一種雙通道短波信號(hào)分集接收系統(tǒng)及其接收方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于分集接收【技術(shù)領(lǐng)域】，公開了一種雙通道短波信號(hào)分集接收系統(tǒng)及其接收方法。該雙通道短波信號(hào)分集接收系統(tǒng)包括：第1接收天線、第2接收天線、雙通道接收機(jī)；雙通道接收機(jī)分別電連接第1接收天線和第2接收天線；雙通道接收機(jī)包括：依次電連接的雙通道信號(hào)處理模塊、雙通道數(shù)據(jù)處理器、CPCI計(jì)算機(jī)；雙通道信號(hào)處理模塊包括第i單通道信號(hào)處理模塊，i取1和2；第i接收天線電連接第i單通道信號(hào)處理模塊；雙通道數(shù)據(jù)處理器包括第i單通道數(shù)據(jù)處理器；CPCI計(jì)算機(jī)分別電連接第1單通道數(shù)據(jù)處理器和第2單通道數(shù)據(jù)處理器；雙通道短波信號(hào)分集接收系統(tǒng)還包括：數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，CPCI計(jì)算機(jī)的輸出端電連接數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的輸入端。
【專利說明】一種雙通道短波信號(hào)分集接收系統(tǒng)及其接收方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于分集接收【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種雙通道短波信號(hào)分集接收系統(tǒng)及其接收方法。
【背景技術(shù)】
[0002]無線通信中信號(hào)衰落是影響通信質(zhì)量的主要因素之一。其中的快衰落深度可達(dá)30?40dB，如果想利用加大發(fā)射功率、增加天線尺寸和高度等方法來克服這種深衰落是不現(xiàn)實(shí)的，而且會(huì)造成對(duì)其它電臺(tái)的干擾。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提出一種雙通道短波信號(hào)分集接收系統(tǒng)及其接收方法。該雙通道短波信號(hào)分集接收系統(tǒng)通過分集接收技術(shù)減輕信道衰落的影響，獲得分集增益，能增加接收靈敏度。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。
[0005]技術(shù)方案一:
[0006]一種雙通道短波信號(hào)分集接收系統(tǒng)，其特征在于，包括:用于接收同一射頻信號(hào)的第I接收天線和第2接收天線，還包括雙通道接收機(jī)；所述雙通道接收機(jī)的輸入端分別電連接第I接收天線和第2接收天線；
[0007]所述雙通道接收機(jī)包括:依次電連接的雙通道信號(hào)處理模塊、雙通道數(shù)據(jù)處理器；所述雙通道信號(hào)處理模塊包括用于對(duì)來自第i接收天線的射頻信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、混頻處理的第i單通道信號(hào)處理模塊，i取I和2 ;所述第i接收天線電連接第i單通道信號(hào)處理模塊的輸入端；所述雙通道數(shù)據(jù)處理器包括用于對(duì)來自第i單通道信號(hào)處理模塊的信號(hào)依次進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換、下變頻的第i單通道數(shù)據(jù)處理器；所述雙通道接收機(jī)還包括:用于對(duì)來自第i單通道數(shù)據(jù)處理器的信號(hào)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換的CPCI計(jì)算機(jī)，所述CPCI計(jì)算機(jī)分別電連接第I單通道數(shù)據(jù)處理器的輸出端和第2單通道數(shù)據(jù)處理器的輸出端；
[0008]所述雙通道短波信號(hào)分集接收系統(tǒng)還包括:用于對(duì)來自CPCI計(jì)算機(jī)的兩路數(shù)據(jù)進(jìn)行合并的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，所述CPCI計(jì)算機(jī)的輸出端電連接數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的輸入端。
[0009]本技術(shù)方案的特點(diǎn)和進(jìn)一步改進(jìn)在于:
[0010]所述第i單通道信號(hào)處理模塊包括:射頻處理電路、第一混頻器、第一中頻處理電路、第二混頻器、第二中頻處理電路；所述射頻處理電路的輸出端電連接第一混頻器的射頻輸入端，所述第一混頻器的中頻輸出端電連接第一中頻處理電路的輸入端，所述第一中頻處理電路的輸出端電連接第二混頻器的中頻輸入端，所述第二混頻器的中頻輸出端電連接第二中頻處理電路的輸入端，所述第二中頻處理電路的輸出端電連接第i單通道數(shù)據(jù)處理器的輸入端；
[0011]所述雙通道接收機(jī)包括:用于產(chǎn)生第一本振信號(hào)和第二本振信號(hào)的頻率合成器，所述頻率合成器的第一本振信號(hào)輸出端分別電連接第I單通道信號(hào)處理模塊的第一混頻器的本振輸入端、以及第2單通道信號(hào)處理模塊的第一混頻器的本振輸入端；所述頻率合成器的第二本振信號(hào)輸出端分別電連接第I單通道信號(hào)處理模塊的第二混頻器的本振輸入端、以及第2單通道信號(hào)處理模塊的第二混頻器的本振輸入端；
[0012]在所述第i單通道信號(hào)處理模塊中，所述射頻處理電路為用于對(duì)來自第i接收天線的射頻信號(hào)進(jìn)行放大、濾波處理的射頻信號(hào)處理電路，所述第一中頻處理電路為用于對(duì)來自第一混頻器的中頻信號(hào)進(jìn)行放大、濾波處理的中頻信號(hào)處理電路，所述第二中頻處理電路為用于對(duì)來自第二混頻器的中頻信號(hào)進(jìn)行放大、濾波處理的中頻信號(hào)處理電路。所述頻率合成器包括晶體振蕩器、直接數(shù)字式頻率合成器、鑒頻鑒相器、電荷泵、本振信號(hào)放大器、鎖相環(huán)電路，所述晶體振蕩器電連接有分頻器，所述分頻器的輸出端電連接鑒頻鑒相器的一個(gè)輸入端，所述直接數(shù)字式頻率合成器的輸出端電連接鑒頻鑒相器的另一個(gè)輸入端，所述電荷泵的兩個(gè)輸入端對(duì)應(yīng)電連接鑒頻鑒相器的兩個(gè)輸出端，所述電荷泵的輸出端電連接有第一環(huán)路濾波器，所述第一環(huán)路濾波器的輸出端電連接有第一壓控振蕩器，所述第一壓控振蕩器的輸出端分別電連接直接數(shù)字式頻率合成器的輸入端和本振信號(hào)放大器的輸入端，所述本振信號(hào)放大器的輸出端分別電連接第I單通道信號(hào)處理模塊的第一混頻器的本振輸入端、以及第2單通道信號(hào)處理模塊的第一混頻器的本振輸入端；所述晶體振蕩器電連接鎖相環(huán)電路的一個(gè)輸入端，所述鎖相環(huán)電路的輸出端電連接有第二環(huán)路濾波器，所述第二環(huán)路濾波器的輸出端電連接有第二壓控振蕩器、所述第二壓控振蕩器的輸出端分別 電連接鎖相環(huán)電路的另一個(gè)輸入端、第I單通道信號(hào)處理模塊的第二混頻器的本振輸入端、以及第2單通道信號(hào)處理模塊的第二混頻器的本振輸入端；所述CPCI計(jì)算機(jī)的控制信號(hào)輸出端分別電連接鎖相環(huán)電路的控制端以及直接數(shù)字式頻率合成器的控制端。
[0013]所述雙通道接收機(jī)還包括:用于對(duì)來自第I接收天線的射頻信號(hào)進(jìn)行帶通濾波的第I單通道濾波模塊、以及用于對(duì)來自第2接收天線的射頻信號(hào)進(jìn)行帶通濾波的第2單通道濾波模塊；所述第i單通道濾波模塊串接在第i接收天線和第i單通道信號(hào)處理模塊之間。
[0014]所述第i單通道數(shù)據(jù)處理器包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器、以及對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行下變頻處理的FPGA，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端電連接第i單通道信號(hào)處理模塊的輸出端，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端電連接FPGA的輸入端，所述FPGA的輸出端電連接CPCI計(jì)算機(jī)的輸入端。
[0015]技術(shù)方案二:
[0016]一種雙通道分集接收方法，基于上述一種雙通道短波信號(hào)分集接收系統(tǒng)，其特征在于，包括以下步驟:
[0017]S1:第I接收天線和第2接收天線接收同一射頻信號(hào)，第i接收天線將接收到的射頻信號(hào)傳輸至第i單通道信號(hào)處理模塊；
[0018]S2 --第i單通道信號(hào)處理模塊對(duì)射頻信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、混頻處理，將處理后的信號(hào)發(fā)送至第i單通道數(shù)據(jù)處理器；
[0019]S3 --第i單通道數(shù)據(jù)處理器依次對(duì)接收到信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換和下變頻處理，生成數(shù)字基帶信號(hào)，然后將數(shù)字基帶信號(hào)發(fā)送至CPCI計(jì)算機(jī)；
[0020]S4:所述CPCI計(jì)算機(jī)對(duì)來自第i單通道數(shù)據(jù)處理器數(shù)字基帶信號(hào)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，將格式轉(zhuǎn)換后的信號(hào)發(fā)送至數(shù)據(jù)庫服務(wù)器；[0021]S5:所述數(shù)據(jù)庫服務(wù)器對(duì)兩路格式轉(zhuǎn)換后的信號(hào)進(jìn)行合并。
[0022]本技術(shù)方案的特點(diǎn)和進(jìn)一步改進(jìn)在于:
[0023]在步驟S2中，頻率合成器產(chǎn)生第一本振信號(hào)和第二本振信號(hào)，將第一本振信號(hào)分別發(fā)送至第I單通道信號(hào)處理模塊的第一混頻器的本振輸入端、以及第2單通道信號(hào)處理模塊的第一混頻器的本振輸入端；頻率合成器將第二本振信號(hào)分別發(fā)送至第I單通道信號(hào)處理模塊的第二混頻器的本振輸入端、以及第2單通道信號(hào)處理模塊的第二混頻器的本振輸入端；
[0024]在步驟S2中，在所述第i單通道信號(hào)處理模塊中，所述射頻處理電路對(duì)第i接收天線的射頻信號(hào)進(jìn)行放大、濾波處理，將處理后的射頻信號(hào)發(fā)送至第一混頻器的射頻輸入端；第一混頻器對(duì)收到的信號(hào)進(jìn)行混頻處理，將生成的中頻信號(hào)發(fā)送至第一中頻處理電路；第一中頻處理電路對(duì)所述中頻信號(hào)進(jìn)行放大、濾波處理，將處理后的信號(hào)發(fā)送至第二混頻器；第二混頻器對(duì)收到的信號(hào)進(jìn)行混頻處理，將處理后的信號(hào)發(fā)送至第二中頻處理電路；第二中頻處理電路對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行放大、濾波處理，將處理后的信號(hào)發(fā)送至第i單通道數(shù)據(jù)處理器。
[0025]在步驟S2中，晶體振蕩器將標(biāo)準(zhǔn)頻率信號(hào)分別發(fā)送至分頻器和鎖相環(huán)電路，分頻器對(duì)標(biāo)準(zhǔn)頻率信號(hào)進(jìn)行分頻，將分頻后的信號(hào)發(fā)送至鑒頻鑒相器；第一壓控振蕩器輸出的信號(hào)經(jīng)直接數(shù)字式頻率合成器分頻后，被發(fā)送至鑒頻鑒相器；鑒頻鑒相器對(duì)經(jīng)分頻器分頻后的信號(hào)、以及經(jīng)直接數(shù)字式頻率合成器分頻后的信號(hào)進(jìn)行相位比較，生成一本振相位誤差信號(hào)，一本振相位誤差信號(hào)經(jīng)電荷泵后轉(zhuǎn)變?yōu)橐槐菊耠妷赫`差信號(hào)；所述一本振電壓誤差信號(hào)經(jīng)第一環(huán)路濾波器濾波后，形成第一壓控振蕩器的控制電壓信號(hào)，所述第一壓控振蕩器的控制電壓信號(hào)改變并鎖定第一壓控振蕩器輸出的信號(hào)的頻率，然后，第一壓控振蕩器輸出的信號(hào)經(jīng)過放大處理后輸出；在直接數(shù)字式頻率合成器對(duì)信號(hào)進(jìn)行分頻的過程中，CPCI計(jì)算機(jī)向直接數(shù)字式頻率合成器發(fā)送對(duì)應(yīng)的分頻控制信號(hào)，控制對(duì)應(yīng)的分頻倍率；
[0026]在步驟S2中，鎖相環(huán)電路對(duì)標(biāo)準(zhǔn)頻率信號(hào)分頻后產(chǎn)生鑒相基準(zhǔn)頻率信號(hào)，第二壓控振蕩器輸出的信號(hào)經(jīng)鎖相環(huán)電路分頻后產(chǎn)生鑒相比較頻率信號(hào)；鎖相環(huán)電路對(duì)鑒相基準(zhǔn)頻率信號(hào)和鑒相比較頻率信號(hào)進(jìn)行相位比較，生成二本振相位誤差信號(hào)，然后將二本振相位誤差信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槎菊耠妷赫`差信號(hào)；所述二本振電壓誤差信號(hào)經(jīng)第二環(huán)路濾波器濾波后，形成第二壓控振蕩器的控制電壓信號(hào)，所述第二壓控振蕩器的控制電壓信號(hào)改變并鎖定第二壓控振蕩器輸出的信號(hào)的頻率，然后，第二壓控振蕩器輸出的信號(hào)經(jīng)過射極跟隨器后輸出；在鎖相環(huán)電路對(duì)第二壓控振蕩器輸出的信號(hào)進(jìn)行分頻的過程中，CPCI計(jì)算機(jī)向鎖相環(huán)電路發(fā)送對(duì)應(yīng)的分頻控制信號(hào)，控制對(duì)應(yīng)的分頻倍率。
[0027]在步驟SI之后，第i單通道濾波模塊對(duì)來自第i接收天線的射頻信號(hào)進(jìn)行帶通濾波，將濾波后的信號(hào)發(fā)送至第i單通道信號(hào)處理模塊。
[0028]在步驟S3中，模數(shù)轉(zhuǎn)換器對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，將生成的數(shù)字信號(hào)發(fā)送至FPGA，F(xiàn)PGA對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行下變頻處理，生成數(shù)字基帶信號(hào)，然后將數(shù)字基帶信號(hào)發(fā)送至CPCI計(jì)算機(jī)。
[0029]本發(fā)明的有益效果為:通過分集接收技術(shù)減輕信道衰落的影響，獲得分集增益，能更正確的恢復(fù)出原發(fā)送信號(hào)，增加接收靈敏度，提高通信效果?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0030]圖1為本發(fā)明的一種雙通道短波信號(hào)分集接收系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖2為本發(fā)明的一種雙通道短波信號(hào)分集接收系統(tǒng)的雙通道接收機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖3為本發(fā)明的一種雙通道短波信號(hào)分集接收系統(tǒng)的雙通道濾波模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖4為本發(fā)明的一種雙通道短波信號(hào)分集接收系統(tǒng)的第I單通道濾波模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖5為本發(fā)明的一種雙通道短波信號(hào)分集接收系統(tǒng)的第I單通道信號(hào)處理模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖6為本發(fā)明的一種雙通道短波信號(hào)分集接收系統(tǒng)的頻率合成器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖7為本發(fā)明的一種雙通道短波信號(hào)分集接收系統(tǒng)的第I單通道數(shù)據(jù)處理器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖8為本發(fā)明的一種雙通道接收機(jī)的電源模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
[0039]參照?qǐng)D1，為本發(fā)明的一種雙通道短波信號(hào)分集接收系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。該雙通道短波信號(hào)分集接收系統(tǒng)包括兩個(gè)相同的接收天線、雙通道接收機(jī)、局域網(wǎng)和數(shù)據(jù)庫。兩個(gè)相同的接收天線為第I接收天線I和第2接收天線2，這兩個(gè)接收天線用于接收同一射頻信號(hào)，這兩個(gè)接收天線的間距大于0.61 λ，λ為需要接收的射頻信號(hào)的波長(zhǎng)。優(yōu)選地，兩個(gè)接收天線的間距在1/4 λ的奇數(shù)倍附近，例如，兩個(gè)接收天線的間距在η*1/4 λ *95%到η*1/4 λ *105%之間，其中，η為大于I的奇數(shù)。第I接收天線I和第2接收天線2還各自設(shè)有對(duì)應(yīng)的天線調(diào)諧器。雙通道接收機(jī)的兩個(gè)輸入端對(duì)應(yīng)連接這兩個(gè)接收天線，這兩個(gè)接收天線各自獨(dú)立地接收同一射頻信號(hào)，將接收的射頻信號(hào)發(fā)送至雙通道接收機(jī)，雙通道接收機(jī)通過局域網(wǎng)連接數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，雙通道接收機(jī)對(duì)射頻信號(hào)進(jìn)行處理，將處理后的信號(hào)通過局域網(wǎng)發(fā)送至數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行合并處理。本發(fā)明實(shí)施例中，上述局域網(wǎng)，指在某一區(qū)域內(nèi)將各種計(jì)算機(jī)、外部設(shè)備和數(shù)據(jù)庫等互相聯(lián)接起來組成的計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)。網(wǎng)內(nèi)各計(jì)算機(jī)、外部設(shè)備和數(shù)據(jù)庫有獨(dú)立的IP地址，可相互間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和處理。局域網(wǎng)時(shí)統(tǒng)軟件借助外部時(shí)統(tǒng)服務(wù)器對(duì)接收設(shè)備的計(jì)算機(jī)精確授時(shí)。上述數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，是指按照數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來組織、存儲(chǔ)和管理數(shù)據(jù)的倉庫。用戶可以對(duì)數(shù)據(jù)庫文件中的文件數(shù)據(jù)進(jìn)行新增、截取、更新、刪除等操作。用戶自己選定和架設(shè)接收天線，組建局域網(wǎng)和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。
[0040]參照?qǐng)D2，為本發(fā)明的一種雙通道短波信號(hào)分集接收系統(tǒng)的雙通道接收機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。參照?qǐng)D3，為本發(fā)明的一種雙通道短波信號(hào)分集接收系統(tǒng)的雙通道濾波模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。該雙通道接收機(jī)包括依次電連接的雙通道濾波模塊、雙通道信號(hào)處理模塊、雙通道數(shù)據(jù)處理器、以及CPCI計(jì)算機(jī)。其中，雙通道濾波模塊包括第I單通道濾波模塊、以及第2單通道濾波模塊，第I單通道濾波模塊的輸入端電連接第I接收天線(例如通過射頻電纜實(shí)現(xiàn)第I單通道濾波模塊和第I接收天線的電連接)，第2單通道濾波模塊的輸入端電連接第2接收天線(例如通過射頻電纜實(shí)現(xiàn)第2單通道濾波模塊和第2接收天線的電連接)。第I單通道濾波模塊用于對(duì)來自第I接收天線的射頻信號(hào)進(jìn)行帶通濾波，濾除射頻信號(hào)中的無用分量，第2單通道濾波模塊用于對(duì)來自第2接收天線的射頻信號(hào)進(jìn)行帶通濾波，濾除射頻信號(hào)中的無用分量。
[0041 ] 上述雙通道信號(hào)處理模塊包括第I單通道信號(hào)處理模塊和第2單通道信號(hào)處理模塊。第I單通道信號(hào)處理模塊的輸入端電連接第I單通道濾波模塊的輸出端，用于對(duì)第I單通道濾波模塊輸出的射頻信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、混頻處理(要進(jìn)行兩次混頻處理)，生成中頻信號(hào)(模擬信號(hào))。第2單通道信號(hào)處理模塊的輸入端電連接第2單通道濾波模塊的輸出端，用于對(duì)第2單通道濾波模塊輸出的射頻信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、混頻處理(要進(jìn)行兩次混頻處理)，生成中頻信號(hào)(模擬信號(hào))。
[0042]上述雙通道數(shù)據(jù)處理器包括第I單通道數(shù)據(jù)處理器和第2單通道數(shù)據(jù)處理器。其中，第I單通道數(shù)據(jù)處理器的輸入端電連接第I單通道信號(hào)處理模塊的輸出端，第I單通道數(shù)據(jù)處理器首先對(duì)第I單通道信號(hào)處理模塊輸出的中頻信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，然后對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行下變頻處理(數(shù)字下變頻處理)，生成數(shù)字基帶信號(hào)。第2單通道數(shù)據(jù)處理器的輸入端電連接第2單通道信號(hào)處理模塊的輸出端，第2單通道數(shù)據(jù)處理器首先對(duì)第2單通道信號(hào)處理模塊輸出的中頻信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，然后對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行下變頻處理(數(shù)字下變頻處理)，生成數(shù)字基帶信號(hào)。
[0043]上述CPCI計(jì)算機(jī)分別電連接第I單通道數(shù)據(jù)處理器的輸出端和第2單通道數(shù)據(jù)處理器的輸出端，第I單通道數(shù)據(jù)處理器和第2單通道數(shù)據(jù)處理器分別將下變頻處理后的信號(hào)發(fā)送至CPCI計(jì)算機(jī)，CPCI計(jì)算機(jī)分別對(duì)這兩路信號(hào)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換(轉(zhuǎn)換為符合標(biāo)準(zhǔn)PCI規(guī)范的格式)。CPCI計(jì)算機(jī)將格式轉(zhuǎn)換后的信號(hào)通過局域網(wǎng)發(fā)送至數(shù)據(jù)庫服務(wù)器(通過Tcp/ip 協(xié)議)。
[0044]本發(fā)明實(shí)施例中，CPCI計(jì)算機(jī)包括主CPU板卡、I/O板卡、PCI接口板卡、電源板卡和背板，四種板卡通過背板完成各板卡的數(shù)據(jù)總線、控制信令、電源等的連接。CPCI計(jì)算機(jī)是一種基于標(biāo)準(zhǔn)PCI總線規(guī)格的加固型高性能工業(yè)計(jì)算機(jī)架構(gòu)。其主要核心涉及三種重要技術(shù):PCI局域總線、歐羅卡結(jié)構(gòu)和密封針槽接口，其優(yōu)點(diǎn)是可維護(hù)性好、抗振抗沖擊、通風(fēng)散熱好并支持熱插拔。其中，主CPU板卡主要提供軟件運(yùn)行環(huán)境，同時(shí)提供計(jì)算機(jī)所需要的各種接口，板內(nèi)硬盤可提供系統(tǒng)各種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)；1/0板卡完成計(jì)算機(jī)與接收機(jī)之間進(jìn)行控制及檢測(cè)信息交互，電源板卡提供計(jì)算機(jī)各板卡工作所需要的各種電源電壓；PCI接口板卡用于將從雙通道數(shù)據(jù)處理器通過傳輸電纜送來的雙路數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)PCI格式以供計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。本發(fā)明實(shí)施例中，雙通道接收機(jī)中還設(shè)置有上位機(jī)，CPCI計(jì)算機(jī)通過I/o板卡、數(shù)據(jù)線電連接上位機(jī)，CPCI計(jì)算機(jī)可以通過I/O板卡上報(bào)故障信息給上位機(jī)，反過來也可以接收上位機(jī)指令，在接收到上位機(jī)指令后，對(duì)雙通道接收機(jī)進(jìn)行對(duì)應(yīng)的控制，CPCI計(jì)算機(jī)還可以接收局域網(wǎng)時(shí)統(tǒng)軟件對(duì)接收設(shè)備的計(jì)算機(jī)精確授時(shí)。
[0045]參照?qǐng)D3，為本發(fā)明的一種雙通道短波信號(hào)分集接收系統(tǒng)的雙通道濾波模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，第I單通道濾波模塊和第2單通道濾波模塊均采用LC帶通濾波器實(shí)現(xiàn)濾波，LC帶通濾波網(wǎng)絡(luò)具有插入損耗小，過渡帶窄矩形系數(shù)好等特點(diǎn)。第I單通道濾波模塊和第2單通道濾波模塊具有完全相同的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，下面以第I單通道濾波模塊為例進(jìn)行說明，第I單通道濾波模塊包括第一輸入波段開關(guān)、第一帶通濾波網(wǎng)絡(luò)、第一輸出波段開關(guān)，第一帶通濾波網(wǎng)絡(luò)根據(jù)需要形成四個(gè)不同(截止頻率不同)的帶通濾波器，即可以根據(jù)需要使輸入的信號(hào)選擇其中一個(gè)帶通濾波器進(jìn)行濾波，第一輸入波段開關(guān)和第一輸出波段開關(guān)用于切換這四個(gè)不同的帶通濾波器。下面給出第I單通道濾波模塊的一個(gè)具體實(shí)施例，參照?qǐng)D5，為本發(fā)明的一種雙通道短波信號(hào)分集接收系統(tǒng)的第I單通道濾波模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。第一輸入波段開關(guān)包括第一開關(guān)二極管至第四開關(guān)二極管，第一輸出波段開關(guān)包括第五開關(guān)二極管至第八開關(guān)二極管，第I帶通濾波網(wǎng)絡(luò)包括第一帶通濾波器至第四帶通濾波器。第I接收天線的輸出端分別電連接第一開關(guān)二極管至第四開關(guān)二極管的一端，第五開關(guān)二極管至第八開關(guān)二極管的輸出端均電連接第I單通道信號(hào)處理模塊的輸入端。第一開關(guān)二極管、第一帶通濾波器、第五開關(guān)二極管依次串聯(lián)連接，第二開關(guān)二極管、第二帶通濾波器、第六開關(guān)二極管依次串聯(lián)連接，第三開關(guān)二極管、第三帶通濾波器、第七開關(guān)二極管依次串聯(lián)連接，第四開關(guān)二極管、第四帶通濾波器、第四開關(guān)二極管依次串聯(lián)連接。CPCI計(jì)算機(jī)通過自身的I/o板卡分別電連接第一開關(guān)二極管至第八開關(guān)二極管的控制端，可以控制第一開關(guān)二極管至第八開關(guān)二極管的通斷。
[0046]在第I單通道濾波模塊，CPCI計(jì)算機(jī)可以通過控制每個(gè)開關(guān)二極管的通斷來選擇一個(gè)帶通濾波器，在第2單通道濾波模塊，CPCI計(jì)算機(jī)可以通過控制每個(gè)開關(guān)二極管的通斷來選擇一個(gè)帶通濾波器。為了實(shí)現(xiàn)分集接收的目的，第I單通道濾波模塊選擇的帶通濾波器要和第2單通道濾波模塊選擇的帶通濾波器保持一致，例如，CPCI計(jì)算機(jī)控制第I單通道濾波模塊的第一開關(guān)二極管和第五開關(guān)二極管閉合，控制第I單通道濾波模塊的其他開關(guān)二極管斷開，即可已選擇第一帶通濾波器；CPCI計(jì)算機(jī)按照同樣的方法選擇第2單通道濾波模塊的第一帶通濾波器。CPCI計(jì)算機(jī)向開關(guān)二極管發(fā)送的數(shù)據(jù)為并行數(shù)據(jù)(由串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)椴⑿袛?shù)據(jù))。
[0047]本發(fā)明實(shí)施例中，第I單通道信號(hào)處理模塊和第2單通道信號(hào)處理模塊具有完全相同的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。下面以第I單通道信號(hào)處理模塊為例進(jìn)行說明。參照?qǐng)D5，為本發(fā)明的一種雙通道短波信號(hào)分集接收系統(tǒng)的第I單通道信號(hào)處理模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。該第I單通道信號(hào)處理模塊包括:射頻處理電路、第一混頻器、第一中頻處理電路、第二混頻器、第二中頻處理電路。其中，射頻處理電路包括依次電連接的射頻信號(hào)放大器和射頻信號(hào)濾波器，射頻信號(hào)放大器的輸入端電連接第I單通道濾波模塊的輸出端，射頻信號(hào)放大器用于對(duì)來自第I單通道濾波模塊的射頻信號(hào)進(jìn)行放大，放大的增益為12dB。射頻信號(hào)濾波器用于對(duì)來自射頻信號(hào)放大器的射頻信號(hào)進(jìn)行濾波，對(duì)應(yīng)的增益為-ldB。
[0048]射頻信號(hào)放大器的輸出端電連接第一混頻器的射頻輸入端，第一混頻器的本振輸入端用于接入第一本振信號(hào)，第一混頻器用于對(duì)輸入的兩路信號(hào)進(jìn)行混頻處理(對(duì)應(yīng)的變頻增益為_16dB)，生成中頻信號(hào)。
[0049]第一中頻處理電路包括依次電連接的第一中頻信號(hào)放大器、第一中頻信號(hào)濾波器、第二中頻信號(hào)放大器、第二中頻信號(hào)濾波器，第一中頻信號(hào)放大器的輸入端電連接第一混頻器的中頻輸出端。第一混頻器生成的中頻信號(hào)經(jīng)第一中頻信號(hào)放大器進(jìn)行放大處理(對(duì)應(yīng)的增益為21dB)，然后經(jīng)第一中頻信號(hào)濾波器進(jìn)行濾波處理(對(duì)應(yīng)的增益為_7dB)，然后經(jīng)第二中頻信號(hào)放大器進(jìn)行放大處理(對(duì)應(yīng)的增益為28dB)，然后經(jīng)第二中頻信號(hào)濾波器進(jìn)行濾波處理(對(duì)應(yīng)的增益為_2dB)。
[0050]第二中頻信號(hào)濾波器的輸出端電連接第二混頻器的中頻輸入端，第二混頻器的本振輸入端用于接入第二本振信號(hào)，第二混頻器用于對(duì)輸入的兩路信號(hào)進(jìn)行混頻處理(對(duì)應(yīng)的變頻增益為_7dB)。
[0051]第二中頻處理電路包括依次電連接的第三中頻信號(hào)放大器、第三中頻信號(hào)濾波器、第四中頻信號(hào)放大器、第五中頻信號(hào)放大器、第四中頻信號(hào)濾波器，第三中頻信號(hào)放大器的輸入端電連接第二混頻器的中頻輸出端。第二混頻器處理后的信號(hào)(中頻信號(hào))經(jīng)第三中頻信號(hào)放大器進(jìn)行放大處理(對(duì)應(yīng)的增益為20dB)，然后經(jīng)第三中頻信號(hào)濾波器進(jìn)行濾波處理(對(duì)應(yīng)的增益為_6dB)，然后經(jīng)第四中頻信號(hào)放大器進(jìn)行放大處理(對(duì)應(yīng)的增益為6dB)，然后經(jīng)第五中頻信號(hào)放大器進(jìn)行放大處理(對(duì)應(yīng)的增益為16dB)，然后經(jīng)第四中頻信號(hào)濾波器進(jìn)行濾波處理(對(duì)應(yīng)的增益為_2dB)。第四中頻信號(hào)濾波器的輸出端電連接第I單通道數(shù)據(jù)處理器的輸入端，用于將濾波后的中頻模擬信號(hào)發(fā)送至第I單通道數(shù)據(jù)處理器。
[0052]本發(fā)明實(shí)施例中，第二中頻信號(hào)濾波器、第三中頻信號(hào)濾波器和第四中頻信號(hào)濾波器均采用中頻晶體濾波器，第二中頻信號(hào)濾波器、第三中頻信號(hào)濾波器和第四中頻信號(hào)濾波器的帶內(nèi)波動(dòng)均不超過0.8dB。這樣，能夠大大減小每個(gè)單通道信號(hào)處理模塊(第I單通道信號(hào)處理模塊或第2單通道信號(hào)處理模塊)的帶內(nèi)波動(dòng)，當(dāng)信道帶寬為24kHz時(shí)，每個(gè)單通道信號(hào)處理模塊對(duì)應(yīng)的帶內(nèi)波動(dòng)不超過3dB。
[0053]本發(fā)明實(shí)施例中，選用的放大器(包括射頻信號(hào)放大器、第一中頻信號(hào)放大器、第二中頻信號(hào)放大器、第三中頻信號(hào)放大器、第四中頻信號(hào)放大器、第五中頻信號(hào)放大器)具有高增益、低噪聲、大動(dòng)態(tài)范圍，其中，射頻信號(hào)放大器的三階交調(diào)截取點(diǎn)(三階截點(diǎn))不小于30dBm，這樣，射頻信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍在60dB左右。第一中頻信號(hào)放大器、第二中頻信號(hào)放大器、第三中頻信號(hào)放大器、第四中頻信號(hào)放大器和第五中頻信號(hào)放大器的三階交調(diào)截取點(diǎn)(三階截點(diǎn))均不小于18dBm，能滿足最大輸出需要，第一混頻器選用三階交調(diào)截取點(diǎn)較大的混頻器(例如三階交調(diào)截取點(diǎn)在26dBm以上的混頻器或帶有負(fù)壓的的混頻器)。這樣，每個(gè)單通道信號(hào)處理模塊(第I單通道信號(hào)處理模塊或第2單通道信號(hào)處理模塊)對(duì)應(yīng)的三階交調(diào)截取點(diǎn)不小于20dBm，與現(xiàn)有的單通道信號(hào)處理模塊(三階交調(diào)截取點(diǎn)在IOdBm左右)，大約提高了一倍。
[0054]總而言之，雙通道信號(hào)處理模塊(第I單通道信號(hào)處理模塊和第2單通道信號(hào)處理模塊)用于將來自雙通道濾波模塊的射頻信號(hào)進(jìn)行放大、濾波和兩次變頻處理，變成中頻信號(hào)，再將該中頻信號(hào)放大、濾波，然后送給雙通道數(shù)據(jù)處理器。在雙通道信號(hào)處理模塊中，每個(gè)單通道信號(hào)處理模塊(第I單通道信號(hào)處理模塊或第2單通道信號(hào)處理模塊)均無AGC(自動(dòng)增益控制器)進(jìn)行控制，能夠最真實(shí)地反映原始信號(hào)的信息。
[0055]下面對(duì)第一本振信號(hào)和第二本振信號(hào)的產(chǎn)生過程進(jìn)行說明。上述雙通道接收機(jī)包括:頻率合成器，頻率合成器用于產(chǎn)生第一本振信號(hào)和第二本振信號(hào)，頻率合成器的第一本振信號(hào)輸出端分別電連接第I單通道信號(hào)處理模塊的第一混頻器的本振輸入端、以及第2單通道信號(hào)處理模塊的第一混頻器的本振輸入端；頻率合成器的第二本振信號(hào)輸出端分別電連接第I單通道信號(hào)處理模塊的第二混頻器的本振輸入端、以及第2單通道信號(hào)處理模塊的第二混頻器的本振輸入端。
[0056]參照?qǐng)D6，為本發(fā)明的一種雙通道短波信號(hào)分集接收系統(tǒng)的頻率合成器的結(jié)構(gòu)示意圖。該頻率合成器包括晶體振蕩器(例如為恒溫控制晶體振蕩器)、直接數(shù)字式頻率合成器(DDS電路)、鑒頻鑒相器(PFD電路)、電荷泵(charge pump)、本振信號(hào)放大器、鎖相環(huán)電路(PLL電路)，晶體振蕩器電連接有分頻器，分頻器的輸出端電連接鑒頻鑒相器的一個(gè)輸入端，直接數(shù)字式頻率合成器的輸出端電連接鑒頻鑒相器的另一個(gè)輸入端，電荷泵的輸入端分別電連接鑒頻鑒相器的兩個(gè)輸出端，電荷泵的輸出端電連接有第一環(huán)路濾波器(LPF電路)，第一環(huán)路濾波器的輸出端電連接有第一壓控振蕩器(VCO電路)，第一壓控振蕩器的輸出端分別電連接直接數(shù)字式頻率合成器的輸入端和本振信號(hào)放大器的輸入端，本振信號(hào)放大器的輸出端分別電連接第I單通道信號(hào)處理模塊的第一混頻器的本振輸入端、以及第2單通道信號(hào)處理模塊的第一混頻器的本振輸入端。
[0057]晶體振蕩器電連接鎖相環(huán)電路的一個(gè)輸入端，鎖相環(huán)電路的輸出端電連接有第二環(huán)路濾波器，第二環(huán)路濾波器的輸出端電連接有第二壓控振蕩器、第二壓控振蕩器的輸出端分別電連接鎖相環(huán)電路的另一個(gè)輸入端、第I單通道信號(hào)處理模塊的第二混頻器的本振輸入端、以及第2單通道信號(hào)處理模塊的第二混頻器的本振輸入端。CPCI計(jì)算機(jī)的控制信號(hào)輸出端分別電連接鎖相環(huán)電路的控制端以及直接數(shù)字式頻率合成器的控制端。第一本振信號(hào)和第二本振信號(hào)的頻率由來自CPCI計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制。
[0058]本發(fā)明實(shí)施例中，采用一個(gè)頻率合成器輸出兩路本振信號(hào)的方案，第一實(shí)現(xiàn)了雙通道信號(hào)處理模塊的本振同源，保證了兩個(gè)單通道信號(hào)處理模塊(第I單通道信號(hào)處理模塊和第2單通道信號(hào)處理模塊)的相位、時(shí)延的一致性。
[0059]本發(fā)明實(shí)施例中，第I單通道數(shù)據(jù)處理器和第2單通道數(shù)據(jù)處理器具有完全相同的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。下面以第I單通道數(shù)據(jù)處理器為例進(jìn)行說明。參照?qǐng)D7，為本發(fā)明的一種雙通道短波信號(hào)分集接收系統(tǒng)的第I單通道數(shù)據(jù)處理器的結(jié)構(gòu)示意圖。該第I單通道數(shù)據(jù)處理器包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器、以及FPGA (現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列器件)。模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端電連接第I單通道信號(hào)處理模塊的第四中頻信號(hào)濾波器，用于對(duì)第四中頻信號(hào)濾波器輸出的中頻模擬信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換(包括采樣、量化處理)。模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端電連接FPGA的輸入端，F(xiàn)PGA用于對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)字下變頻處理(通過抽樣濾波處理來實(shí)現(xiàn)數(shù)字下變頻)，生成數(shù)字基帶信號(hào)。該FPGA的輸出端電連接CPCI計(jì)算機(jī)的輸入端，用于將生成的數(shù)字基帶信號(hào)發(fā)送至CPCI計(jì)算機(jī)。優(yōu)選地，在第I單通道數(shù)據(jù)處理器中還設(shè)置有信號(hào)隔離變壓器，該信號(hào)隔離變壓器串接在第I單通道信號(hào)處理模塊的第四中頻信號(hào)濾波器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器之間，用于將輸入的中頻模擬信號(hào)與第I單通道信號(hào)處理模塊隔離，同時(shí)用于將中頻模擬信號(hào)的幅度變?yōu)槟?shù)轉(zhuǎn)換器所需幅度。
[0060]本發(fā)明實(shí)施例中，在雙通道接收機(jī)的頻率合成器中還設(shè)置有時(shí)鐘產(chǎn)生電路，該時(shí)鐘產(chǎn)生電路的工作過程如下，由晶體振蕩器輸出的標(biāo)頻信號(hào)經(jīng)放大整形電路處理后輸出，輸出的信號(hào)即可作為第I單通道數(shù)據(jù)處理器和第2單通道數(shù)據(jù)處理器(例如模數(shù)轉(zhuǎn)換器、FPGA燈)的時(shí)鐘信號(hào)。
[0061]本發(fā)明實(shí)施例中，在雙通道接收機(jī)中還設(shè)置有電源模塊，電源模塊用于產(chǎn)生雙通道接收機(jī)內(nèi)部器件(例如雙通道濾波模塊、頻率合成器、雙通道信號(hào)處理模塊、雙通道數(shù)據(jù)處理器燈)所需的各種直流電壓。參照?qǐng)D8，為本發(fā)明的一種雙通道接收機(jī)的電源模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。該電源模塊包括電源模塊變壓器、整流器、整流濾波電路和穩(wěn)壓濾波電路。其中，變壓器的初級(jí)繞組電連接220V交流電，用于將交流220V電壓變成所需要的安全的交流電壓。變壓器的次級(jí)繞組電連接整流器的輸入端，整流器用來將安全交流電壓變成直流電壓。整流濾波電路的輸入端電連接整流器的輸出端，用于將整流后的直流電壓濾除雜波。穩(wěn)壓濾波電路的輸入端電連接整流濾波電路的輸出端，用于將整流濾波后的直流電壓進(jìn)行穩(wěn)壓和濾波，從而變成所需要的符合一定要求的各種直流電壓。穩(wěn)壓濾波電路的輸出端分別電連接各種用電器件，用于向?qū)?yīng)的用電器件供電。[0062]本發(fā)明實(shí)施例中，將第I單通道信號(hào)處理模塊和第2單通道信號(hào)處理模塊并列設(shè)置在同一電路版上，這兩個(gè)單通道信號(hào)處理模塊各自采用獨(dú)立的電源進(jìn)行供電，并且這兩個(gè)單通道信號(hào)處理模塊各自采用獨(dú)立的地線，使這兩個(gè)單通道信號(hào)處理模塊的地線相互獨(dú)立；對(duì)易感應(yīng)元器件進(jìn)行屏蔽，例如第I單通道信號(hào)處理模塊和第2單通道信號(hào)處理模塊各自使用金屬屏蔽器進(jìn)行屏蔽，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)單通道信號(hào)處理模塊的相互屏蔽和隔離；在第I單通道信號(hào)處理模塊的第二混頻器的輸入端和第2單通道信號(hào)處理模塊的第二混頻器的輸入端各接入一個(gè)射極跟隨器，能夠?qū)陕返诙菊裥盘?hào)進(jìn)行隔離；在第I單通道信號(hào)處理模塊的第一混頻器的輸入端和第2單通道信號(hào)處理模塊的第一混頻器的輸入端各接入一個(gè)隔離器，能夠?qū)陕返谝槐菊裥盘?hào)進(jìn)行隔離；在采取上述隔離屏蔽措施之后，第I單通道信號(hào)處理模塊和第2單通道信號(hào)處理模塊不小于60dB。
[0063]本發(fā)明實(shí)施例提出的一種雙通道短波信號(hào)分集接收系統(tǒng)，由兩根滿足一定距離要求的相同的接收天線各自獨(dú)立地接收同一射頻信號(hào)，并通過射頻電纜傳輸?shù)絻蓚€(gè)單通道信號(hào)處理模塊，獲得相互間相關(guān)性很小的載有同一消息的信號(hào)，變換為數(shù)字基帶信號(hào)，然后送給CPCI計(jì)算機(jī)處理和傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫服務(wù)器，然后通過合并技術(shù)再將兩路信號(hào)合并輸出，此時(shí)，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器可以根據(jù)合并后的信號(hào)，恢復(fù)出原始發(fā)送信號(hào)。因此，通過分集接收技術(shù)用來減輕衰落的影響，獲得分集增益，正確的恢復(fù)出原發(fā)送信號(hào)，提高接收靈敏度。
[0064]本發(fā)明實(shí)施例還提出了一種雙通道短波信號(hào)分集接收方法，該雙通道短波信號(hào)分集接收方法包括以下步驟:
[0065]S1:第I接收天線和第2接收天線接收同一射頻信號(hào)，第i接收天線將接收到的射頻信號(hào)傳輸至第i單通道信號(hào)處理模塊；i取I和2。然后，第i單通道濾波模塊對(duì)來自第i接收天線的射頻信號(hào)進(jìn)行帶通濾波，濾除對(duì)應(yīng)的射頻信號(hào)的無用成分，將濾波后的信號(hào)發(fā)送至第i單通道信號(hào)處理模塊。
[0066]S2 --第i單通道信號(hào)處理模塊對(duì)射頻信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、混頻處理，將處理后的信號(hào)發(fā)送至第i單通道數(shù)據(jù)處理器。具體說明如下:
[0067]頻率合成器產(chǎn)生第一本振信號(hào)和第二本振信號(hào)，將第一本振信號(hào)分別發(fā)送至第I單通道信號(hào)處理模塊的第一混頻器的本振輸入端、以及第2單通道信號(hào)處理模塊的第一混頻器的本振輸入端；頻率合成器將第二本振信號(hào)分別發(fā)送至第I單通道信號(hào)處理模塊的第二混頻器的本振輸入端、以及第2單通道信號(hào)處理模塊的第二混頻器的本振輸入端。
[0068]在第i單通道信號(hào)處理模塊中，射頻處理電路對(duì)第i接收天線的射頻信號(hào)進(jìn)行放大、濾波處理，將處理后的射頻信號(hào)發(fā)送至第一混頻器的射頻輸入端；第一混頻器對(duì)收到的信號(hào)進(jìn)行混頻處理，將生成的中頻信號(hào)發(fā)送至第一中頻處理電路；第一中頻處理電路對(duì)所述中頻信號(hào)進(jìn)行放大、濾波處理，將處理后的信號(hào)(中頻信號(hào))發(fā)送至第二混頻器；第二混頻器對(duì)收到的信號(hào)進(jìn)行混頻處理，將處理后的信號(hào)(中頻信號(hào))發(fā)送至第二中頻處理電路;第二中頻處理電路對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行放大、濾波處理，將處理后的信號(hào)發(fā)送至第i單通道數(shù)據(jù)處理器；下面對(duì)頻率合成器的工作過程進(jìn)行說明:
[0069]晶體振蕩器將標(biāo)準(zhǔn)頻率信號(hào)分別發(fā)送至分頻器和鎖相環(huán)電路，分頻器對(duì)標(biāo)準(zhǔn)頻率信號(hào)進(jìn)行分頻，將分頻后的信號(hào)發(fā)送至鑒頻鑒相器；第一壓控振蕩器輸出的信號(hào)經(jīng)直接數(shù)字式頻率合成器分頻后，被發(fā)送至鑒頻鑒相器；鑒頻鑒相器對(duì)經(jīng)分頻器分頻后的信號(hào)、以及經(jīng)直接數(shù)字式頻率合成器分頻后的信號(hào)進(jìn)行相位比較，生成一本振相位誤差信號(hào)，一本振相位誤差信號(hào)經(jīng)電荷泵后轉(zhuǎn)變?yōu)橐槐菊耠妷赫`差信號(hào)；一本振電壓誤差信號(hào)經(jīng)第一環(huán)路濾波器濾波后，形成第一壓控振蕩器的控制電壓信號(hào)，第一壓控振蕩器的控制電壓信號(hào)改變并鎖定第一壓控振蕩器輸出的信號(hào)的頻率，然后，第一壓控振蕩器輸出的信號(hào)經(jīng)過放大處理后輸出；在直接數(shù)字式頻率合成器對(duì)信號(hào)進(jìn)行分頻的過程中，CPCI計(jì)算機(jī)向直接數(shù)字式頻率合成器發(fā)送對(duì)應(yīng)的分頻控制信號(hào)，控制對(duì)應(yīng)的分頻倍率，從而可以控制第一壓控振蕩器輸出的信號(hào)的頻率(即第一本振信號(hào)的頻率)。鎖相環(huán)電路對(duì)標(biāo)準(zhǔn)頻率信號(hào)分頻后產(chǎn)生鑒相基準(zhǔn)頻率信號(hào)，第二壓控振蕩器輸出的信號(hào)經(jīng)鎖相環(huán)電路分頻后產(chǎn)生鑒相比較頻率信號(hào)；鎖相環(huán)電路對(duì)鑒相基準(zhǔn)頻率信號(hào)和鑒相比較頻率信號(hào)進(jìn)行相位比較，生成二本振相位誤差信號(hào)，然后將二本振相位誤差信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槎菊耠妷赫`差信號(hào)；二本振電壓誤差信號(hào)經(jīng)第二環(huán)路濾波器濾波后，形成第二壓控振蕩器的控制電壓信號(hào)，第二壓控振蕩器的控制電壓信號(hào)改變并鎖定第二壓控振蕩器輸出的信號(hào)的頻率，然后，第二壓控振蕩器輸出的信號(hào)經(jīng)過射極跟隨器后輸出；在鎖相環(huán)電路對(duì)第二壓控振蕩器輸出的信號(hào)進(jìn)行分頻的過程中，CPCI計(jì)算機(jī)向鎖相環(huán)電路發(fā)送對(duì)應(yīng)的分頻控制信號(hào)，控制對(duì)應(yīng)的分頻倍率，從而可以控制第二壓控振蕩器輸出的信號(hào)的頻率(即第二本振信號(hào)的頻率)。
[0070]S3 ：第i單通道數(shù)據(jù)處理器依次對(duì)接收到信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換和下變頻處理，生成數(shù)字基帶信號(hào)，然后將數(shù)字基帶信號(hào)發(fā)送至CPCI計(jì)算機(jī)；具體說明如下:中頻模擬信號(hào)經(jīng)信號(hào)隔離變壓器后被輸入至模數(shù)轉(zhuǎn)換器中，模數(shù)轉(zhuǎn)換器對(duì)接收到的信號(hào)(中頻模擬信號(hào))進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，生成中頻數(shù)字信號(hào)，然后將生成的中頻數(shù)字信號(hào)發(fā)送至FPGA，F(xiàn)PGA對(duì)中頻數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)字下變頻處理，生成數(shù)字基帶信號(hào)，然后將數(shù)字基帶信號(hào)發(fā)送至CPCI計(jì)算機(jī)。
[0071]S4:所述CPCI計(jì)算機(jī)對(duì)來自第i單通道數(shù)據(jù)處理器數(shù)字基帶信號(hào)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換(轉(zhuǎn)換為符合標(biāo)準(zhǔn)PCI規(guī)范的格式)，將格式轉(zhuǎn)換后的信號(hào)發(fā)送至數(shù)據(jù)庫服務(wù)器；
[0072]S5:所述數(shù)據(jù)庫服務(wù)器對(duì)兩路格式轉(zhuǎn)換后的信號(hào)進(jìn)行合并。
[0073]本發(fā)明的一種雙通道短波信號(hào)分集接收方法，利用無線傳播環(huán)境中同一信號(hào)的獨(dú)立樣本之間不相關(guān)的特點(diǎn)，使用一定的信號(hào)合并技術(shù)改善接收信號(hào)，來抵抗衰落引起的不良影響，提高了通信效果。實(shí)現(xiàn)了雙通道分集接收目的，在不增加發(fā)射機(jī)功率的前提下提高接收機(jī)的接收效果，通過對(duì)信號(hào)數(shù)字化處理并對(duì)數(shù)字化信號(hào)的格式化處理并存儲(chǔ)，不但可以通過合并技術(shù)還原信號(hào)，還可對(duì)信道進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，在實(shí)際中有非常廣泛的應(yīng)用。
[0074]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種雙通道短波信號(hào)分集接收系統(tǒng)，其特征在于，包括:用于接收同一射頻信號(hào)的第I接收天線(I)和第2接收天線(2)，還包括雙通道接收機(jī)；所述雙通道接收機(jī)的輸入端分別電連接第I接收天線(I)和第2接收天線(2 ); 所述雙通道接收機(jī)包括:依次電連接的雙通道信號(hào)處理模塊、雙通道數(shù)據(jù)處理器；所述雙通道信號(hào)處理模塊包括用于對(duì)來自第i接收天線的射頻信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、混頻處理的第i單通道信號(hào)處理模塊，i取I和2 ;所述第i接收天線電連接第i單通道信號(hào)處理模塊的輸入端；所述雙通道數(shù)據(jù)處理器包括用于對(duì)來自第i單通道信號(hào)處理模塊的信號(hào)依次進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換、下變頻的第i單通道數(shù)據(jù)處理器；所述雙通道接收機(jī)還包括:用于對(duì)來自第i單通道數(shù)據(jù)處理器的信號(hào)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換的CPCI計(jì)算機(jī)，所述CPCI計(jì)算機(jī)分別電連接第I單通道數(shù)據(jù)處理器的輸出端和第2單通道數(shù)據(jù)處理器的輸出端； 所述雙通道短波信號(hào)分集接收系統(tǒng)還包括:用于對(duì)來自CPCI計(jì)算機(jī)的兩路數(shù)據(jù)進(jìn)行合并的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，所述CPCI計(jì)算機(jī)的輸出端電連接數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的輸入端。
2.如權(quán)利要求1所述的一種雙通道短波信號(hào)分集接收系統(tǒng)，其特征在于，所述第i單通道信號(hào)處理模塊包括:射頻處理電路、第一混頻器、第一中頻處理電路、第二混頻器、第二中頻處理電路；所述射頻處理電路的輸出端電連接第一混頻器的射頻輸入端，所述第一混頻器的中頻輸出端電連接第一中頻處理電路的輸入端，所述第一中頻處理電路的輸出端電連接第二混頻器的中頻輸入端，所述第二混頻器的中頻輸出端電連接第二中頻處理電路的輸入端，所述第二中頻處理電路的輸出端電連接第i單通道數(shù)據(jù)處理器的輸入端； 所述雙通道接收機(jī)包括:用于產(chǎn)生第一本振信號(hào)和第二本振信號(hào)的頻率合成器，所述頻率合成器的第一本振信號(hào)輸出端分別電連接第I單通道信號(hào)處理模塊的第一混頻器的本振輸入端、以及第2單通道信號(hào)處理模塊的第一混頻器的本振輸入端；所述頻率合成器的第二本振信號(hào)輸出端分別電連接第I單通道信號(hào)處理模塊的第二混頻器的本振輸入端、以及第2單通道信號(hào)處理模塊的第二混頻器的本振輸入端； 在所述第i單通道信號(hào)處理模塊中，所述射頻處理電路為用于對(duì)來自第i接收天線的射頻信號(hào)進(jìn)行放大、濾波處理的射頻信號(hào)處理電路，所述第一中頻處理電路為用于對(duì)來自第一混頻器的中頻信號(hào)進(jìn)行放大、濾波處理的中頻信號(hào)處理電路，所述第二中頻處理電路為用于對(duì)來自第二混頻器的中頻信號(hào)進(jìn)行放大、濾波處理的中頻信號(hào)處理電路。
3.如權(quán)利要求2所述的一種雙通道短波信號(hào)分集接收系統(tǒng)，其特征在于，所述頻率合成器包括晶體振蕩器、直接數(shù)字式頻率合成器、鑒頻鑒相器、電荷泵、本振信號(hào)放大器、鎖相環(huán)電路，所述晶體振蕩器電連接有分頻器，所述分頻器的輸出端電連接鑒頻鑒相器的一個(gè)輸入端，所述直接數(shù)字式頻率合成器的輸出端電連接鑒頻鑒相器的另一個(gè)輸入端，所述電荷泵的兩個(gè)輸入端對(duì)應(yīng)電連接鑒頻鑒相器的兩個(gè)輸出端，所述電荷泵的輸出端電連接有第一環(huán)路濾波器，所述第一環(huán)路濾波器的輸出端電連接有第一壓控振蕩器，所述第一壓控振蕩器的輸出端分別電連接直接數(shù)字式頻率合成器的輸入端和本振信號(hào)放大器的輸入端，所述本振信號(hào)放大器的輸出端分別電連接第I單通道信號(hào)處理模塊的第一混頻器的本振輸入端、以及第2單通道信號(hào)處理模塊的第一混頻器的本振輸入端； 所述晶體振蕩器電連接鎖相環(huán)電路的一個(gè)輸入端，所述鎖相環(huán)電路的輸出端電連接有第二環(huán)路濾波器，所述第二環(huán)路濾波器的輸出端電連接有第二壓控振蕩器、所述第二壓控振蕩器的輸出端分別電連接鎖相環(huán)電路的另一個(gè)輸入端、第I單通道信號(hào)處理模塊的第二混頻器的本振輸入端、以及第2單通道信號(hào)處理模塊的第二混頻器的本振輸入端； 所述CPCI計(jì)算機(jī)的控制信號(hào)輸出端分別電連接鎖相環(huán)電路的控制端以及直接數(shù)字式頻率合成器的控制端。
4.如權(quán)利要求1所述的一種雙通道短波信號(hào)分集接收系統(tǒng)，其特征在于，所述雙通道接收機(jī)還包括:用于對(duì)來自第I接收天線的射頻信號(hào)進(jìn)行帶通濾波的第I單通道濾波模塊、以及用于對(duì)來自第2接收天線的射頻信號(hào)進(jìn)行帶通濾波的第2單通道濾波模塊；所述第i單通道濾波模塊串接在第i接收天線和第i單通道信號(hào)處理模塊之間。
5.如權(quán)利要求1所述的一種雙通道短波信號(hào)分集接收系統(tǒng)，其特征在于，所述第i單通道數(shù)據(jù)處理器包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器、以及對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行下變頻處理的FPGA，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端電連接第i單通道信號(hào)處理模塊的輸出端，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端電連接FPGA的輸入端，所述FPGA的輸出端電連接CPCI計(jì)算機(jī)的輸入端。
6.一種雙通道分集接收方法，基于權(quán)利要求1所述的一種雙通道短波信號(hào)分集接收系統(tǒng)，其特征在于，包括以下步驟: 51--第I接收天線和第2接收天線接收同一射頻信號(hào)，第i接收天線將接收到的射頻信號(hào)傳輸至第i單通道信號(hào)處理模塊； 52--第i單通道信號(hào)處理模塊對(duì)射頻信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、混頻處理，將處理后的信號(hào)發(fā)送至第i單通道數(shù)據(jù)處理器； 53--第i單通道數(shù)據(jù)處理器依次對(duì)接收到信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換和下變頻處理，生成數(shù)字基帶信號(hào)，然后將數(shù)字基帶信號(hào)發(fā)送至CPCI計(jì)算機(jī)； 54:所述CPCI計(jì)算機(jī) 對(duì)來自第i單通道數(shù)據(jù)處理器數(shù)字基帶信號(hào)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，將格式轉(zhuǎn)換后的信號(hào)發(fā)送至數(shù)據(jù)庫服務(wù)器； 55:所述數(shù)據(jù)庫服務(wù)器對(duì)兩路格式轉(zhuǎn)換后的信號(hào)進(jìn)行合并。
7.如權(quán)利要求6所述的一種雙通道分集接收方法，其特征在于，所述第i單通道信號(hào)處理模塊包括:射頻處理電路、第一混頻器、第一中頻處理電路、第二混頻器、第二中頻處理電路；所述射頻處理電路的輸出端電連接第一混頻器的射頻輸入端，所述第一混頻器的中頻輸出端電連接第一中頻處理電路的輸入端，所述第一中頻處理電路的輸出端電連接第二混頻器的中頻輸入端，所述第二混頻器的中頻輸出端電連接第二中頻處理電路的輸入端，所述第二中頻處理電路的輸出端電連接第i單通道數(shù)據(jù)處理器的輸入端； 所述雙通道接收機(jī)包括:用于產(chǎn)生第一本振信號(hào)和第二本振信號(hào)的頻率合成器，所述頻率合成器的第一本振信號(hào)輸出端分別電連接第I單通道信號(hào)處理模塊的第一混頻器的本振輸入端、以及第2單通道信號(hào)處理模塊的第一混頻器的本振輸入端；所述頻率合成器的第二本振信號(hào)輸出端分別電連接第I單通道信號(hào)處理模塊的第二混頻器的本振輸入端、以及第2單通道信號(hào)處理模塊的第二混頻器的本振輸入端； 所述雙通道分集接收方法包括:在步驟S2中，頻率合成器產(chǎn)生第一本振信號(hào)和第二本振信號(hào)，將第一本振信號(hào)分別發(fā)送至第I單通道信號(hào)處理模塊的第一混頻器的本振輸入端、以及第2單通道信號(hào)處理模塊的第一混頻器的本振輸入端；頻率合成器將第二本振信號(hào)分別發(fā)送至第I單通道信號(hào)處理模塊的第二混頻器的本振輸入端、以及第2單通道信號(hào)處理模塊的第二混頻器的本振輸入端； 在步驟S2中，在所述第i單通道信號(hào)處理模塊中，所述射頻處理電路對(duì)第i接收天線的射頻信號(hào)進(jìn)行放大、濾波處理，將處理后的射頻信號(hào)發(fā)送至第一混頻器的射頻輸入端；第一混頻器對(duì)收到的信號(hào)進(jìn)行混頻處理，將生成的中頻信號(hào)發(fā)送至第一中頻處理電路；第一中頻處理電路對(duì)所述中頻信號(hào)進(jìn)行放大、濾波處理，將處理后的信號(hào)發(fā)送至第二混頻器；第二混頻器對(duì)收到的信號(hào)進(jìn)行混頻處理，將處理后的信號(hào)發(fā)送至第二中頻處理電路；第二中頻處理電路對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行放大、濾波處理，將處理后的信號(hào)發(fā)送至第i單通道數(shù)據(jù)處理器。
8.如權(quán)利要求7所述的一種雙通道分集接收方法，其特征在于，所述頻率合成器包括晶體振蕩器、直接數(shù)字式頻率合成器、鑒頻鑒相器、電荷泵、本振信號(hào)放大器、鎖相環(huán)電路，所述晶體振蕩器電連接有分頻器，所述分頻器的輸出端電連接鑒頻鑒相器的一個(gè)輸入端，所述直接數(shù)字式頻率合成器的輸出端電連接鑒頻鑒相器的另一個(gè)輸入端，所述電荷泵的兩個(gè)輸入端對(duì)應(yīng)電連接鑒頻鑒相器的兩個(gè)輸出端，所述電荷泵的輸出端電連接有第一環(huán)路濾波器，所述第一環(huán)路濾波器的輸出端電連接有第一壓控振蕩器，所述第一壓控振蕩器的輸出端分別電連接直接數(shù)字式頻率合成器的輸入端和本振信號(hào)放大器的輸入端，所述本振信號(hào)放大器的輸出端分別電連接第I單通道信號(hào)處理模塊的第一混頻器的本振輸入端、以及第2單通道信號(hào)處理模塊的第一混頻器的本振輸入端；所述晶體振蕩器電連接鎖相環(huán)電路的一個(gè)輸入端，所述鎖相環(huán)電路的輸出端電連接有第二環(huán)路濾波器，所述第二環(huán)路濾波器的輸出端電連接有第二壓控振蕩器、所述第二壓控振蕩器的輸出端分別電連接鎖相環(huán)電路的另一個(gè)輸入端、第I單通道信號(hào)處理模塊的第二混頻器的本振輸入端、以及第2單通道信號(hào)處理模塊的第二混頻器的本振輸入端；所述CPCI計(jì)算機(jī)的控制信號(hào)輸出端分別電連接鎖相環(huán)電路 的控制端以及直接數(shù)字式頻率合成器的控制端； 所述雙通道分集接收方法包括:在步驟S2中，晶體振蕩器將標(biāo)準(zhǔn)頻率信號(hào)分別發(fā)送至分頻器和鎖相環(huán)電路，分頻器對(duì)標(biāo)準(zhǔn)頻率信號(hào)進(jìn)行分頻，將分頻后的信號(hào)發(fā)送至鑒頻鑒相器；第一壓控振蕩器輸出的信號(hào)經(jīng)直接數(shù)字式頻率合成器分頻后，被發(fā)送至鑒頻鑒相器；鑒頻鑒相器對(duì)經(jīng)分頻器分頻后的信號(hào)、以及經(jīng)直接數(shù)字式頻率合成器分頻后的信號(hào)進(jìn)行相位比較，生成一本振相位誤差信號(hào)，一本振相位誤差信號(hào)經(jīng)電荷泵后轉(zhuǎn)變?yōu)橐槐菊耠妷赫`差信號(hào)；所述一本振電壓誤差信號(hào)經(jīng)第一環(huán)路濾波器濾波后，形成第一壓控振蕩器的控制電壓信號(hào)，所述第一壓控振蕩器的控制電壓信號(hào)改變并鎖定第一壓控振蕩器輸出的信號(hào)的頻率，然后，第一壓控振蕩器輸出的信號(hào)經(jīng)過放大處理后輸出；在直接數(shù)字式頻率合成器對(duì)信號(hào)進(jìn)行分頻的過程中，CPCI計(jì)算機(jī)向直接數(shù)字式頻率合成器發(fā)送對(duì)應(yīng)的分頻控制信號(hào)，控制對(duì)應(yīng)的分頻倍率； 在步驟S2中，鎖相環(huán)電路對(duì)標(biāo)準(zhǔn)頻率信號(hào)分頻后產(chǎn)生鑒相基準(zhǔn)頻率信號(hào)，第二壓控振蕩器輸出的信號(hào)經(jīng)鎖相環(huán)電路分頻后產(chǎn)生鑒相比較頻率信號(hào)；鎖相環(huán)電路對(duì)鑒相基準(zhǔn)頻率信號(hào)和鑒相比較頻率信號(hào)進(jìn)行相位比較，生成二本振相位誤差信號(hào)，然后將二本振相位誤差信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槎菊耠妷赫`差信號(hào)；所述二本振電壓誤差信號(hào)經(jīng)第二環(huán)路濾波器濾波后，形成第二壓控振蕩器的控制電壓信號(hào)，所述第二壓控振蕩器的控制電壓信號(hào)改變并鎖定第二壓控振蕩器輸出的信號(hào)的頻率，然后，第二壓控振蕩器輸出的信號(hào)經(jīng)過射極跟隨器后輸出；在鎖相環(huán)電路對(duì)第二壓控振蕩器輸出的信號(hào)進(jìn)行分頻的過程中，CPCI計(jì)算機(jī)向鎖相環(huán)電路發(fā)送對(duì)應(yīng)的分頻控制信號(hào)，控制對(duì)應(yīng)的分頻倍率。
9.如權(quán)利要求6所述的一種雙通道分集接收方法，其特征在于，所述雙通道接收機(jī)還包括:第I單通道濾波模塊、第2單通道濾波模塊；所述第i單通道濾波模塊串接在第i接收天線和第i單通道信號(hào)處理模塊之間； 所述雙通道分集接收方法包括:在步驟SI之后，第i單通道濾波模塊對(duì)來自第i接收天線的射頻信號(hào)進(jìn)行帶通濾波，將濾波后的信號(hào)發(fā)送至第i單通道信號(hào)處理模塊。
10.如權(quán)利要求6所述的一種雙通道分集接收方法，其特征在于，所述第i單通道數(shù)據(jù)處理器包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器、以及對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行下變頻處理的FPGA，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端電連接第i單通道信號(hào)處理模塊的輸出端，所述模數(shù)轉(zhuǎn) 換器的輸出端電連接FPGA的輸入端，所述FPGA的輸出端電連接CPCI計(jì)算機(jī)的輸入端； 所述雙通道分集接收方法包括:在步驟S3中，模數(shù)轉(zhuǎn)換器對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，將生成的數(shù)字信號(hào)發(fā)送至FPGA，F(xiàn)PGA對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行下變頻處理，生成數(shù)字基帶信號(hào)，然后將數(shù)字基帶信號(hào)發(fā)送至CPCI計(jì)算機(jī)。
【文檔編號(hào)】H04B7/12GK103647564SQ201310659838
【公開日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年12月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月6日
【發(fā)明者】蘇興利, 羅文革 申請(qǐng)人:陜西烽火實(shí)業(yè)有限公司