本實用新型涉及射頻信號采樣技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種用于對寬帶中頻信號進行高速采樣處理的系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在現(xiàn)代無線通信系統(tǒng)中，為了滿足大量實時信號的傳輸需求，對數(shù)據(jù)采樣系統(tǒng)也提出了更高速率的要求，例如在飛行器無線控制系統(tǒng)中，為了對飛行器的軌跡進行實時跟蹤和記錄，必需在地面設(shè)備中配置能夠?qū)碜燥w行器的寬帶中頻信號進行高速采樣處理的系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)可提取寬帶中頻信號中任意點頻信號的幅度、功率、相位及信噪比等數(shù)據(jù)，并存儲前述數(shù)據(jù)，待飛行器的飛行任務(wù)結(jié)束后再通過數(shù)據(jù)接口將前述數(shù)據(jù)導(dǎo)出至PC(Personal Computer，個人計算機)機中。

由于寬帶中頻信號大多為頻率較高的射頻信號，則要求對應(yīng)的高速采樣處理系統(tǒng)具有足夠?qū)挼膸捯匀菁{待采樣處理信號，但是較寬的帶寬又會給噪聲諧波帶來干擾，增加產(chǎn)品的設(shè)計困難。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有高速采樣處理系統(tǒng)在帶寬與噪聲抗干擾之間的矛盾問題，本實用新型提供了一種新型的用于對寬帶中頻信號進行高速采樣處理的系統(tǒng)。

本實用新型采用的技術(shù)方案,提供了一種用于對寬帶中頻信號進行高速采樣處理的系統(tǒng)，其特征在于，包括射頻接頭、低噪聲放大器、高階帶通濾波器、單端轉(zhuǎn)差分轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器、衛(wèi)星定位接收模塊、采樣處理模塊、緩存器和非易失性存儲模塊，其中，所述低噪聲放大器的增益介于0～12dB之間；所述射頻接頭、所述低噪聲放大器、所述高階帶通濾波器、所述單端轉(zhuǎn)差分轉(zhuǎn)換器和所述A/D轉(zhuǎn)換器依次通信連接，所述采樣處理模塊分別通信連接所述A/D轉(zhuǎn)換器、所述衛(wèi)星定位接收模塊、所述緩存器和所述非易失性存儲模塊。

優(yōu)化的，還包括通信連接所述采樣處理模塊的數(shù)據(jù)收發(fā)模塊。進一步優(yōu)化的，所述數(shù)據(jù)收發(fā)模塊包括以太網(wǎng)接口、UART接口和/或WiFi無線收發(fā)器。還包括通信連接所述采樣處理模塊的LED存儲狀態(tài)指示燈。

優(yōu)化的，還包括汶波系數(shù)不高于0.2％的直流電源。

優(yōu)化的，所述非易失性存儲模塊包括第一閃存卡、第二閃存卡或/和EEPROM存儲器。

優(yōu)化的，所述射頻接頭采用SMA接口。

優(yōu)化的，所述衛(wèi)星定位接收模塊采用型號為OBT2217BD/GPS的衛(wèi)星定位接收模塊。

優(yōu)化的，所述采樣處理模塊采用FPGA芯片。

綜上，采用本實用新型所提供的用于對寬帶中頻信號進行高速采樣處理的系統(tǒng)，具有如下有益效果：(1)通過在待采樣信號的輸入端配置具有一定增益幅度的低噪聲放大器及高階帶通濾波器，可以解決高速采樣處理系統(tǒng)在帶寬與噪聲抗干擾之間的矛盾問題，使該高速采樣處理系統(tǒng)既具有足夠?qū)挼膸?，又具有較強的噪聲抗干擾特性；(2)可對帶寬中頻信號中的任意點頻信號進行采樣處理，提取出對應(yīng)的幅度、功率、相位及信噪比等數(shù)據(jù)，并可根據(jù)衛(wèi)星定位系統(tǒng)的授時信號為前述數(shù)據(jù)打上時間標(biāo)簽，提高信號采集的時間精度；(3)可以實時存儲經(jīng)采樣處理得到的數(shù)據(jù)，并可通過多種數(shù)據(jù)收發(fā)模塊導(dǎo)出；(4)所述高速采樣處理系統(tǒng)還具有采樣速度快、時鐘誤差小、存儲狀態(tài)可指示、結(jié)構(gòu)簡單及易于實現(xiàn)等優(yōu)點，利于實際推廣和應(yīng)用。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本實用新型提供的用于對寬帶中頻信號進行高速采樣處理的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

以下將參照附圖，通過實施例方式詳細地描述本實用新型提供的用于對寬帶中頻信號進行高速采樣處理的系統(tǒng)。在此需要說明的是，對于這些實施例方式的說明用于幫助理解本實用新型，但并不構(gòu)成對本實用新型的限定。

本文中術(shù)語“和/或”，僅僅是一種描述關(guān)聯(lián)對象的關(guān)聯(lián)關(guān)系，表示可以存在三種關(guān)系，例如，A和/或B，可以表示：單獨存在A，單獨存在B，同時存在A和B三種情況，本文中術(shù)語“/和”是描述另一種關(guān)聯(lián)對象關(guān)系，表示可以存在兩種關(guān)系，例如，A/和B，可以表示：單獨存在A，單獨存在A和B兩種情況，另外，本文中字符“/”，一般表示前后關(guān)聯(lián)對象是一種“或”關(guān)系。

實施例一

圖1示出了本實用新型提供的用于對寬帶中頻信號進行高速采樣處理的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。本實施例提供的所述用于對寬帶中頻信號進行高速采樣處理的系統(tǒng)，包括射頻接頭、低噪聲放大器、高階帶通濾波器、單端轉(zhuǎn)差分轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器、衛(wèi)星定位接收模塊、采樣處理模塊、緩存器和非易失性存儲模塊，其中，所述低噪聲放大器的增益介于0～12dB之間；所述射頻接頭、所述低噪聲放大器、所述高階帶通濾波器、所述單端轉(zhuǎn)差分轉(zhuǎn)換器和所述A/D轉(zhuǎn)換器依次通信連接，所述采樣處理模塊分別通信連接所述A/D轉(zhuǎn)換器、所述衛(wèi)星定位接收模塊、所述緩存器和所述非易失性存儲模塊。

如圖1所示，在所述高速采樣處理系統(tǒng)中，所述射頻接頭用于導(dǎo)入寬帶中頻信號中且處于射頻頻段的點頻信號，其可以但不限于為SMA(Sub-Miniature-A)接口。所述低噪聲放大器用于對所述點頻信號進行低噪聲放大，考慮點頻信號的功率范圍介于-40～0dBm之間，SMA接口的輸出匹配阻抗為50歐姆，根據(jù)公式P＝U²/R，可算出該點頻信號的幅度介于5～50mV之間，可見輸入信號是非常微弱的，為了使放大后的點頻信號幅度介于75～750mV之間，因此最多需要進行15倍(即增益為11.76dB)的限幅放大。所述高階帶通濾波器用于濾除經(jīng)過放大的帶外噪聲信號，提高信噪比和系統(tǒng)的噪聲抗干擾能力。所述單端轉(zhuǎn)差分轉(zhuǎn)換器用于將輸入的單端信號(即點頻信號)轉(zhuǎn)換為差分信號，以便適應(yīng)后續(xù)的A/D轉(zhuǎn)換器。所述A/D轉(zhuǎn)換器用于將差分模擬信號轉(zhuǎn)換為16bit、雙線并行的DDR LVDS(即具有雙倍速率的低壓差分信號)差分?jǐn)?shù)字信號。所述衛(wèi)星定位接收模塊用于與定位衛(wèi)星通信，接收來自定位衛(wèi)星系統(tǒng)的定位信號、授時信號和秒脈沖信號，并將這些信號傳送至所述采樣處理模塊，其可以但不限于采用型號為OBT2217BD/GPS的衛(wèi)星定位接收模塊。所述采樣處理模塊一方面用于根據(jù)由所述秒脈沖信號所確定的采樣周期(例如以秒脈沖為基準(zhǔn)，每50mS采集一次)，對所述DDR LVDS差分?jǐn)?shù)字信號進行采樣，并完成對采樣數(shù)據(jù)的FFT(Fast Fourier Transformation，快速傅氏變換)轉(zhuǎn)換，計算得到對應(yīng)的幅度、功率(P＝U²/R)、相位及信噪比(S/N＝10log(Ps/Pn)，Ps為信號有效功率，Pn為噪聲有效功率)等采樣結(jié)果數(shù)據(jù)，另一方面根據(jù)所述授時信號為前述采樣結(jié)果數(shù)據(jù)打上時間標(biāo)簽，并實時存儲到所述非易失性存儲器中。所述采樣處理模塊可以但不限于采用FPGA芯片實現(xiàn)。所述緩存器用于為采樣處理等數(shù)據(jù)處理過程提供臨時的數(shù)據(jù)緩存空間。

根據(jù)前述高速采樣處理系統(tǒng)及各模塊的工作原理，由于在待采樣信號的輸入端配置了具有一定增益幅度的低噪聲放大器及高階帶通濾波器，可以解決高速采樣處理系統(tǒng)在帶寬與噪聲抗干擾之間的矛盾問題，使該高速采樣處理系統(tǒng)既具有足夠?qū)挼膸?，又具有較強的噪聲抗干擾特性。同時還可對帶寬中頻信號中的任意點頻信號進行采樣處理，提取出對應(yīng)的幅度、功率、相位及信噪比等數(shù)據(jù)，并可根據(jù)衛(wèi)星定位系統(tǒng)的授時信號為前述數(shù)據(jù)打上時間標(biāo)簽，提高信號采集的時間精度。此外，所述高速采樣處理系統(tǒng)還具有采樣速度快、時鐘誤差小、結(jié)構(gòu)簡單及易于實現(xiàn)等優(yōu)點，利于實際推廣和應(yīng)用。

優(yōu)化的，還包括通信連接所述采樣處理模塊的數(shù)據(jù)收發(fā)模塊。如圖1所示，通過所述數(shù)據(jù)收發(fā)模塊，還可以將存儲在所述非易失性存儲器中的采樣結(jié)果數(shù)據(jù)導(dǎo)出至外部設(shè)備中，例如外部的PC機中，或者寫入數(shù)據(jù)，或者進行在線調(diào)試。進一步優(yōu)化的，所述數(shù)據(jù)收發(fā)模塊可以但不限于包括以太網(wǎng)接口、UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用異步收發(fā)傳輸器)接口和/或WiFi無線收發(fā)器等數(shù)據(jù)收發(fā)模塊。此外，為了指示所述非易失性存儲器的空間占用情況，還進一步包括有通信連接所述采樣處理模塊的LED存儲狀態(tài)指示燈。當(dāng)所述非易失性存儲器的空間占用情況大于90％時，可以由所述采樣處理模塊啟動所述LED存儲狀態(tài)指示燈進行亮燈指示，以便警示工作人員通過所述數(shù)據(jù)收發(fā)模塊將存儲的采樣結(jié)果數(shù)據(jù)導(dǎo)出，避免后續(xù)采樣結(jié)果數(shù)據(jù)不能實時存儲的問題。

優(yōu)化的，還包括汶波系數(shù)不高于0.2％的直流電源。如圖1所示，所示直流電源用于為其它模塊或電子器件提供穩(wěn)定的電能支持。

優(yōu)化的，所述非易失性存儲模塊可以但不限于包括第一閃存卡、第二閃存卡或/和EEPROM存儲器等非易失性存儲器。作為舉例的，如圖1所示，在本實施例中，所述非易失性存儲模塊包括有第一閃存卡、第二閃存卡和EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，電可擦可編程只讀存儲器)存儲器，其中，可以設(shè)定由所述第一閃存卡來存儲系統(tǒng)程序，設(shè)定由所述第二閃存卡來存儲在完成任務(wù)調(diào)度、狀態(tài)指示、電源管理和PC軟件交互等過程中所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，設(shè)定由所述EEPROM存儲器來存儲采樣結(jié)果數(shù)據(jù)。

本實施例提供的所述用于對寬帶中頻信號進行高速采樣處理的系統(tǒng)，具有如下有益效果：(1)通過在待采樣信號的輸入端配置具有一定增益幅度的低噪聲放大器及高階帶通濾波器，可以解決高速采樣處理系統(tǒng)在帶寬與噪聲抗干擾之間的矛盾問題，使該高速采樣處理系統(tǒng)既具有足夠?qū)挼膸?，又具有較強的噪聲抗干擾特性；(2)可對帶寬中頻信號中的任意點頻信號進行采樣處理，提取出對應(yīng)的幅度、功率、相位及信噪比等數(shù)據(jù)，并可根據(jù)衛(wèi)星定位系統(tǒng)的授時信號為前述數(shù)據(jù)打上時間標(biāo)簽，提高信號采集的時間精度；(3)可以實時存儲經(jīng)采樣處理得到的數(shù)據(jù)，并可通過多種數(shù)據(jù)收發(fā)模塊導(dǎo)出；(4)所述高速采樣處理系統(tǒng)還具有采樣速度快、時鐘誤差小、存儲狀態(tài)可指示、結(jié)構(gòu)簡單及易于實現(xiàn)等優(yōu)點，利于實際推廣和應(yīng)用。

如上所述，可較好地實現(xiàn)本實用新型。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，根據(jù)本實用新型的教導(dǎo)，設(shè)計出不同形式的用于對寬帶中頻信號進行高速采樣處理的系統(tǒng)并不需要創(chuàng)造性的勞動。在不脫離本實用新型的原理和精神的情況下對這些實施例進行變化、修改、替換、整合和變型仍落入本實用新型的保護范圍內(nèi)。