一種基于射頻直采的寬帶數(shù)字信道化系統(tǒng)及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種寬帶數(shù)字信道化系統(tǒng)及方法，特別是一種涉及寬帶數(shù)字接收機領域的基于射頻直采的寬帶數(shù)字信道化系統(tǒng)及方法。
【背景技術】
[0002]目前寬帶數(shù)字接收機主要有兩種方式來實現(xiàn)，一是通過超高速ADC進行直接射頻采樣;二是通過信道化方式進行中頻采樣。
[0003]目前第一種射頻直采方式主要局限于模數(shù)轉換器一ADC，現(xiàn)在國內(nèi)最常用的高速ADC的采樣頻率一般在3GHz以下、位寬在lObit以下，因此國內(nèi)數(shù)字接收機的最大帶寬在1G左右，因此基于國內(nèi)目前水平還無法實現(xiàn)射頻直接采樣。據(jù)國外研究機構報道，美國泰克公司已經(jīng)研制出單片8b i t 12.5GSPS ADC，采集帶寬達到5GHz。然而由于ADC器件的工藝限制，再想通過提高ADC的采樣頻率的方式提高帶寬已變得非常困難，因此國內(nèi)外主要通過使用多片ADC器件進行交織采樣的方式來拓展帶寬，據(jù)報道，安捷倫公司已經(jīng)通過多片ADC器件交織的方式實現(xiàn)了80GHz的采樣技術，但是由于交織采樣方式的諸多限制，例如:需要經(jīng)常校準以及動態(tài)范圍有限，因此交織采樣的方式至今只在示波器等測試儀器中使用。
[0004]第二種信道化方式是通過濾波器組將寬帶的射頻信號變成一組窄帶的射頻信號，利用混頻器將窄帶的射頻信號變頻到中頻，再通過一組相對低速的ADC進行奈奎斯特采樣。但這種方式由于射頻通道上存在大量的變頻環(huán)節(jié)，造成通道的幅相一致性較差，帶內(nèi)波動大，并且信號失真嚴重，擴展性及靈活性都較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種具有射頻直接采樣的寬帶數(shù)字信道化系統(tǒng)及方法，能夠在解決通道一致性差、帶內(nèi)波動大和信號失真嚴重的不足同時，同時實現(xiàn)射頻通道的小型化、低功耗及靈活性。
[0006]本發(fā)明采用的技術方案如下:一種基于射頻直采的寬帶數(shù)字信道化系統(tǒng)，其特征在于，包括依次相連的前端低噪放、功分器、帶通濾波器組、采樣保持器組和模數(shù)轉換器組；其中，
前端低噪放與接收天線相連，對接收的射頻信號并進行低噪聲放大；
功分器將低噪聲放大后的射頻信號進行N路功分為完全一致的N路射頻信號；
所述窄帶濾波器組包括N路帶通濾波器，與N路射頻信號一一對應;將所述N路射頻信號進行窄帶濾波，形成N路不同頻段的窄帶射頻信號；
所述采樣保持器組包括N路采樣保持器，與N路帶通濾波器一一對應相連;在滿足奈奎斯特采樣定理的情況下，將N路窄帶的射頻信號送到采樣保持器組中進行射頻直接采樣，將高頻窄帶的射頻信號搬移到中頻部分，形成N路中頻信號；
所述模數(shù)轉換器組包括N路模數(shù)轉換器，與N路采樣保持器一一對應相連;將N路中頻信號進行二次采樣和量化，形成N路信道化數(shù)據(jù)； 所述N為大于等于2的整數(shù)。
[0007]在應用中，最后將N路信道化數(shù)據(jù)傳輸?shù)教幚韱卧M行信號的檢測、融合處理，形成最終的處理結果。
[0008]一種基于射頻直采的寬帶數(shù)字信道化方法，其特征在于，具體方法為:天線接收到射頻信號直接進入前端低噪放進行低噪聲放大，放大到合適的功率后，送到后端功分器中進行N路功分，形成完全一致的N路射頻信號;所述N路射頻信號送到窄帶濾波器組中進行窄帶濾波，形成N路不同頻段的窄帶射頻信號;在滿足奈奎斯特采樣定理的情況下，將N路窄帶的射頻信號送到采樣保持器組中進行射頻直接采樣，將高頻窄帶的射頻信號搬移到中頻部分形成N路中頻信號;再將N路中頻信號送到模數(shù)轉換器組中進行二次采樣、量化，形成N路信道化數(shù)據(jù);所述N為大于等于2的整數(shù)，根據(jù)實際情況而定。
[0009]本技術方案相對于傳統(tǒng)寬帶數(shù)字信道化接收系統(tǒng)及方法省去了混頻器組和低通濾波器組，還省去了大量變頻及濾波環(huán)節(jié)。同時，為了實現(xiàn)射頻直采功能增加了采樣保持器組，不用變頻即可對窄帶射頻信號直接進行采樣。
[0010]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是:能夠對信道化后的射頻信號進行直接采樣，省去了射頻通道上大量變頻環(huán)節(jié)，簡化了射頻通道的設計，解決了射頻通道幅相一致性差、帶內(nèi)波動大及信號失真嚴重的問題，并且有利于射頻通道的小型化、低功耗及靈活性。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明其中一引用實施例的原理示意圖。
[0012]圖2為現(xiàn)有技術寬帶數(shù)字信道化的原理示意圖。
【具體實施方式】
[0013]為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0014]本說明書(包括摘要和附圖)中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或者具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。
[0015]如圖1所示，在本實施例中，包括前端低噪放、功分器、帶通濾波器組1、采樣保持器組2、模數(shù)轉換器組3及處理單元。天線接收到射頻信號直接進入前端低噪放進行低噪聲放大，放大到合適的功率后，送到后端功分器中進行N路功分，形成完全一致的N路射頻信號；所述N路射頻信號送到窄帶濾波器組中進行窄帶濾波，形成N路不同頻段的窄帶射頻信號；在滿足奈奎斯特采樣定理的情況下，將N路窄帶的射頻信號送到采樣保持器組中進行射頻直接采樣，將高頻窄帶的射頻信號搬移到中頻部分形成N路中頻信號;再將N路中頻信號送到模數(shù)轉換器組中進行二次采樣、量化，形成N路信道化數(shù)據(jù);所述N為大于等于2的整數(shù)，根據(jù)實際情況而定。在應用中，最后將N路信道化數(shù)據(jù)傳輸?shù)教幚韱卧M行信號的檢測、融合處理，形成最終的處理結果。
[0016]如圖2所示，傳統(tǒng)寬帶數(shù)字信道化系統(tǒng)中，包括依次相連的前端低噪放、功分器、帶通濾波器組4、混頻器組5、低通濾波器組6、和模數(shù)轉換器組7。
[0017]本發(fā)明相對于傳統(tǒng)寬帶數(shù)字信道化方法，如圖2所示，省去了混頻器組5和低通濾波器組6，省去了大量變頻及濾波環(huán)節(jié)。本發(fā)明為了實現(xiàn)射頻直采功能，如圖1所示，增加了采樣保持器組2，不用變頻即可對窄帶射頻信號直接進行采樣，能夠提高通道的幅相一致性，并且?guī)?nèi)波動較小，信號失真小;使用這種架構可以簡化射頻通道的設計，有利于寬帶數(shù)字信道化接收機的小型化、低功耗和靈活性。
【主權項】
1.一種基于射頻直采的寬帶數(shù)字信道化系統(tǒng)，其特征在于，包括依次相連的前端低噪放、功分器、帶通濾波器組、采樣保持器組和模數(shù)轉換器組;其中， 前端低噪放與接收天線相連，對接收的射頻信號并進行低噪聲放大； 功分器將低噪聲放大后的射頻信號進行N路功分為完全一致的N路射頻信號； 所述窄帶濾波器組包括N路帶通濾波器，與N路射頻信號一一對應； 所述采樣保持器組包括N路采樣保持器，與N路帶通濾波器一一對應相連； 所述模數(shù)轉換器組包括N路模數(shù)轉換器，與N路采樣保持器一一對應相連； 所述N為大于等于2的整數(shù)。2.一種基于射頻直采的寬帶數(shù)字信道化方法，其特征在于，具體方法為:天線接收到射頻信號直接進入前端低噪放進行低噪聲放大后，送到后端功分器中進行N路功分，形成完全一致的N路射頻信號;所述N路射頻信號送到窄帶濾波器組中進行窄帶濾波，形成N路不同頻段的窄帶射頻信號;在滿足奈奎斯特采樣定理的情況下，將N路窄帶的射頻信號送到采樣保持器組中進行射頻直接采樣，將高頻窄帶的射頻信號搬移到中頻部分形成N路中頻信號;再將N路中頻信號送到模數(shù)轉換器組中進行二次采樣、量化，形成N路信道化數(shù)據(jù);所述N為大于等于2的整數(shù)。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于射頻直采的寬帶數(shù)字信道化系統(tǒng)及方法。前端低噪放將射頻信號進行低噪聲放大后，送到后端功分器中進行N路功分，形成完全一致的N路射頻信號；再送到窄帶濾波器組中進行窄帶濾波，形成N路不同頻段的窄帶射頻信號；再將N路窄帶的射頻信號送到采樣保持器組中進行射頻直接采樣，將高頻窄帶的射頻信號搬移到中頻部分形成N路中頻信號；再送到模數(shù)轉換器組中進行二次采樣、量化，形成N路信道化數(shù)據(jù)。能夠對信道化后的射頻信號進行直接采樣，省去了射頻通道上大量變頻環(huán)節(jié)，簡化了射頻通道的設計，解決了射頻通道幅相一致性差、帶內(nèi)波動大及信號失真嚴重的問題，并且有利于射頻通道的小型化、低功耗及靈活性。
【IPC分類】H04B1/16
【公開號】CN105429658
【申請?zhí)枴緾N201510765474
【發(fā)明人】曹森, 陳俊霖
【申請人】中國電子科技集團公司第二十九研究所
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年11月11日