CN209488556U - 气象探测系统中的扫频器电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供一种气象探测系统中的扫频器电路。所述扫频电路包括：本振源单元，用于根据微控制单元的控制指令产生不同频率的本振信号；数控衰减器，用于接收耦合信号，根据微控制单元的控制指令对耦合信号进行衰减；射频放大器，用于对数控衰减器的输出信号进行放大；混频器，用于将本振源单元输出的本振信号与射频放大器输出的射频信号进行混频得到中频信号；滤波放大单元，用于对中频信号进行滤波放大得到满足检波器要求的信号；检波器，用于对滤波放大单元的输出信号进行检波输出RSSI电平信号，以使微控制单元根据RSSI电平信号对数控衰减器的衰减倍数进行控制。本实用新型通过数控衰减器对信号强度进行衰减，使测量更加准确。

Description

气象探测系统中的扫频器电路

技术领域

本实用新型实施例涉及气象探测技术领域，尤其涉及一种气象探测系统中的扫频器电路。

背景技术

在气象探测领域，数据的采集是组成气象探测系统的一个重要领域，数据传输的准确性和准时性对于气象探测系统具有极高的要求，为后期的天气预报提供有力的保障。

现有的气象探测系统，一般包括发射机、天线组、合路器和信号接收设备等，其中，信号接收设备用于将发射机依次经过天线组和合路器发送的气象数据进行一定处理，并传输至中心控制台。通常，信号接收设备中可以设有依次连接的耦合器电路、分路器电路、多个接收机电路和微控制单元，另外，为了准确获取无线通信频段范围内的频谱状态，避开干扰频点，信号接收设备还包括扫频器电路。

现有的扫频器电路对输入的耦合信号缺少有效控制，对于信号强度较大的耦合信号进行扫频测量时，会出现测量值饱和的现象，测量不准确。

实用新型内容

针对现有技术问题，本实用新型实施例提供一种气象探测系统中的扫频器电路。

本实用新型实施例提供一种气象探测系统中的扫频器电路，用于根据微控制单元的控制指令对来自耦合器电路的耦合信号在指定频段内进行全频段或者部分频段的场强扫描，并将得到的场强数据发送到所述微控制单元，包括：

本振源单元，用于根据所述微控制单元的控制指令，产生不同频率的本振信号；

数控衰减器，用于接收来自耦合器电路的耦合信号，根据所述微控制单元的控制指令对所述耦合信号进行衰减；

射频放大器，用于对所述数控衰减器的输出信号进行放大；

混频器，用于将所述本振源单元输出的本振信号与所述射频放大器输出的射频信号进行混频，得到中频信号；

滤波放大单元，用于对所述中频信号进行滤波放大，得到满足检波器要求的信号；

检波器，用于对所述滤波放大单元的输出信号进行检波，输出RSSI电平信号，以使所述微控制单元根据所述RSSI电平信号对所述数控衰减器的衰减倍数进行控制。

可选地，所述本振源单元基于锁相环构建，包括：锁相环单元、本振放大器及本振滤波器，其中，所述锁相环单元用于根据所述微控制单元的控制指令，输出不同频率的原始本振信号；所述本振放大器，用于对所述原始本振信号进行放大；所述本振滤波器，用于对所述本振放大器的输出信号进行滤波。

可选地，所述滤波放大单元包括：

第一中频滤波器，用于对所述混频器输出的中频信号进行滤波，滤除包括所述本振源单元输出的本振信号及所述射频放大器输出的射频信号在内的杂波；

第一中频放大器，用于对所述第一中频滤波器的输出信号进行放大；

第二中频滤波器，用于对所述第一中频放大器的输出信号进行滤波，滤除带外信号；

第二中频放大器，用于对所述第二中频滤波器的输出信号进行放大。

可选地，所述第一中频放大器及所述第二中频放大器的放大倍数为20dB。

可选地，所述射频放大器的放大倍数为20dB。

本实用新型提供的扫频器电路，可以应用于高空气象探测无线信号的频率扫描，当耦合信号强度较大时，通过数控衰减器对信号强度进行衰减，避免测量值出现饱和的现象，使测量更加准确。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一个实施例提供的扫频器电路的结构示意图；

图2为本实用新型又一个实施例提供的扫频器电路的结构示意图。

具体实施方式

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。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示出了本实用新型实施例提供一种气象探测系统中的扫频器电路的结构示意图。

本实用新型实施例提供的扫频器电路，用于气象探测系统中根据微控制单元的控制指令对来自耦合器电路的耦合信号在指定频段内进行全频段或者部分频段的场强扫描，并将得到的场强数据发送到微控制单元，400MHz～406MHz为气象专用频段，对400MHz～406MHz频段内6M带宽(全频段)或者1M带宽(部分频段)进行场强扫描测量，如图1所示，扫频器电路20包括：本振源单元21、数控衰减器22、射频放大器23、混频器24、滤波放大单元25以及检波器26，其中，

本振源单元21，用于根据微控制单元30的控制指令，产生不同频率的本振信号(即LO信号)；

数控衰减器22，用于接收来自耦合器电路10的耦合信号，根据微控制单元30的控制指令对耦合信号进行衰减；

射频放大器23，用于对数控衰减器22的输出信号进行放大，输出射频信号(即RF信号)

混频器24，用于将本振源单元21输出的本振信号与射频放大器23输出的射频信号进行混频，得到中频信号(即IF信号)；

滤波放大单元25，用于对中频信号进行滤波放大，得到满足检波器26要求的信号；

检波器26，用于对滤波放大单元25的输出信号进行检波，输出RSSI电平信号。该RSSI(Received Signal Strength Indication，接收的信号强度指示)电平信号输入微控制单元30，以使微控制单元30根据所述RSSI电平信号对数控衰减器22的衰减倍数进行控制。

本实用新型实施例提供的扫频器电路，可以应用于高空气象探测无线信号的频率扫描，当耦合信号强度较大时，通过数控衰减器对信号强度进行衰减，避免测量值出现饱和的现象，使测量更加准确。

图2示出了本实用新型又一实施例提供扫频器电路的结构示意图。

如图2所示，本振源单元21基于锁相环构建，包括：锁相环单元211、本振放大器212及本振滤波器213，其中，锁相环单元211用于根据微控制单元30的控制指令，输出不同频率的原始本振信号；本振放大器212，用于对原始本振信号进行放大；本振滤波器213，用于对本振放大器212的输出信号进行滤波。滤波放大单元25包括：第一中频滤波器251、第一中频放大器252、第二中频滤波器253以及第二中频放大器254，其中，第一中频滤波器251，用于对混频器24输出的中频信号进行滤波，滤除包括本振源单元21输出的本振信号及射频放大器23输出的射频信号在内的杂波；第一中频放大器252，用于对第一中频滤波器251的输出信号进行放大；第二中频滤波器253，用于对第一中频放大器252的输出信号进行滤波，滤除带外信号；第二中频放大器254，用于对第二中频滤波器253的输出信号进行放大。

具体地，上述实施例中的放大器，包括第一中频放大器252、第二中频放大器254以及射频放大器23，它们的放大倍数都为20dB。

基于图2所示的扫频器电路，根据设置的带宽选择对应的扫频步进(即分辨率带宽)，以一个频点的信号强度检测过程为例说明扫频器电路的工作过程。

微控制单元30通过SPI接口将锁相环单元211设置成需要的本振LO(RF-IF)频率；数控衰减器22根据默认设置的衰减倍数对来自耦合器电路10的耦合信号进行衰减，射频放大器23将数控衰减器22的输出信号放大20dB后与设定的本振LO信号经混频器24进行混频，将频率搬移到中频，得到中频IF信号。中频IF信号经过第一中频滤波器251滤除其它频率的信号(包括LO信号，原RF信号及其它频率的信号)，进入第一中频放大器252，放大20dB，进一步通过第二中频滤波器253滤除带外信号，再进入第二中频放大器254，进行中频放大20dB(使信号强度能够满足检波器的动态范围)，最后进入检波器26进行检波，产生RSSI电平。微控制单元30通过AD采集RSSI电平信号强度，对采集到的数据进行处理，如果耦合信号过大，则微控制单元30控制数控衰减器22对耦合信号进行衰减，增加前端的衰减倍数，减去信号放大倍数，得到天线处的信号强度，保存数据。微控制单元30根据扫描范围和扫频步进来顺序更换LO信号的频率，得到全部数据，将全部数据(经过校准的各点的信号强度)进行打包通过串口输出给主控板。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种气象探测系统中的扫频器电路，用于根据微控制单元的控制指令对来自耦合器电路的耦合信号在指定频段内进行全频段或者部分频段的场强扫描，并将得到的场强数据发送到所述微控制单元，其特征在于，包括：

本振源单元，用于根据所述微控制单元的控制指令，产生不同频率的本振信号；

数控衰减器，用于接收来自耦合器电路的耦合信号，根据所述微控制单元的控制指令对所述耦合信号进行衰减；

射频放大器，用于对所述数控衰减器的输出信号进行放大；

混频器，用于将所述本振源单元输出的本振信号与所述射频放大器输出的射频信号进行混频，得到中频信号；

滤波放大单元，用于对所述中频信号进行滤波放大，得到满足检波器要求的信号；

检波器，用于对所述滤波放大单元的输出信号进行检波，输出RSSI电平信号，以使所述微控制单元根据所述RSSI电平信号对所述数控衰减器的衰减倍数进行控制。

2.根据权利要求1所述的气象探测系统中的扫频器电路，其特征在于，所述本振源单元基于锁相环构建，包括：锁相环单元、本振放大器及本振滤波器，其中，所述锁相环单元用于根据所述微控制单元的控制指令，输出不同频率的原始本振信号；所述本振放大器，用于对所述原始本振信号进行放大；所述本振滤波器，用于对所述本振放大器的输出信号进行滤波。

3.根据权利要求1所述的气象探测系统中的扫频器电路，其特征在于，所述滤波放大单元包括：

第一中频滤波器，用于对所述混频器输出的中频信号进行滤波，滤除包括所述本振源单元输出的本振信号及所述射频放大器输出的射频信号在内的杂波；

第一中频放大器，用于对所述第一中频滤波器的输出信号进行放大；

第二中频滤波器，用于对所述第一中频放大器的输出信号进行滤波，滤除带外信号；

第二中频放大器，用于对所述第二中频滤波器的输出信号进行放大。

4.根据权利要求3所述的气象探测系统中的扫频器电路，其特征在于，所述第一中频放大器及所述第二中频放大器的放大倍数为20dB。

5.根据权利要求1所述的气象探测系统中的扫频器电路，其特征在于，所述射频放大器的放大倍数为20dB。

6.根据权利要求1所述的气象探测系统中的扫频器电路，其特征在于，所述指定频段为400MHz～406MHz。