CN211981871U - 一种l频段卫星信号处理集成板卡及便携式l频段卫星信号处理设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种L频段卫星信号处理集成板卡及便携式L频段卫星信号处理设备，所述板卡包括：天线、电源单元、时钟单元、双路ADC单元和信号处理单元；所述电源单元，用于为板卡上的各单元输出工作电压，还用于给天线供电；所述时钟单元，用于为双路ADC单元和信号处理单元提供统一的授时信号；所述双路ADC单元，用于一路采集L频段卫星下行模拟信号，转换为数字信号后发送至信号处理单元；另一路采集L频段地面站上行模拟，转换为数字信号后发送至信号处理单元；所述信号处理单元，用于对双路ADC单元发送的数字信号进行处理。本实用新型的L频段卫星信号处理集成板卡，结构合理；具有高度的灵活性和开放性。

Description

一种L频段卫星信号处理集成板卡及便携式L频段卫星信号处 理设备

技术领域

本实用新型涉及卫星信号处理领域，特别涉及一种L频段卫星信号处理集成板卡及便携式L频段卫星信号处理设备。

背景技术

卫星移动通信具有覆盖区域大、通信距离远、应用范围广、通信机动灵活、线路稳定可靠等优点，已成为通信业务的一个重要发展方向。L频段具有频率高、频带宽的特点，被广泛用于数字信号广播、卫星导航系统等。根据IEEE 521-2002标准，L波段是指频率在1-2GHz的无线电波波段，北约的L波段则指40-60GHz(波长 7.50-5.00mm)，以上波段均属于毫米波。对L频段的信号的接收、解调等需要高性能的硬件平台。

现有的技术方案中，卫星信号处理系统包括三个分立的功能模块：卫星信号接收与信号解调模块、卫星信号解码与解译模块和显控模块，在硬件组成上表现为多个独立的硬件板卡，板卡之间通过数据总线等方式连接。

现有的技术方案中，数据采集需要三个单元实现：下变频单元，ADC单元和授时单元。其中，下变频单元的输入信号为L频段卫星信号，并实现从L频段的射频信号到中频(70MHz/140MHz)的变频；ADC单元对下变频单元传入的中频信号进行采样、量化和编码后，转换成数字信号；在ADC单元中，需要用到高精度时钟信号用来作为系统采集时钟，需要1PPS秒脉冲对ADC采集数据进行时间戳插入；另外，各分立的硬件板卡中的处理器(如FPGA)需要提供统一的高稳时钟，为了提高系统的时钟性能，一般采用高精度的外接时统设备。

综上所述，卫星信号处理系统的各个模块分开，导致系统展开及操作均不方便。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述技术问题，提供了一个L频段卫星信号处理集成板卡及便携式L频段卫星信号处理设备。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种L频段卫星信号处理集成板卡，所述板卡包括：天线、电源单元、时钟单元、双路ADC单元和信号处理单元；

所述电源单元，用于为板卡上的各单元输出工作电压，还用于给天线供电；

所述时钟单元，用于为双路ADC单元和信号处理单元提供统一的授时信号；

所述双路ADC单元，用于一路采集L频段卫星下行模拟信号，转换为数字信号后发送至信号处理单元；另一路采集L频段地面站上行模拟，转换为数字信号后发送至信号处理单元；

所述信号处理单元，用于对双路ADC单元发送的数字信号进行处理。

作为上述装置的一种改进，所述电源单元输出的工作电压为12V。

作为上述装置的一种改进，所述时钟单元包括：GPS/BD授时芯片。

作为上述装置的一种改进，所述信号处理单元包括：MPSoC(多核嵌入式系统) 处理器。

本实用新型还提供了一种便携式L频段卫星信号处理设备，所述设备包括：机箱和显示屏，所述机箱包括机身和上盖板，所述板卡安装在机身中，所述显示屏嵌入上盖板中。

本实用新型具有如下有益效果：

1、本实用新型设计的L频段卫星信号处理集成板卡，结构合理；具有高度的灵活性和开放性；

2、本实用新型的便携式设备具有易于携带、方便操作和设备功耗低的优点。

附图说明

图1为本实用新型的实施例1的L频段卫星信号处理集成板卡的组成框图；

图2为本实用新型的实施例2的便携式L频段卫星信号处理设备的组成图。

附图标识

1、机箱 2、显示器

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚，以下结合附图及实施方式，对本实用新型进行进一步详细说明。

如图1所示，本实用新型的实施例1提供了一种L频段卫星信号处理集成板卡，包括电源单元、高稳时钟、双路ADC单元和信号处理单元；所有单元集成在一块板卡上。

(1)电源单元：

电源单元输出12V的工作电压，除了供给设备本身的各个元器件使用，还作为馈电供天线使用，此外，电源单元具有充电功能。

(2)高稳时钟

板卡上集成了基于GPS/BD授时芯片的高稳时钟，为双路ADC单元和信号处理单元提供统一的授时信号，不需要外部提供1PPS秒脉冲的时统设备。

(3)双路ADC单元

双路ADC(Analog-to-digital converter，模拟数字转换器)单元实现L频段卫星下行信号和L频段地面站上行信号的采集和模数转换。由于ADRV9009具有灵活的外部增益控制模式，且在动态设置系统级增益方面具有极大的灵活性，采样率最高可达6GHz，满足L频段信号采样率要求。

双路ADC单元采用了基于ADRV9009的解决方案，基于单芯片解决方案可替代多个分立器件，降低设计复杂性同时缩短产品上市时间。

相比现有技术的解决方案，本实用新型采用基于ADRV9009的解决方案，接收到的L频段卫星信号通过具有固有抗混叠特性的一组四个高动态范围、连续时间Σ- ΔADC实现数字化，相比传统的中频(IF)接收器时，直接变频架构组合不会出现带外镜像混频或缺少混叠，可降低对RF(射频)滤波器的要求。

另外，由于仅用一块基于ADRV9009的板卡替代了下变频单元，ADC单元和授时单元，简化了整个设备的结构，降低了设备的功耗。

ADRV9009可实现两路信号采集处理，本实用新型中，两路输入信号分别接入地面站上行信号和卫星下行信号，实现整个链路的信号处理。

(3)信号处理单元

信号处理单元的处理器为MPSoC(Multiprocessor-systems-on-chip，多核嵌入式系统)。

在MPSoC的PL(Programable Logic)侧，完成解扩、解调、解码和译码功能：在伪随机码同步的情况下，通过对双路ADC单元信号互相关处理，恢复信息，并获得信号处理增益，然后把位于载波附近携带有用信息的频谱搬移到基带中，用相应的滤波器滤出基带信号，完成解调任务。设备可完成π/4-CQPSK、π/4-CBPSK、Dual Chirp等调制方式的解调。将解调后的数据解译语音或者文字信息，设备能完成支持 1/2、3/4、5/8等编码方式的解码，这些处理采用的都是现有技术的算法。在MPSoC 的PS(Processing System)侧，完成显控功能，显示星座图、解译后的数据，以及对信号处理过程进行配置。

优选地，信号处理单元的处理器选择Xilinx公司的Zynq-7000器件，该器件是xilinx公司推出的新一代集成SOC，与ZYNQ相比，明显的变化是集成4CORE A53/2 core R5等，覆盖了各种高端应用场合；MPSoC的PS(Processing System)侧的操作系统为LINUX。

实施例2

如图2所示，本实用新型的实施例2提供了一种便携式L频段卫星信号处理设备，整个设备为便携式一体机。机箱1由机身和上盖板组成，上述板卡安装到机身中，显示器2嵌入到机箱上盖板中。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种L频段卫星信号处理集成板卡，其特征在于，所述板卡包括：天线、电源单元、时钟单元、双路ADC单元和信号处理单元；

所述电源单元，用于为板卡上的各单元输出工作电压，还用于给天线供电；

所述时钟单元，用于为双路ADC单元和信号处理单元提供统一的授时信号；

所述双路ADC单元，用于一路采集L频段卫星下行模拟信号，转换为数字信号后发送至信号处理单元；另一路采集L频段地面站上行模拟，转换为数字信号后发送至信号处理单元；

所述信号处理单元，用于对双路ADC单元发送的数字信号进行处理。

2.根据权利要求1所述的L频段卫星信号处理集成板卡，其特征在于，所述电源单元输出的工作电压为12V。

3.根据权利要求1所述的L频段卫星信号处理集成板卡，其特征在于，所述时钟单元包括：GPS/BD授时芯片。

4.根据权利要求1所述的L频段卫星信号处理集成板卡，其特征在于，所述信号处理单元包括：多核嵌入式系统(MPSoC)处理器。

5.一种便携式L频段卫星信号处理设备，其特征在于，所述设备包括：机箱和显示屏，所述机箱包括机身和上盖板，所述权利要求1-4之一的板卡安装在机身中，所述显示屏嵌入上盖板中。

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