一種用于無人機(jī)的地空窄帶通信系統(tǒng)的接收終端的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種用于無人機(jī)的地空窄帶通信系統(tǒng)的接收終端，它包括射頻接收模塊、中頻濾波模塊、ADC和FPGA，射頻接收模塊接收來自外部的通信信號以及來自FPGA的控制信號，射頻接收模塊的輸出與中頻濾波模塊連接，中頻濾波模塊的輸出與ADC連接，ADC的輸出與FPGA連接，F(xiàn)PGA的時鐘控制輸出與ADC連接，F(xiàn)PGA的增益控制輸出與射頻接收模塊連接，F(xiàn)PGA還通過內(nèi)部接口輸出解調(diào)數(shù)據(jù)。本實(shí)用新型對可遙測、遙控、數(shù)傳的無人機(jī)的系統(tǒng)中的地空窄帶信號通信子系統(tǒng)進(jìn)行完善，適用于空中的無人機(jī)終端。
【專利說明】一種用于無人機(jī)的地空窄帶通信系統(tǒng)的接收終端

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種用于無人機(jī)的地空窄帶通信系統(tǒng)的接收終端。

【背景技術(shù)】
[0002]無人機(jī)具有費(fèi)效比低、零傷亡和部署靈活等優(yōu)點(diǎn)，可以幫助甚至是代替人類在很多場景中發(fā)揮作用，如災(zāi)后的人員搜救、基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)察等。無論在民用還是軍用領(lǐng)域，無人機(jī)均有著廣闊的應(yīng)用和發(fā)展前景。
[0003]可遙測、遙控、數(shù)傳的無人機(jī)的系統(tǒng)包括空-地雙向通信和地-地雙向通信兩部分，按照傳輸數(shù)據(jù)類型進(jìn)行劃分，可分為寬帶信號通信和窄帶信號通信兩種類型，其中寬帶信號為無人機(jī)偵察圖像數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)和無人機(jī)遙測業(yè)務(wù)，窄帶信號為手持終端與無人機(jī)間遙控通信業(yè)務(wù)，手持終端與車載終端間通信業(yè)務(wù)。而窄帶通信中很重要的一個環(huán)節(jié)就是它的接收終端，接收終端為無人機(jī)終端。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種資源損耗低的、數(shù)據(jù)處理精確的用于無人機(jī)地空窄帶通信系統(tǒng)的接收終端。
[0005]本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:一種用于無人機(jī)的地空窄帶通信系統(tǒng)的接收終端，它包括射頻接收模塊、中頻濾波模塊、ADC和FPGA，射頻接收模塊接收來自外部的通信信號以及來自FPGA的控制信號，射頻接收模塊的輸出與中頻濾波模塊連接，中頻濾波模塊的輸出與ADC連接，ADC的輸出與FPGA連接，F(xiàn)PGA的時鐘控制輸出與ADC連接，F(xiàn)PGA的增益控制輸出與射頻接收模塊連接，F(xiàn)PGA還通過內(nèi)部接口輸出解調(diào)數(shù)據(jù)；
[0006]所述的FPGA包括下變頻模塊、小數(shù)抽取模塊、粗頻偏校正模塊、窄帶濾波模塊、位同步模塊、精頻偏同步模塊、譯碼/判決模塊、解交織模塊和勻速緩沖模塊，下變頻模塊的輸入與ADC連接，下變頻模塊的輸出與小數(shù)抽取模塊連接，小數(shù)抽取模塊的輸出與粗頻偏校正模塊連接，粗頻偏校正模塊的輸出與窄帶濾波模塊連接，窄帶濾波模塊的輸出與位同步模塊連接，位同步模塊的輸出與精頻偏同步模塊連接，精頻偏同步模塊的輸出與譯碼/判決模塊連接，譯碼/判決模塊的輸出與解交織模塊連接，解交織模塊的輸出與勻速緩沖模塊連接，勻速緩沖模塊的輸出通過內(nèi)部接口輸出解調(diào)增益。
[0007]所述的下變頻模塊包括正交混頻電路、低通濾波電路和數(shù)控振蕩電路，正交混頻電路的輸入分別與ADC輸入信號和數(shù)控振蕩電路連接，正交混頻電路輸出1、Q兩路信號至低通濾波電路，低通濾波電路輸出1、Q兩路信號至小數(shù)抽取模塊，所述的數(shù)控振蕩電路使用CORDIC算法。數(shù)控振蕩電路使用CORDIC算法實(shí)現(xiàn)，僅消耗少量的寄存器和加法器資源，不消耗RAM，資源損耗基本上可以忽略不計。
[0008]所述的小數(shù)抽取模塊對下變頻模塊得到的基帶信號進(jìn)行小數(shù)倍抽取，輸出信號樣值至粗頻偏校正模塊。
[0009]由于解擴(kuò)后信號帶寬只有180kHz左右，而最高多普勒頻偏達(dá)3kHz，在某些干擾情況下，頻偏可能會超出常規(guī)的鎖相環(huán)捕獲帶之外，所以這里將載波同步部分拆分成“粗頻偏校正”和“精頻偏同步”兩個環(huán)節(jié)。
[0010]所述的粗頻偏校正模塊包括正交混頻電路、消除調(diào)制信息電路、FFT電路、譜線峰值搜索電路、計算頻偏電路和數(shù)控振蕩電路，正交混頻電路接收來自小數(shù)抽取模塊輸出的信號，正交混頻電路的輸出分別與窄帶濾波模塊和消除調(diào)制信息電路連接，消除調(diào)制信息電路的輸出與FFT電路連接，F(xiàn)FT電路的輸出與譜線峰值搜索電路連接，譜線峰值搜索電路的輸出與計算頻偏電路連接，計算頻偏電路的輸出與數(shù)控振蕩電路連接，數(shù)控振蕩電路的輸出與正交混頻電路連接。
[0011]輸入信號是4倍符號采樣率，進(jìn)入4次方運(yùn)算模塊，消除QPSK的調(diào)制信息，獲得單音頻點(diǎn)信息。經(jīng)過FFT和譜線峰值搜索，即可獲取粗頻偏信息。其中FFT的點(diǎn)數(shù)使用2048點(diǎn)，可以獲得足夠低的殘余頻偏，保證精頻偏同步模塊的正常捕獲。校正一次后，后續(xù)幾次FFT得到的粗頻偏信息接近，峰值足夠，則認(rèn)為已經(jīng)穩(wěn)定，無需再校正；否則認(rèn)為系統(tǒng)失步，重新進(jìn)行粗頻偏校正。
[0012]由于頻偏較大，DDC，實(shí)施的是稍微寬帶的濾波，保證信號譜不受損壞；在粗頻偏校正完成后，再進(jìn)行一次窄帶濾波，進(jìn)一步濾除殘余的帶外噪聲。所述的窄帶濾波模塊用于進(jìn)一步濾除殘余的帶外噪聲。
[0013]由于窄帶信號的信號帶寬較小，不使用SCFDE等均衡技術(shù)。
[0014]位同步使用Gardner算法，對少量的殘余頻偏不敏感(按照3kHz最大頻偏，4.5Mbaud/s左右波特率算，殘余頻偏大約是碼元速率的0.1%左右)，可以位于頻率同步模塊之前。輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行小數(shù)倍內(nèi)插/抽取后，得到4倍符號采樣率的信號；對4倍樣值信號進(jìn)行g(shù)ardner位定時誤差估計，得到瞬時誤差值，通過環(huán)路濾波器濾除高頻噪聲后，驅(qū)動NCO產(chǎn)生定時內(nèi)插使能及內(nèi)插參數(shù)；“Farrow定時內(nèi)插”模塊使用farrow結(jié)構(gòu)，插值得到準(zhǔn)確的碼元判決點(diǎn)，最終通過輸出緩沖輸出；所述的Farrow結(jié)構(gòu)是一種高效的多項(xiàng)式內(nèi)插實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)。
[0015]所述的位同步模塊包括輸入緩沖模塊、reg模塊、定時誤差估計模塊、環(huán)路濾波器、數(shù)控振蕩電路、定時內(nèi)插模塊、輸出緩沖模塊和兩個移位寄存器，輸入緩沖模塊的輸入與窄帶濾波模塊連接，輸入緩沖模塊的輸出與reg模塊連接，reg模塊的輸出與其中一個移位寄存器連接，此移位寄存器的輸出與定時內(nèi)插模塊連接，定時內(nèi)插模塊的一路輸出與另一個移位寄存器連接，此移位寄存器的輸出與定時誤差模塊連接，定時誤差估計模塊的輸出與環(huán)路濾波器連接，環(huán)路濾波器的輸出與數(shù)控振蕩電路連接，數(shù)控振蕩電路的輸出與定時內(nèi)插模塊連接，定時內(nèi)插模塊的另一路輸出通過輸出緩沖模塊輸出數(shù)據(jù)。
[0016]所述的精頻偏同步模塊包括正交混頻電路、數(shù)控振蕩電路、相位誤差估計電路和環(huán)路濾波電路，正交混頻電路、數(shù)控振蕩電路、相位誤差估計電路和環(huán)路濾波電路組成數(shù)字鎖相環(huán)，外部1、Q兩路輸入與位同步模塊連接，正交混頻電路的輸出分別與相位誤差估計電路和譯碼/判決模塊連接，相位誤差估計電路的輸出與環(huán)路濾波電路連接，環(huán)路濾波電路的輸出與數(shù)控振蕩電路連接，數(shù)控振蕩電路的輸出與正交混頻電路連接。所述的數(shù)控振蕩電路的實(shí)現(xiàn)使用的是DDS算法，而不是cordic算法，因?yàn)镕PGA中cordic邏輯的時序延時量較大，導(dǎo)致環(huán)路延遲大，影響頻偏捕獲能力，而DDS只有I到3個elk的延時，可以保證環(huán)路捕獲行為和跟蹤行為的性能。
[0017]所述的譯碼/判決模塊使用維特比軟判決算法，所述的解交織模塊用于實(shí)現(xiàn)簡單的緩沖讀寫。
[0018]所述的勻速緩沖模塊包括數(shù)據(jù)緩沖模塊、緩沖量監(jiān)測模塊、環(huán)路濾波模塊和數(shù)控振蕩模塊，數(shù)據(jù)緩沖模塊接收輸入數(shù)據(jù)和輸入時鐘，數(shù)據(jù)緩沖模塊的一路輸出與緩沖量監(jiān)測模塊連接，數(shù)據(jù)緩沖模塊的另一路輸出輸出數(shù)據(jù)，緩沖量監(jiān)測模塊的輸出與環(huán)路濾波模塊連接，環(huán)路濾波模塊的輸出與數(shù)控振蕩模塊連接，數(shù)控振蕩模塊的一路輸出與數(shù)據(jù)緩沖模塊連接，數(shù)控振蕩模塊的另一路輸出時鐘信號。
[0019]所述的射頻接收模塊包括雙工器、發(fā)送端處理模塊、接收端處理模塊和驅(qū)動模塊，所述雙工器的用于接收和發(fā)送數(shù)據(jù)，所述的發(fā)送端處理模塊的輸出與雙工器連接，接收端處理模塊的輸入與雙工器連接，驅(qū)動模塊的輸出分別與發(fā)送端處理模塊和接收端處理模塊連接；
[0020]所述的驅(qū)動模塊包括晶振、本振、功分模塊、兩個驅(qū)動放大模塊和驅(qū)動器，本振的兩路輸入分別與晶振和SPI碼連接，本振的輸出與功分模塊連接，功分模塊的兩路輸出分別與兩個驅(qū)動放大模塊連接，兩個驅(qū)動放大模塊的輸出分別與發(fā)送端處理模塊和接收端處理模塊連接，驅(qū)動器的輸出與發(fā)送端處理模塊連接，所述的驅(qū)動器輸出5位并行控制碼；
[0021]所述的發(fā)射端處理模塊包括混頻模塊、濾波模塊、放大模塊、數(shù)控衰減模塊、驅(qū)放模塊和功放模塊，混頻模塊的一路輸入為中頻信號，混頻模塊的另一路輸入與驅(qū)動模塊中的其中一個驅(qū)動放大模塊連接，混頻模塊的輸出與濾波模塊連接，濾波模塊的輸出與放大模塊連接，放大模塊的輸出和驅(qū)動模塊的驅(qū)動器的輸出均與數(shù)控衰減模塊連接，數(shù)控衰減模塊的輸出與驅(qū)放模塊連接，驅(qū)放模塊的輸出與功放模塊連接，功放模塊的輸出與雙工器連接；
[0022]所述的接收端處理模塊包括低噪放大模塊、濾波模塊、放大模塊、混頻模塊、濾波模塊和放大模塊，低噪放大模塊的輸入與雙工器連接，低噪放大模塊的輸出與濾波模塊連接，濾波模塊的輸出與放大模塊連接，放大模塊的輸出和驅(qū)動模塊的另一個驅(qū)動放大模塊的輸出均與混頻模塊連接，混頻模塊的輸出與濾波模塊連接，濾波模塊與放大模塊連接，放大模塊輸出信號。
[0023]本實(shí)用新型的有益效果是:(I) ADC輸入的信號經(jīng)過下變頻得到基帶信號，下變頻中的數(shù)控振蕩電路使用CORDIC算法實(shí)現(xiàn)，僅消耗少量的寄存器和加法器資源，不消耗RAM，資源損耗基本上可以忽略不計；(2)基帶信號進(jìn)行小數(shù)倍抽取，得到4倍碼元速率的信號樣值，再進(jìn)行匹配濾波，這樣做的好處是利于匹配濾波系數(shù)的計算；(3)由于解擴(kuò)后信號帶寬只有180kHz左右，而最高多普勒頻偏達(dá)3kHz，在某些干擾情況下，頻偏可能會超出常規(guī)的鎖相環(huán)捕獲帶之外，所以這里將載波同步部分拆分成“粗頻偏校正”和“精頻偏同步”兩個環(huán)節(jié)；(4)由于頻偏較大，DDC，實(shí)施的是稍微寬帶的濾波，保證信號譜不受損壞；(5)在粗頻偏校正完成后，再進(jìn)行一次窄帶濾波，進(jìn)一步濾除殘余的帶外噪聲；(6)窄帶信號的信號帶寬較小，不再使用SCFDE等均衡技術(shù)，節(jié)約成本；(7)判決后的比特信息經(jīng)過信道譯碼，得到糾錯后的結(jié)果，為了支持遙測的精確時標(biāo)，解調(diào)數(shù)據(jù)將進(jìn)行勻速輸出；(8)由于前面幾點(diǎn)，本實(shí)用新型便可適用于一種可遙測、遙控、數(shù)傳的無人機(jī)的地空窄帶通信系統(tǒng)的接收終端，接收終端包括無人機(jī)終端。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)方框圖；
[0025]圖2為FPGA功能模塊結(jié)構(gòu)圖；
[0026]圖3為下變頻模塊結(jié)構(gòu)圖；
[0027]圖4為粗頻偏校正模塊結(jié)構(gòu)圖；
[0028]圖5為位同步模塊結(jié)構(gòu)圖；
[0029]圖6為Farrow結(jié)構(gòu)框圖；
[0030]圖7為精頻偏同步結(jié)構(gòu)圖；
[0031 ]圖8為勻速緩沖模塊結(jié)構(gòu)圖；
[0032]圖9為射頻接收模塊結(jié)構(gòu)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0033]下面結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)描述本實(shí)用新型的技術(shù)方案:如圖1所示，一種用于無人機(jī)的地空窄帶通信系統(tǒng)的接收終端，它包括射頻接收模塊、中頻濾波模塊、ADC和FPGA，射頻接收模塊接收來自外部的通信信號以及來自FPGA的控制信號，射頻接收模塊的輸出與中頻濾波模塊連接，中頻濾波模塊的輸出與ADC連接，ADC的輸出與FPGA連接，F(xiàn)PGA的時鐘控制輸出與ADC連接，F(xiàn)PGA的增益控制輸出與射頻接收模塊連接，F(xiàn)PGA還通過內(nèi)部接口輸出解調(diào)數(shù)據(jù)；
[0034]如圖2所示，所述的FPGA包括下變頻模塊、小數(shù)抽取模塊、粗頻偏校正模塊、窄帶濾波模塊、位同步模塊、精頻偏同步模塊、譯碼/判決模塊、解交織模塊和勻速緩沖模塊，下變頻模塊的輸入與ADC連接，下變頻模塊的輸出與小數(shù)抽取模塊連接，小數(shù)抽取模塊的輸出與粗頻偏校正模塊連接，粗頻偏校正模塊的輸出與窄帶濾波模塊連接，窄帶濾波模塊的輸出與位同步模塊連接，位同步模塊的輸出與精頻偏同步模塊連接，精頻偏同步模塊的輸出與譯碼/判決模塊連接，譯碼/判決模塊的輸出與解交織模塊連接，解交織模塊的輸出與勻速緩沖模塊連接，勻速緩沖模塊的輸出通過內(nèi)部接口輸出解調(diào)增益。
[0035]如圖3所示，所述的下變頻模塊包括正交混頻電路、低通濾波電路和數(shù)控振蕩電路，正交混頻電路的輸入分別與ADC輸入信號和數(shù)控振蕩電路連接，正交混頻電路輸出1、Q兩路信號至低通濾波電路，低通濾波電路輸出1、Q兩路信號至小數(shù)抽取模塊，所述的數(shù)控振蕩電路使用CORDIC算法。數(shù)控振蕩電路使用CORDIC算法實(shí)現(xiàn)，僅消耗少量的寄存器和加法器資源，不消耗RAM，資源損耗基本上可以忽略不計。數(shù)控振蕩電路在初始時，設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)的160MHz中頻鏡像(數(shù)字頻率為2 * pi * 3/10 )頻點(diǎn)。在解擴(kuò)捕獲過程中，需要對信號的粗略頻偏值進(jìn)行搜索，所以這里帶有來自解擴(kuò)模塊的“頻點(diǎn)搜索參數(shù)”輸入。
[0036]所述的小數(shù)抽取模塊對下變頻模塊得到的基帶信號進(jìn)行小數(shù)倍抽取，輸出輸出4倍碼元速率的信號樣值至粗頻偏校正模塊。
[0037]由于解擴(kuò)后信號帶寬只有180kHz左右，而最高多普勒頻偏達(dá)3kHz，在某些干擾情況下，頻偏可能會超出常規(guī)的鎖相環(huán)捕獲帶之外，所以這里將載波同步部分拆分成“粗頻偏校正”和“精頻偏同步”兩個環(huán)節(jié)。
[0038]所述的粗頻偏校正模塊包括正交混頻電路、消除調(diào)制信息電路、FFT電路、譜線峰值搜索電路、計算頻偏電路和數(shù)控振蕩電路，正交混頻電路接收來自小數(shù)抽取模塊輸出的信號，正交混頻電路的輸出分別與窄帶濾波模塊和消除調(diào)制信息電路連接，消除調(diào)制信息電路的輸出與FFT電路連接，F(xiàn)FT電路的輸出與譜線峰值搜索電路連接，譜線峰值搜索電路的輸出與計算頻偏電路連接，計算頻偏電路的輸出與數(shù)控振蕩電路連接，數(shù)控振蕩電路的輸出與正交混頻電路連接。
[0039]由于頻偏較大，DDC，實(shí)施的是稍微寬帶的濾波，保證信號譜不受損壞；在粗頻偏校正完成后，再進(jìn)行一次窄帶濾波，進(jìn)一步濾除殘余的帶外噪聲。所述的窄帶濾波模塊用于進(jìn)一步濾除殘余的帶外噪聲。
[0040]由于窄帶信號的信號帶寬較小，不使用SCFDE等均衡技術(shù)。
[0041 ] 位同步使用Gardner算法，對少量的殘余頻偏不敏感(按照3kHz最大頻偏，4.5Mbaud/s左右波特率算，殘余頻偏大約是碼元速率的0.1%左右)，可以位于頻率同步模塊之前。輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行小數(shù)倍內(nèi)插/抽取后，得到4倍符號采樣率的信號；對4倍樣值信號進(jìn)行g(shù)ardner位定時誤差估計，得到瞬時誤差值，通過環(huán)路濾波器濾除高頻噪聲后，驅(qū)動NCO產(chǎn)生定時內(nèi)插使能及內(nèi)插參數(shù)；“Farrow定時內(nèi)插”模塊使用farrow結(jié)構(gòu)，插值得到準(zhǔn)確的碼元判決點(diǎn)，最終通過輸出緩沖輸出；所述的Farrow結(jié)構(gòu)是一種高效的多項(xiàng)式內(nèi)插實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)。所述的位同步模塊包括輸入緩沖模塊、reg模塊、定時誤差估計模塊、環(huán)路濾波器、數(shù)控振蕩電路、定時內(nèi)插模塊、輸出緩沖模塊和兩個移位寄存器，輸入緩沖模塊的輸入與窄帶濾波模塊連接，輸入緩沖模塊的輸出與reg模塊連接，reg模塊的輸出與其中一個移位寄存器連接，此移位寄存器的輸出與定時內(nèi)插模塊連接，定時內(nèi)插模塊的一路輸出與另一個移位寄存器連接，此移位寄存器的輸出與定時誤差模塊連接，定時誤差估計模塊的輸出與環(huán)路濾波器連接，環(huán)路濾波器的輸出與數(shù)控振蕩電路連接，數(shù)控振蕩電路的輸出與定時內(nèi)插模塊連接，定時內(nèi)插模塊的另一路輸出通過輸出緩沖模塊輸出數(shù)據(jù)。
[0042]所述的精頻偏同步模塊包括正交混頻電路、數(shù)控振蕩電路、相位誤差估計電路和環(huán)路濾波電路，正交混頻電路、數(shù)控振蕩電路、相位誤差估計電路和環(huán)路濾波電路組成數(shù)字鎖相環(huán)，外部1、Q兩路輸入與位同步模塊連接，正交混頻電路的輸出分別與相位誤差估計電路和譯碼/判決模塊連接，相位誤差估計電路的輸出與環(huán)路濾波電路連接，環(huán)路濾波電路的輸出與數(shù)控振蕩電路連接，數(shù)控振蕩電路的輸出與正交混頻電路連接。所述的數(shù)控振蕩電路的實(shí)現(xiàn)使用的是DDS算法，而不是cordic算法，因?yàn)镕PGA中cordic邏輯的時序延時量較大，導(dǎo)致環(huán)路延遲大，影響頻偏捕獲能力，而DDS只有I到3個elk的延時，可以保證環(huán)路捕獲行為和跟蹤行為的性能。
[0043]所述的譯碼/判決模塊使用維特比軟判決算法，調(diào)用Xilinx官方IPCORE即可。
[0044]所述的解交織模塊用于實(shí)現(xiàn)簡單的緩沖讀寫。
[0045]所述的勻速緩沖模塊包括數(shù)據(jù)緩沖模塊、緩沖量監(jiān)測模塊、環(huán)路濾波模塊和數(shù)控振蕩模塊，數(shù)據(jù)緩沖模塊接收輸入數(shù)據(jù)和輸入時鐘，數(shù)據(jù)緩沖模塊的一路輸出與緩沖量監(jiān)測模塊連接，數(shù)據(jù)緩沖模塊的另一路輸出輸出數(shù)據(jù)，緩沖量監(jiān)測模塊的輸出與環(huán)路濾波模塊連接，環(huán)路濾波模塊的輸出與數(shù)控振蕩模塊連接，數(shù)控振蕩模塊的一路輸出與數(shù)據(jù)緩沖模塊連接，數(shù)控振蕩模塊的另一路輸出時鐘信號。
[0046]所述的射頻接收模塊包括雙工器、發(fā)送端處理模塊、接收端處理模塊和驅(qū)動模塊，所述雙工器的用于接收和發(fā)送數(shù)據(jù)，所述的發(fā)送端處理模塊的輸出與雙工器連接，接收端處理模塊的輸入與雙工器連接，驅(qū)動模塊的輸出分別與發(fā)送端處理模塊和接收端處理模塊連接；
[0047]所述的驅(qū)動模塊包括晶振、本振、功分模塊、兩個驅(qū)動放大模塊和驅(qū)動器，本振的兩路輸入分別與晶振和SPI碼連接，本振的輸出與功分模塊連接，功分模塊的兩路輸出分別與兩個驅(qū)動放大模塊連接，兩個驅(qū)動放大模塊的輸出分別與發(fā)送端處理模塊和接收端處理模塊連接，驅(qū)動器的輸出與發(fā)送端處理模塊連接，所述的驅(qū)動器輸出5位并行控制碼；
[0048]所述的發(fā)射端處理模塊包括混頻模塊、濾波模塊、放大模塊、數(shù)控衰減模塊、驅(qū)放模塊和功放模塊，混頻模塊的一路輸入為中頻信號，混頻模塊的另一路輸入與驅(qū)動模塊中的其中一個驅(qū)動放大模塊連接，混頻模塊的輸出與濾波模塊連接，濾波模塊的輸出與放大模塊連接，放大模塊的輸出和驅(qū)動模塊的驅(qū)動器的輸出均與數(shù)控衰減模塊連接，數(shù)控衰減模塊的輸出與驅(qū)放模塊連接，驅(qū)放模塊的輸出與功放模塊連接，功放模塊的輸出與雙工器連接；
[0049]所述的接收端處理模塊包括低噪放大模塊、濾波模塊、放大模塊、混頻模塊、濾波模塊和放大模塊，低噪放大模塊的輸入與雙工器連接，低噪放大模塊的輸出與濾波模塊連接，濾波模塊的輸出與放大模塊連接，放大模塊的輸出和驅(qū)動模塊的另一個驅(qū)動放大模塊的輸出均與混頻模塊連接，混頻模塊的輸出與濾波模塊連接，濾波模塊與放大模塊連接，放大模塊輸出信號。
[0050]在接收通道，1430MHz (上行遙控信號)信號經(jīng)低噪放大后濾波再放大，混頻到70±2MHz中頻。將中頻放大后輸出，輸出功率為_5dBm?OdBm。
【權(quán)利要求】
1.一種用于無人機(jī)的地空窄帶通信系統(tǒng)的接收終端，其特征在于:它包括射頻接收模塊、中頻濾波模塊、ADC和FPGA，射頻接收模塊接收來自外部的通信信號以及來自FPGA的控制信號，射頻接收模塊的輸出與中頻濾波模塊連接，中頻濾波模塊的輸出與ADC連接，ADC的輸出與FPGA連接，F(xiàn)PGA的時鐘控制輸出與ADC連接，F(xiàn)PGA的增益控制輸出與射頻接收模塊連接，F(xiàn)PGA還通過內(nèi)部接口輸出解調(diào)數(shù)據(jù)； 所述的FPGA包括下變頻模塊、小數(shù)抽取模塊、粗頻偏校正模塊、窄帶濾波模塊、位同步模塊、精頻偏同步模塊、譯碼/判決模塊、解交織模塊和勻速緩沖模塊，下變頻模塊的輸入與ADC連接，下變頻模塊的輸出與小數(shù)抽取模塊連接，小數(shù)抽取模塊的輸出與粗頻偏校正模塊連接，粗頻偏校正模塊的輸出與窄帶濾波模塊連接，窄帶濾波模塊的輸出與位同步模塊連接，位同步模塊的輸出與精頻偏同步模塊連接，精頻偏同步模塊的輸出與譯碼/判決模塊連接，譯碼/判決模塊的輸出與解交織模塊連接，解交織模塊的輸出與勻速緩沖模塊連接，勻速緩沖模塊的輸出通過內(nèi)部接口輸出解調(diào)增益。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于無人機(jī)的地空窄帶通信系統(tǒng)的接收終端，其特征在于:所述的下變頻模塊包括正交混頻電路、低通濾波電路和數(shù)控振蕩電路，正交混頻電路的輸入分別與ADC輸入信號和數(shù)控振蕩電路連接，正交混頻電路輸出1、Q兩路信號至低通濾波電路，低通濾波電路輸出1、Q兩路信號至小數(shù)抽取模塊，所述的數(shù)控振蕩電路使用CORDIC 算法。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于無人機(jī)的地空窄帶通信系統(tǒng)的接收終端，其特征在于:所述的粗頻偏校正模塊包括正交混頻電路、消除調(diào)制信息電路、FFT電路、譜線峰值搜索電路、計算頻偏電路和數(shù)控振蕩電路，正交混頻電路接收來自小數(shù)抽取模塊輸出的信號，正交混頻電路的輸出分別與窄帶濾波模塊和消除調(diào)制信息電路連接，消除調(diào)制信息電路的輸出與FFT電路連接，F(xiàn)FT電路的輸出與譜線峰值搜索電路連接，譜線峰值搜索電路的輸出與計算頻偏電路連接，計算頻偏電路的輸出與數(shù)控振蕩電路連接，數(shù)控振蕩電路的輸出與正交混頻電路連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于無人機(jī)的地空窄帶通信系統(tǒng)的接收終端，其特征在于:所述的位同步模塊包括輸入緩沖模塊、reg模塊、定時誤差估計模塊、環(huán)路濾波器、數(shù)控振蕩電路、定時內(nèi)插模塊、輸出緩沖模塊和兩個移位寄存器，輸入緩沖模塊的輸入與窄帶濾波模塊連接，輸入緩沖模塊的輸出與reg模塊連接，reg模塊的輸出與其中一個移位寄存器連接，此移位寄存器的輸出與定時內(nèi)插模塊連接，定時內(nèi)插模塊的一路輸出與另一個移位寄存器連接，此移位寄存器的輸出與定時誤差模塊連接，定時誤差估計模塊的輸出與環(huán)路濾波器連接，環(huán)路濾波器的輸出與數(shù)控振蕩電路連接，數(shù)控振蕩電路的輸出與定時內(nèi)插模塊連接，定時內(nèi)插模塊的另一路輸出通過輸出緩沖模塊輸出數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于無人機(jī)的地空窄帶通信系統(tǒng)的接收終端，其特征在于:所述的精頻偏同步模塊包括正交混頻電路、數(shù)控振蕩電路、相位誤差估計電路和環(huán)路濾波電路，正交混頻電路、數(shù)控振蕩電路、相位誤差估計電路和環(huán)路濾波電路組成數(shù)字鎖相環(huán)，外部1、Q兩路輸入與位同步模塊連接，正交混頻電路的輸出分別與相位誤差估計電路和譯碼/判決模塊連接，相位誤差估計電路的輸出與環(huán)路濾波電路連接，環(huán)路濾波電路的輸出與數(shù)控振蕩電路連接，數(shù)控振蕩電路的輸出與正交混頻電路連接，所述的數(shù)控振蕩電路實(shí)用DDS算法。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于無人機(jī)的地空窄帶通信系統(tǒng)的接收終端，其特征在于:所述的勻速緩沖模塊包括數(shù)據(jù)緩沖模塊、緩沖量監(jiān)測模塊、環(huán)路濾波模塊和數(shù)控振蕩模塊，數(shù)據(jù)緩沖模塊接收輸入數(shù)據(jù)和輸入時鐘，數(shù)據(jù)緩沖模塊的一路輸出與緩沖量監(jiān)測模塊連接，數(shù)據(jù)緩沖模塊的另一路輸出輸出數(shù)據(jù)，緩沖量監(jiān)測模塊的輸出與環(huán)路濾波模塊連接，環(huán)路濾波模塊的輸出與數(shù)控振蕩模塊連接，數(shù)控振蕩模塊的一路輸出與數(shù)據(jù)緩沖模塊連接，數(shù)控振蕩模塊的另一路輸出時鐘信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于無人機(jī)的地空窄帶通信系統(tǒng)的接收終端，其特征在于:所述的射頻接收模塊包括雙工器、發(fā)送端處理模塊、接收端處理模塊和驅(qū)動模塊，所述雙工器的用于接收和發(fā)送數(shù)據(jù)，所述的發(fā)送端處理模塊的輸出與雙工器連接，接收端處理模塊的輸入與雙工器連接，驅(qū)動模塊的輸出分別與發(fā)送端處理模塊和接收端處理模塊連接; 所述的驅(qū)動模塊包括晶振、本振、功分模塊、兩個驅(qū)動放大模塊和驅(qū)動器，本振的兩路輸入分別與晶振和SPI碼連接，本振的輸出與功分模塊連接，功分模塊的兩路輸出分別與兩個驅(qū)動放大模塊連接，兩個驅(qū)動放大模塊的輸出分別與發(fā)送端處理模塊和接收端處理模塊連接，驅(qū)動器的輸出與發(fā)送端處理模塊連接，所述的驅(qū)動器輸出5位并行控制碼； 所述的發(fā)射端處理模塊包括混頻模塊、濾波模塊、放大模塊、數(shù)控衰減模塊、驅(qū)放模塊和功放模塊，混頻模塊的一路輸入為中頻信號，混頻模塊的另一路輸入與驅(qū)動模塊中的其中一個驅(qū)動放大模塊連接，混頻模塊的輸出與濾波模塊連接，濾波模塊的輸出與放大模塊連接，放大模塊的輸出和驅(qū)動模塊的驅(qū)動器的輸出均與數(shù)控衰減模塊連接，數(shù)控衰減模塊的輸出與驅(qū)放模塊連接，驅(qū)放模塊的輸出與功放模塊連接，功放模塊的輸出與雙工器連接; 所述的接收端處理模塊包括低噪放大模塊、濾波模塊、放大模塊、混頻模塊、濾波模塊和放大模塊，低噪放大模塊的輸入與雙工器連接，低噪放大模塊的輸出與濾波模塊連接，濾波模塊的輸出與放大模塊連接，放大模塊的輸出和驅(qū)動模塊的另一個驅(qū)動放大模塊的輸出均與混頻模塊連接，混頻模塊的輸出與濾波模塊連接，濾波模塊與放大模塊連接，放大模塊輸出信號。
【文檔編號】H04L25/03GK204180104SQ201420718516
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年11月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月26日
【發(fā)明者】龍寧, 李亞斌, 張瀾, 張星星 申請人:成都中遠(yuǎn)信電子科技有限公司