Vhf-uhf軟件無線電接收系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種VHF-UHF軟件無線電接收系統(tǒng)，它包括接收天線、SMB連接器、射頻前端電路、上調(diào)諧器、下調(diào)諧器、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、信號處理模塊和存儲器，接收天線分別連接SMB連接器和射頻前端電路，射頻前端電路分別連接上調(diào)諧器和下調(diào)諧器，上調(diào)諧器和下調(diào)諧器之間也連有SMB連接器，上調(diào)諧器和下調(diào)諧器通過模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊連接信號處理模塊，信號處理模塊連接存儲器；該軟件無線電系統(tǒng)VHF-UHF接收系統(tǒng)可將射頻信號轉(zhuǎn)換為中頻信號，同時接收VHF-UHF頻段中兩路不同頻段的射頻信號，并將接收的輸入信號下變頻至基帶或中頻信號（中頻帶寬為6MHz），以實現(xiàn)模擬射頻信號和模擬中頻信號之間的轉(zhuǎn)換。
【專利說明】VHF-UHF軟件無線電接收系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種甚高頻到超高頻范圍的通用軟件無線電【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種VHF-UHF軟件無線電接收系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在無線電通信領(lǐng)域中，軟件無線電技術(shù)(Software Defined Radio, SDR)的設計理念因其具有成本低、開發(fā)速度快、可重配置性強以及通用性強等優(yōu)點，得到了很好的研究與應用。軟件無線電的核心是其駐留在DSP和/或FPGA和/或ASIC內(nèi)部的功能軟件，這些軟件是可升級、可重構(gòu)的，以適應不同的技術(shù)標準、接口協(xié)議和信號波形，它在能夠很好的實現(xiàn)傳統(tǒng)無線電功能的同時，通過改變軟件編程等實現(xiàn)拓展功能，在同一軟件無線電平臺上進行功能實現(xiàn)。軟件無線電平臺的特點是通用化、標準化、模塊化，以及對信號波形的廣泛適應性，軟件無線電平臺母板可以配合不同的子板工作，實現(xiàn)不同頻段上的無線電接收和發(fā)射，在設計軟件無線電系統(tǒng)的過程中，涉及到了模擬信號與數(shù)字信號之間的轉(zhuǎn)換、穩(wěn)壓電路、調(diào)諧器電路、EEPROM存儲器電路等相關(guān)技術(shù)的應用，將這些必要的芯片經(jīng)過電路的設計集成在一塊體積較小的電路板上，易于實驗研究及相關(guān)拓展。這樣就極大地解決傳統(tǒng)無線電通信中A/D轉(zhuǎn)換和D/A轉(zhuǎn)換的速率、精度等無法達到對射頻模擬信號直接進行采樣的問題。因此，對軟件無線電技術(shù)深入研究，不僅為無線傳輸信號的質(zhì)量提供了更好的途徑，也極大精簡了傳統(tǒng)無線電設備的復雜結(jié)構(gòu)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供了一種VHF-UHF軟件無線電接收系統(tǒng)，它能夠多次的、連續(xù)的對VHF-UHF頻段的射頻信號進行接收。
[0004]本發(fā)明是這樣來實現(xiàn)的，它包括接收天線、SMB連接器、射頻前端電路、上調(diào)諧器、下調(diào)諧器、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、信號處理模塊和存儲器，其特征在于，接收天線分別連接SMB連接器和射頻前端電路，射頻前端電路分別連接上調(diào)諧器和下調(diào)諧器，上調(diào)諧器和下調(diào)諧器之間也連有SMB連接器，上調(diào)諧器和下調(diào)諧器通過模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊連接信號處理模塊，信號處理模塊連接存儲器。所述的接收系統(tǒng)還包括可編程邏輯器件和穩(wěn)壓器。所述的上調(diào)諧器和下調(diào)諧器均為硅調(diào)諧器，它包括射頻跟蹤濾波器、振蕩器、IF選擇模塊和帶寬控制增益模塊；穩(wěn)壓器為LDO穩(wěn)壓器。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)效果是:該軟件無線電系統(tǒng)VHF-UHF接收系統(tǒng)可將射頻信號轉(zhuǎn)換為中頻信號，該子板與軟件無線電平臺母板及發(fā)射子板配合使用可用于通信等領(lǐng)域。軟件無線電系統(tǒng)的VHF-UHF頻段的接收系統(tǒng)通常是作為軟件無線電平臺母板的射頻前端電路使用，該子板包括兩個獨立的下變頻通道，故可同時接收VHF-UHF頻段中兩路不同頻段的射頻信號，并將接收的輸入信號下變頻至基帶或中頻信號(中頻帶寬為6MHz)，以實現(xiàn)模擬射頻信號和模擬中頻信號之間的轉(zhuǎn)換?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0006]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理圖。
[0007]圖2本發(fā)明所采用的穩(wěn)壓器的一個電路圖。
[0008]圖3本發(fā)明所采用的穩(wěn)壓器的另一個電路圖。
[0009]圖4本發(fā)明所采用的存儲器的電路圖。
[0010]圖5為本發(fā)明所采用的硅調(diào)諧器的電路圖。
[0011]圖6為本發(fā)明接收系統(tǒng)與母板連接方式原理圖。
【具體實施方式】
[0012]如圖1所示，本發(fā)明是這樣來實現(xiàn)的，它包括接收天線、SMB連接器、射頻前端電路、上調(diào)諧器、下調(diào)諧器、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、信號處理模塊和存儲器，其特征在于，接收天線分別連接SMB連接器和射頻前端電路，射頻前端電路分別連接上調(diào)諧器和下調(diào)諧器，上調(diào)諧器和下調(diào)諧器之間也連有SMB連接器，上調(diào)諧器和下調(diào)諧器通過模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊連接信號處理模塊，信號處理模塊連接存儲器，如圖4所示。所述的接收系統(tǒng)還包括可編程邏輯器件和穩(wěn)壓器。所述的上調(diào)諧器和下調(diào)諧器均為硅調(diào)諧器，如圖5所示，它包括射頻跟蹤濾波器、振蕩器、IF選擇模塊和帶寬控制增益模塊；穩(wěn)壓器為LDO穩(wěn)壓器如圖2和3所示。
[0013]由圖1可知本接收系統(tǒng)是一個射頻前端電路，信號經(jīng)接收天線接收后進行相關(guān)處理，將射頻信號經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換，降為中頻信號，再經(jīng)PC機上的軟件，可以對信號進行多種處理。
[0014]在設計本塊軟件無線電系統(tǒng)VHF-UHF接收系統(tǒng)中接收機射頻前端電路的主要的任務是將天線接收到的信號傳輸至硅調(diào)諧器，經(jīng)過IF選擇模塊將信號轉(zhuǎn)換為中頻信號，并且調(diào)整天線接收到的信號幅度，使其能夠在處在最佳輸入幅值范圍內(nèi)。
[0015]電路中采用了兩個硅調(diào)諧器，而硅調(diào)諧器的集成度很高，擁有射頻跟蹤濾波器、振蕩器、IF選擇模塊和寬帶增益控制模塊等，故此子板可作為獨立的輸入，無需SAW濾波器及平衡轉(zhuǎn)換器等外部零件，用于接收外界的VHF-UHF頻段的射頻信號。其特有的主/從架構(gòu)，旨在優(yōu)化多調(diào)諧器應用架構(gòu)。
[0016]由于發(fā)射子板中所包含的元器件需要單獨特別的電壓，需設計一電源電路產(chǎn)生我們所需要的電壓，而在本發(fā)明中所使用到的設計的電源芯片和穩(wěn)壓器芯片能夠設計出低噪放大電路，它引入盡可能小的內(nèi)部噪聲，提供一個非常低噪聲的輸出，并在輸出端獲得最大可能的信噪比。
[0017]為了讓發(fā)射子板更簡便，加入EEPR0M，這使得宿主機(計算機)上的系統(tǒng)軟件能夠根據(jù)插入的子板自動合理地配置系統(tǒng)。在該接收系統(tǒng)中同樣采用了 CMOS CPLD(可編程邏輯器件)，其對低功率操作進行良好的管理，具有多個I/O輸入口，便能對多路傳輸多路信號，此外它能夠完成動態(tài)重新配置，并且具有靈活的時鐘模式，這便使得能夠多次的、連續(xù)的對VHF-UHF頻段的射頻信號進行接收。射頻電壓源應用程序需要一個安靜的環(huán)境，故在電路設計中采用了一個LDO穩(wěn)壓器，它能夠提供一個低噪聲的輸出，其具有的一個噪聲旁路可以進一步降低輸出噪聲，從而滿足射頻電壓源所需的工作環(huán)境。軟件無線電系統(tǒng)VHF-UHF接收系統(tǒng)是采用2個SMB連接器，可用于連接外部上/下調(diào)諧器、信號發(fā)生器或是連接發(fā)射與接收天線，通過這兩個連接器實現(xiàn)信號在空間和硬件電路板上的傳輸轉(zhuǎn)換。[0018]軟件無線電平臺分為母板和子板兩大部分，母版與子板之間通過一個64腳的連接頭進行連接，如圖6所示，母板上的核心器件是FPGA，它是用以實現(xiàn)數(shù)字上/下變頻功能，主要功能是完成中頻高速信號的處理。而子板部分則是負責射頻信號的接收或是發(fā)射，可同時配合天線進行信號在真實空間環(huán)境中的收發(fā)。本設計的軟件無線電接收射頻前端，包括兩個獨立的下變頻通道，可同時接收VHF-UHF中多個頻段、多個方向的射頻信號，并對兩路射頻信號進行下變頻處理，是射頻信號轉(zhuǎn)換為中頻信號，利于軟、硬件對信號進行處理。需要注意的是，該子板接收的信號可以為有軟件產(chǎn)生的，也可以為外界環(huán)境中的信號，在接收HF，VHF和UHF頻段的信號，該子板是比較理想的接收模塊。對于射頻電壓源電路的應用需要在一個安靜的環(huán)境下，故在該子板上使用LDO穩(wěn)壓器提供非常低噪聲的輸出。對于此子板，它的典型應用包括雙頻接收機，空白頻段無線電，ISM頻段接收和廣播電視接收。
【權(quán)利要求】
1.一種VHF-UHF軟件無線電接收系統(tǒng)，它包括接收天線、SMB連接器、射頻前端電路、上調(diào)諧器、下調(diào)諧器、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、信號處理模塊和存儲器，其特征在于，接收天線分別連接SMB連接器和射頻前端電路，射頻前端電路分別連接上調(diào)諧器和下調(diào)諧器，上調(diào)諧器和下調(diào)諧器之間也連有SMB連接器，上調(diào)諧器和下調(diào)諧器通過模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊連接信號處理模塊，信號處理模塊連接存儲器。
2.如權(quán)利要求1所述的一種VHF-UHF軟件無線電接收系統(tǒng)，其特征在于，所述的接收系統(tǒng)還包括可編程邏輯器件和穩(wěn)壓器。
3.如權(quán)利要求1所述的一種VHF-UHF軟件無線電接收系統(tǒng)，其特征在于，所述的上調(diào)諧器和下調(diào)諧器均為硅調(diào)諧器，它包括射頻跟蹤濾波器、振蕩器、IF選擇模塊和帶寬控制增益模塊。
4.如權(quán)利要求2所述的一種VHF-UHF軟件無線電接收系統(tǒng)，其特征在于，所述的穩(wěn)壓器為LDO穩(wěn)壓器。
【文檔編號】H04B1/16GK103762996SQ201410002585
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月4日
【發(fā)明者】姚明, 李慧霞, 白波, 魏葵 申請人:南昌大學