12dB的低噪声放大器，衰减器ATT1、ATT2采用0-30dB的衰减器，伯克利封包过滤器BPF1采用300-1100MHz的伯克利封包过滤器，伯克利封包过滤器BPF2采用3915-3955MHz的伯克利封包过滤器，伯克利封包过滤器BPF1采用60-80MHz的伯克利封包过滤器。

5.根据权利要求1所述的一种电磁安全监测预警单元，其特征在于：所述低噪声放大器LNA3采用10dB的低噪声放大器，伯克利封包过滤器BPF4采用850-950MHz的伯克利封包过滤器。

6.根据权利要求5所述的一种电磁安全监测预警单元，其特征在于：所述低噪声放大器LNA4采用12dB的低噪声放大器，衰减器ATT3、ATT4、ATT5、ATT6采用0-30dB的衰减器，伯克利封包过滤器BPF5采用880-894MHz的伯克利封包过滤器，伯克利封包过滤器BPF6、BPF8采用68-72MHz的伯克利封包过滤器，伯克利封包过滤器BPF7采用928-939MHz的伯克利封包过滤器，伯克利封包过滤器BPF8采用928-939MHz的伯克利封包过滤器。