一种用软件无线电实现的北斗干扰信号测试仪的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用软件无线电实现的北斗干扰信号测试仪，包括低噪声放大器(LNA)、射频混频器(RF Mixer)、中频可变增益放大器(IF VGA)、中频混频器(IF Mixer)、中频滤波器（IF Filter)、自动增益控制电路(AGC)和两个独立的频率合成器(PLL)功能单元；所述的自动增益控制电路的后部设置有高速ADC(模数转换器）。同时将中频信号的时域波形和频谱波形显示在高分辨率LCD液晶屏上进行人工分析，其结构简单，使用方便，操作简单，具有抗干扰能力强、可靠性高，恶劣条件下可靠、准确的对北斗干扰信号进行分析和量化，为本地北斗定位导航设备提供干扰信号的排除解决方案。
【专利说明】
一种用软件无线电实现的北斗干扰信号测试仪
技术领域
[0001]本实用新型涉及通信、导航领域，具体涉及一种用软件无线电实现的北斗干扰信号测试仪。
【背景技术】
[0002]中国北斗卫星导航系统(BeiDouNavigat1n Satellite System，BDS)是中国自行研制的全球卫星导航系统。北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并具短报文通信能力，已经初步具备区域导航、定位和授时能力，定位精度10米，测速精度0.2米/秒，授时精度1纳秒。
[0003]目前基于北斗系统的定位导航设备已经在军事、交通、测绘等多个领域广泛应用，但北斗系统所采用的也是基于微波频段的无线通信系统，在战时或特定环境下可能会被有意或无意干扰，对于北斗信号的干扰状态进行判断、分析和量化则是北斗系统在广泛应用后所面对的重要问题。
[0004]传统的干扰检测方法主要有接收机相关前干扰检测和相关后干扰检测。相关前检测需要没有干扰的信号来参与信号特征的提取，但会导致干扰信号的频谱信息部分丢失，因而增加了干扰类型估计的难度。而相关后检测方法主要对载噪比进行统计分析，但接收必须处于一个干扰信号不是很强的环境中，这限制了接收机的干扰监测能力。
【发明内容】
[0005]本实用新型要解决的技术问题是提供一种用软件无线电实现的北斗干扰信号测试仪。
[0006]为解决上述问题，本实用新型采用如下技术方案:一种用软件无线电实现的北斗干扰信号测试仪，包括低噪声放大器(LNA)、射频混频器(RF Mixer)、中频可变增益放大器(IF VGA)、中频混频器(IF Mixer)、中频滤波器(IF Filter)、自动增益控制电路(AGC)和两个独立的频率合成器(PLL)功能单元;所述的自动增益控制电路的后部设置有高速ADC(模数转换器)。同时将中频信号的时域波形和频谱波形显示在高分辨率LCD液晶屏上进行人工分析。
[0007]进一步地，所述的低噪声放大器(LNA)选用RF-LAMBDA公司的R12M02GSA。
[0008]进一步地，所述的中频可变增益放大器(IF VGA)选用RFMD公司的RFMD-RFHAl101 ο
[0009]进一步地，所述的射频混频器(RF Mixer)选用Marki公司的M2-0026。
[0010]进一步地，所述的中频混频器(IF Mixer)选用Marki公司的T3-03。
[0011]进一步地，所述的中频滤波器(IF Filter)选用Synergy公司的带通滤波器FIS-21.4ο
[0012]进一步地，所述的系统采用数字信号处理器DSP+32位微控制器的双处理器架构。
[0013]进一步地，所述的32位微控制器的一侧设置有触摸屏控制接口和以太网通信接
□ O
[0014]进一步地，所述的数字信号处理器DSP采用TI公司的TMS320F28335，采样位数为14位，采样速率可达210Msps。
[0015]进一步地，所述的32位微控制器采用的型号是三星公司的Exynos4412。
[0016]本实用新型一种用软件无线电实现的北斗干扰信号测试仪的效果是:在投入使用时，其基本原理是采用低噪声放大器(LNA)、射频混频器(RF Mixer)、中频可变增益放大器(IF VGA)、中频混频器(IF Mixer)、中频滤波器(IF Filter)、自动增益控制电路(AGC)和两个独立的频率合成器(PLL)等功能单元。可以输出模拟中频信号，数字中频信号，采用高速ADC(模数转换器)对模拟中频信号进行高速采样和频谱分析，从频谱特征上对干扰信号进行检测和量化。同时将中频信号的时域波形和频谱波形显示在高分辨率LCD液晶屏上进行人工分析。设备采用了 DSP和32位微控制器双处理器架构，高速ADC将模拟中频信号进行高速采样和频谱分析。32位微控制器完成系统控制、后台通信、显示和触摸屏控制等功能。两个处理器之间的通信通过HPI主机接口总线完成。中频采集采用高采样率、高位数的ADC转换器，与DSP通过一片CPLD可编程逻辑器件完成总线连接。由于模拟数据运算量大，CPLD将高速采集的脉冲数据存放在了一片高速数据存储器SRAM中XPLD起到了高速数据缓存与DSP之间的桥接，在DSP内部完成数据滤波和信号处理后将结果送入32位微控制器中。微控制器外扩CF(Compact Flash)接口，可以存储大容量数据和计算后的频谱波形数据。
[0017]设备的远程通信通过以太网控制器完成，后台微机可以实时与设备通信，也可以将采集的原始数据通过计算机进行界面显示和分析、仿真。
[0018]为了提高设备的抗干扰能力，设备主要设计包括；I是采用了14位210Msps采样率的模数转换器，提高了设备的动态范围；2是在DSP内部对采集的数据进行带通数字滤波和均值滤波算法，可以通过外部参数选择不同的滤波器，这些滤波器包括提高了系统的抗干扰能力。DSP内部数字带通滤波器是IIR(无限冲激响应)带通滤波器，在DSP中设计滤波器的过程中可以通过外部设定滤波器阶数、通带和阻带截止频率，这样就可以通过数字滤波有效排除带外信号干扰，防止误操作。3是通过微控制器在LCD实时显示北斗模拟中频信号的时域波形和频谱波形，并与存储的各种北斗正常数据和波形对比，大大提高了对干扰波形的分析正确率。其结构简单，使用方便，操作简单，具有抗干扰能力强、可靠性高，恶劣条件下可靠、准确的对北斗干扰信号进行分析和量化，为本地北斗定位导航设备提供干扰信号的排除解决方案。
【附图说明】
[0019]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1为本实用新型一种用软件无线电实现的北斗干扰信号测试仪的结构示意图。【具体实施方式】
[0021]参阅图1所示的一种用软件无线电实现的北斗干扰信号测试仪，包括低噪声放大器(LNA)、射频混频器(RF Mixer)、中频可变增益放大器(IF VGA)、中频混频器(IFMixer)、中频滤波器(IF Filter)、自动增益控制电路(AGC)和两个独立的频率合成器(PLL)功能单元;所述的自动增益控制电路的后部设置有高速ADC(模数转换器)。同时将中频信号的时域波形和频谱波形显示在高分辨率LCD液晶屏上进行人工分析。
[0022]作为优选的技术方案，所述的低噪声放大器(LNA)选用RF - L AMB D A公司的R12M02GSA。
[0023]作为优选的技术方案，所述的中频可变增益放大器(IFVGA)选用RFMD公司的RFMD-RFHAllOlo
[0024]作为优选的技术方案，所述的射频混频器(RF Mixer)选用Marki公司的M2-0026。
[0025]作为优选的技术方案，所述的中频混频器(IF Mixer)选用Marki公司的T3-03。
[0026]作为优选的技术方案，所述的中频滤波器(IFFi I ter)选用Synergy公司的带通滤波器 FIS-21.4。
[0027]作为优选的技术方案，所述的系统采用数字信号处理器DSP+32位微控制器的双处理器架构。
[0028]作为优选的技术方案，所述的32位微控制器的一侧设置有触摸屏控制接口和以太网通信接口。
[0029]作为优选的技术方案，所述的数字信号处理器DSP采用TI公司的TMS320F28335，采样位数为14位，采样速率可达21 OMsps。
[0030]作为优选的技术方案，所述的32位微控制器采用的型号是三星公司的Exynos4412ο
[0031]本实用新型一种用软件无线电实现的北斗干扰信号测试仪的效果是:在投入使用时，其基本原理是采用低噪声放大器(LNA)、射频混频器(RF Mixer)、中频可变增益放大器(IF VGA)、中频混频器(IF Mixer)、中频滤波器(IF Filter)、自动增益控制电路(AGC)和两个独立的频率合成器(PLL)等功能单元。可以输出模拟中频信号，数字中频信号，采用高速ADC(模数转换器)对模拟中频信号进行高速采样和频谱分析，从频谱特征上对干扰信号进行检测和量化。同时将中频信号的时域波形和频谱波形显示在高分辨率LCD液晶屏上进行人工分析。设备采用了 DSP和32位微控制器双处理器架构，高速ADC将模拟中频信号进行高速采样和频谱分析。32位微控制器完成系统控制、后台通信、显示和触摸屏控制等功能。两个处理器之间的通信通过HPI主机接口总线完成。中频采集采用高采样率、高位数的ADC转换器，与DSP通过一片CPLD可编程逻辑器件完成总线连接。由于模拟数据运算量大，CPLD将高速采集的脉冲数据存放在了一片高速数据存储器SRAM中XPLD起到了高速数据缓存与DSP之间的桥接，在DSP内部完成数据滤波和信号处理后将结果送入32位微控制器中。微控制器外扩CF(Compact Flash)接口，可以存储大容量数据和计算后的频谱波形数据。
[0032]设备的远程通信通过以太网控制器完成，后台微机可以实时与设备通信，也可以将采集的原始数据通过计算机进行界面显示和分析、仿真。
[0033]为了提高设备的抗干扰能力，设备主要设计包括；I是采用了14位210Msps采样率的模数转换器，提高了设备的动态范围；2是在DSP内部对采集的数据进行带通数字滤波和均值滤波算法，可以通过外部参数选择不同的滤波器，这些滤波器包括提高了系统的抗干扰能力。DSP内部数字带通滤波器是IIR(无限冲激响应)带通滤波器，在DSP中设计滤波器的过程中可以通过外部设定滤波器阶数、通带和阻带截止频率，这样就可以通过数字滤波有效排除带外信号干扰，防止误操作。3是通过微控制器在LCD实时显示北斗模拟中频信号的时域波形和频谱波形，并与存储的各种北斗正常数据和波形对比，大大提高了对干扰波形的分析正确率。其结构简单，使用方便，操作简单，具有抗干扰能力强、可靠性高，恶劣条件下可靠、准确的对北斗干扰信号进行分析和量化，为本地北斗定位导航设备提供干扰信号的排除解决方案。
[0034]以上所述，仅为本实用新型的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
【主权项】
1.一种用软件无线电实现的北斗干扰信号测试仪，其特征在于:包括低噪声放大器、射频混频器、中频可变增益放大器、中频混频器、中频滤波器、自动增益控制电路和两个独立的频率合成器功能单元;所述低噪声放大器和上述两个独立频率合成器中的一个设置在射频混频器的输入端，所述射频混频器设置在中频可变增益放大器的输入端，所述中频可变增益放大器和上述两个独立的频率合成器中的另外一个设置在中频混频器的输入端，所述中频混频器设置在中频滤波器的输入端，所述中频滤波器设置在自动增益控制电路的输入端;所述的自动增益控制电路的后部设置有高速ADC，同时将中频信号的时域波形和频谱波形显示在高分辨率IXD液晶屏上进行人工分析。2.根据权利要求1所述的用软件无线电实现的北斗干扰信号测试仪，其特征在于:所述的低噪声放大器选用RF-LAMBDA公司的R12M02GSA。3.根据权利要求1所述的用软件无线电实现的北斗干扰信号测试仪，其特征在于:所述的中频可变增益放大器选用RFMD公司的RFMD-RFHA1101。4.根据权利要求1所述的用软件无线电实现的北斗干扰信号测试仪，其特征在于:所述的射频混频器选用Marki公司的M2-0026。5.根据权利要求1所述的用软件无线电实现的北斗干扰信号测试仪，其特征在于:所述的中频混频器选用Marki公司的T3-03。6.根据权利要求1所述的用软件无线电实现的北斗干扰信号测试仪，其特征在于:所述的中频滤波器选用Synergy公司的带通滤波器FIS-21.4。7.根据权利要求1所述的用软件无线电实现的北斗干扰信号测试仪，其特征在于:所述测试仪采用数字信号处理器DSP+32位微控制器的双处理器架构。8.根据权利要求7所述的用软件无线电实现的北斗干扰信号测试仪，其特征在于:所述的32位微控制器的一侧设置有触摸屏控制接口和以太网通信接口。9.根据权利要求7所述的用软件无线电实现的北斗干扰信号测试仪，其特征在于:所述的数字信号处理器DSP采用TI公司的TMS320F28335，采样位数为14位，采样速率可达210Mspso10.根据权利要求7所述的用软件无线电实现的北斗干扰信号测试仪，其特征在于:所述的32位微控制器采用的型号是三星公司的Exynos 4412。
【文档编号】G01S19/23GK205539479SQ201620081606
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年1月27日
【发明人】严天峰, 刘冬梅, 郎小君
【申请人】兰州嘉信仕通电子科技有限公司