一种通用收发信机及收发信号处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及航天宇航产品的扩频测控技术，具体地，涉及一种通用收发信机及收发信号处理方法。
【背景技术】
[0002]在测控系统中，应答机是最核心的通信设备。应答机属于收发信机，由于应答机要求具备测距及测速功能，在接收频率和发射频率之间存在一定的比例。随着对航天任务的密集开展，需要设计通用化的软硬件收发信机平台，以同时满足快速交付和可靠度要求。
[0003]现在常用的通用化软硬件方案通常有两种方式，一种是根据实际使用的频率定制晶振，形成所需的工作频率，并根据工作频率调整接收机软件，使之满足软件功能要求；一种是使用固定晶振，通过配置二次变频结构的频率综合器形成所需的频点，并通过软件产生所需要的数字收发中频。
[0004]这两种方法存在各自的缺陷。第一种需要定制晶振并修改软件基准工作频率，存在较长的交付周期，难以满足快速交付的要求；第二种虽然减少了软件更改量，但是由于采用二次变频，在集成度上难以压缩，并且针对配置需要更换多个滤波器。
【发明内容】
[0005]针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种通用收发信机及收发信号处理方法。
[0006]根据本发明提供的一种通用收发信机，与天线和数字处理电路连接，包括信号接收模块、信号发射模块和数字信号处理模块；
所述信号接收模块，分别与所述天线和数字信号处理模块相连，用于将自天线获得的接收信号一次接收变频处理后转换为接收中频模拟信号发送给所述数字信号处理模块；所述信号发射模块，分别与所述天线和数字信号处理模块相连，用于将自数字信号处理模块获得的基带信号进行一次发射变频处理后转换为发射信号输出给天线；
所述数字信号处理模块，分别与所述信号接收模块、信号发射模块、数字处理电路相连，用于:
将自所述信号接收模块获得的所述接收中频模拟信号转换为解调数据传输给所述数字处理电路，
将自所述数字处理电路获得的待发射数据转换为基带信号传输给所述信号发射模块，和为所述信号接收模块的一次接收变频和信号发射模块的一次发射变频提供同一变频工作频率。
[0007]作为优化方案，所述数字信号处理模块进一步包括基准高稳晶振、基带信号生成器、数字接收电路、射频基准频率合成器、带通滤波器和频率合成器:
所述基准高稳晶振，分别与所述基带信号生成器、数字接收电路、射频基准频率合成器相连，用于为所述基带信号生成器、数字接收电路、射频基准频率合成器提供同一驱动频率，
所述基带信号生成器，分别与所述基准高稳晶振、数字处理电路、信号发射模块相连，用于以所述驱动频率对自所述数字处理电路接收的待发射数据做采样和调制处理生成基带信号传输给所述信号发射模块，
所述数字接收电路，分别与所述基准高稳晶振、数字处理电路、信号接收模块相连，用于以所述驱动频率对自所述信号接收模块获得的所述接收中频模拟信号做模数采样和数字信号处理获得所述解调数据传输给所述数字处理电路，
所述射频基准频率合成器，与所述基准高稳晶振和带通滤波器相连，用于对所述驱动频率进行数字频率合成和数模转换获得射频基准频率并将该射频基准频率传输给所述带通滤波器，
所述带通滤波器，与所述射频基准频率合成器和频率合成器相连，用于对所述射频基准频率带通滤波后传输给所述频率合成器，
所述频率合成器，与所述带通滤波器、信号接收模块和信号发射模块相连，用于对带通滤波后的射频基准频率做倍频处理后获得所述变频工作频率，将所述变频工作频率传输给所述信号接收模块和信号发射模块。
[0008]作为优化方案，所述数字接收电路进一步包括数字信号解调模块和模数采样模块；
所述数字信号解调模块和模数采样模块在同一所述驱动频率下工作，
所述模数采样模块，分别与所述基准高稳晶振、数字信号解调模块和信号接收模块相连，用于对自所述信号接收模块获得的所述接收中频模拟信号做模数采样后传输给所述数字信号解调模块，
所述数字信号解调模块，与所述基准高稳晶振、模数采样模块和数字处理电路相连，用于对模数采样后的接收中频模拟信号做解调处理获得所述解调数据并传输给所述数字处理电路。
[0009]作为优化方案，所述射频基准频率合成器进一步包括数字频率合成器和数模转换器;
所述数字频率合成器和数模转换器在同一所述驱动频率下工作，
所述数字频率合成器，与所述基准高稳晶振和数模转换器相连，用于对所述驱动频率进行数字频率合成获得数字基准频率后传输给所述数模转换器，
所述数模转换器，与所述基准高稳晶振、数字频率合成器、带通滤波器相连，用于在所述驱动频率下对所述数字基准频率做数模转换获得所述射频基准频率并传输给所述带通滤波器。
[0010]作为优化方案，所述信号接收模块进一步包括依次连接的低噪放大器、混频及滤波处理器、增益控制器和高通滤波器；所述低噪放大器还与所述天线相连，所述高通滤波器还与所述数字信号处理模块相连；
所述低噪放大器用于对所述接收信号做低噪声放大处理获得放大信号，
所述混频及滤波处理器用于以所述变频工作频率对所述放大信号做一次接收变频和滤波获得一次接收变频信号并传输给所述增益控制器，
所述增益控制器用于对所述一次接收变频信号进行预设增益控制获得预设增益的一次接收变频信号并传输给所述高通滤波器，
所述高通滤波器用于对所述预设增益的一次接收变频信号进行高通滤波获得所述接收中频模拟信号，并将该接收中频模拟信号传输给所述数字信号处理模块。
[0011]作为优化方案，所述信号发射模块进一步包括相连的调制器和放大器；所述调制器还与所述数字信号处理模块相连，所述放大器还与所述天线相连；
所述调制器用于将所述基带信号以所述变频工作频率进行调制获得一次发射变频信号，并将该一次发射变频信号传输给所述放大器，
所述放大器用于对所述一次发射变频信号进行放大后获得所述发射信号传输给所述天线。
[0012]基于同一发明构思，本发明还提供了一种收发信号处理方法，用于以上所述的通用化收发信机中，包括信号接收流程和信号发射流程，
所述信号接收流程包括:
SlOl:信号接收模块将自天线获得的接收信号一次接收变频处理后转换为接收中频模拟信号发送给所述数字信号处理模块；
S102:数字信号处理模块将所述接收中频模拟信号转换为解调数据传输给所述数字处理电路；
所述信号发射流程包括:
S201:数字信号处理模块将自所述数字处理电路获得的待发射数据转换为基带信号传输给所述信号发射模块，
S202:信号发射模块将自数字信号处理模块获得的基带信号进行一次发射变频处理后转换为发射信号输出给天线；
数字信号处理模块为信号接收模块的一次接收变频和信号发射模块的一次发射变频提供同一变频工作频率。
[0013]作为优化方案，其特征在于，所述信号接收模块进一步包括依次连接的低噪放大器、混频及滤波处理器、增益控制器和高通滤波器；所述数字信号处理模块进一步包括基准高稳晶振、数字信号解调模块和模数采样模块；
所述基准高稳晶振为所述数字信号解调模块和模数采样模块提供同一驱动频率； 所述信号接收流程具体包括:
Al:所述低噪放大器将自天线获得的接收信号进行低噪声放大获得放大信号；
A2:所述混频及滤波处理器以所述变频工作频率对所述放大信号做一次接收变频和滤波获得一次接收变频信号；
A3:所述增益控制器对所述一次接收变频信