射频直采短波宽带接收系统和装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于电子通讯技术和设备领域，具体涉及一种射频直采短波宽带接收系统和装置。
【背景技术】
[0002]短波通信技术是一种以短波形式进行信号传递的无线电通信技术。短波通信技术利用电离层反射可轻而易举的将信号传递至较远空间，其传播路径简单易行，安全可靠，因此被广泛应用于电信等领域。短波通讯技术原理相对简单，技术设备精巧，体积小，重量轻，机动灵活，具有较强的适应性，是山区、戈壁、海洋等缺乏中继设备区域理想的通信技术。
[0003]短波宽带接收机是利用短波通讯做成的接收设备，其可用于各各种短波监测站，实现对短波信号的监测和侦察，以作为短波通信频段选择的依据以及空间频谱管理的参考。
[0004]目前短波宽带接收机的形式主要有超外差和射频直采两种形式。超外差形式的优点是调谐频率较为准确，技术实现方式较为成熟；缺点是较难控制机内的杂散。射频直采形式的优点是其电路形式简单，机内杂散易于控制；缺点是对射频预选器的要求较高。
[0005]由以上分析可知目前短波宽带接收机存在的主要问题有:
[0006]1)无法在保证高灵敏度的情况下，依然有较好的抗失真性能；
[0007]2)较低的动态范围，无法保证在复杂电磁环境中的使用性能。
[0008]宽带接收机的主要指标是灵敏度、动态范围和输入二、三阶互调截点值。其中各项指标互相影响，例如，对于同样的射频电路，通过降低灵敏度的方式可以提高输入二、三阶互调截点值指标。所以目前的接收机大多有两种模式:低噪声模式和低失真模式。例如澳大利亚RADIX0N公司的万瑞WR-G3xDDC短波接收模块。
[0009]由于两种模式不能共存，所以无法在保证较高灵敏度指标的情况下，依然有较好的抗失真性能。因此有待开发一种在保证较高灵敏度指标的情况下，依然有良好的抗失真性能的短波宽带系统和装置。
【实用新型内容】
[0010]本实用新型目的事克服现有技术的不足，提供一种灵敏度指标高、抗失真效果好的射频直采短波宽带接收系统和装置。
[0011]本实用新型的技术方案是:射频直采短波宽带接收系统，包括预选器单元、放大器单元和数字单元，其中，
[0012]所述预选器单元用于实现自动/手动增益控制、监测中心频率选择和监测带宽选择，其包括第一可控衰减器、高通滤波器组和低通滤波器组；
[0013]所述放大器单元用于对信号进行放大；
[0014]所述数字单元包括AD采样电路、FPGA和P0WER_PC，用于实现信号的增益控制、AD采样、采样率变换、FFT、数据打包以及传输功能；
[0015]天线输入的信号依次进入到所述预选器单元中的可控衰减器、高通滤波器组和低通滤波器组后再进入到所述放大器单元进行信号放大，然后依次进入到所述数字单元的AD采样电路、FPGA和P0WER_PC，最后所述P0WER_PC将数据处理后通过网口传输到网络。
[0016]进一步地，所述放大器单元包括低噪声放大器，所述低噪声放大器输入端与所述低通滤波器组连接，输出端与所述AD采样电路连接。
[0017]进一步地，所述AD采样电路包括第二可控衰减器、驱动放大器和AD芯片，所述第二可控衰减器的输入端与所述低噪声放大器的输出端连接，输出端的信号依次进入所述驱动放大器和AD芯片内。
[0018]具体地，所述AD芯片采用LTC2217芯片，用于进行模数转换。
[0019]优选地，所述低噪声放大器采用平衡放大器设计，其增益lldB，输入三阶互调截点值32dBm，输入二阶互调截点值70dBm，噪声系数2dB。
[0020]优选地，所述驱动放大器采用LTC6401-14型号放大器。
[0021 ] 进一步地，还包括电源单元，所述电源单元用于为所有单元提供电能。
[0022]进一步地，还包括时钟单元，所述时钟单元与所述数字单元连接，用于为所述数字单元提供时钟波形。
[0023]进一步地，还包括按键接口单元，所述按键接口单元与所述数字单元连接用于提供用户接口。
[0024]射频直采短波宽带接收装置，包括机箱，所述机箱内设置所述机箱内设置依次连接的所述预选器单元、放大器单元和数字单元；
[0025]所述机箱外壁上设置有电源按钮、指示灯和外围接口。
[0026]本实用新型的有益效果:本实用新型设置有依次连接的第一可控衰减器、高通滤波组、低通滤波组、低噪声放大器、第二可控衰减器和驱动放大器的高性能的射频通道和AD采样芯片实现了较大的动态范围、较高的灵敏度以及较强的抗失真性能。
【附图说明】
[0027]图1是本实用新型射频直采短波宽带接收系统的结构原理框图。
[0028]图2是本实用新型射频直采短波宽带接收系统中射频信道的原理框图。
[0029]图3是本实用新型中低噪声放大器电路原理图。
[0030]图4是本实用新型射频直采短波宽带接收装置的整体结构示意图。
[0031]图5-1是本实用新型应用场景1中接收到的信号为_125dBm时一般接收机灵敏度性能图。
[0032]图5-2是本实用新型应用场景1中接收到的信号为_125dBm时本实用新型灵敏度性能图。
[0033]图6-1是本实用新型应用场景2中一般接收机IIP2为50dBm、IIP3为15dBm时抗失真性能图。
[0034]图6-2是本实用新型应用场景2中本实用新型IIP2为70dBm以上、IIP3为22dBm时抗失真性能图。
[0035]图7-1是本实用新型应用场景3中一般接收机动态范围90dB时性能图。
[0036]图7-2是本实用新型应用场景3中本实用新型动态范围为100dB以上时性能图。
【具体实施方式】
[0037]下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】作进一步说明
[0038]如图1所示，射频直采短波宽带接收系统，包括预选器单元、放大器单元和数字单元，其中，所述预选器单元包括第一可控衰减器、高通滤波器组和低通滤波器组，用于实现自动/手动增益控制、监测中心频率选择和监测带宽选择；所述放大器单元用于对信号进行放大；所述数字单元包括AD采样电路、FPGA和P0WER_PC(由摩托罗拉公司和苹果公司联合开发的高性能32位和64位RISC微处理器系列)，用于实现信号的增益控制、AD采样、采样率变换、FFT、数据打包以及打包后传输到网络，所述FPGA还包括与其连接的外围电路，用于主要实现自动增益控制(AGC)功能、对信号的采样率变换、FFT(Fast FourierTransformat1n,快速傅氏变换，是离散傅氏变换的快速算法，它是根据离散傅氏变换的奇、偶、虚、实等特性，对离散傅立叶变换的算法进行改进获得的)以及数据打包并通过PCIE接口将数据传输给P0WER_PC，所述P0WER_PC包括与其连接的外围电路，其主要用于将数据处理并打包后通过网口传输到网络，并提供用户远程界面用于参数配置和程序更新。
[0039]天线输入的信号依次进入到所述预选器单元中的可控衰减器、高通滤波器组和低通滤波器组后再进入到所述放大器单元进行信号放大，然后依次进入到所述数字单元的AD采样电路、FPGA和P0WER_PC，最后所述P0WER_PC将数据处理后通过网口传输到网络。
[0040]具体地，所述放大器单元包括低噪声放大器，所述低噪声放大器输入端与所述低通滤波器组连接，输出端与所述AD采样电路连接。所述AD采样电路包括第二可控衰减器、驱动放大器和AD芯片，所述第二可控衰减器的输入端与所述噪声放大器的输出端连接，输出端的信号依次进入所述驱动放大器和AD芯片内。所述AD芯片采用LTC2217芯片，用于进行模数转换，该芯片的主要参数为:16bit输出，81.3dBFs噪声基底，100dB的无杂散动态范围，2.75V的电压输入范围。所述低噪声放大器采用平衡放大器设计，其增益lldB，输入三阶互调截点值32dBm，输入二阶互调截点值70dBm，噪声系数2dB。所述驱动放大器采用LTC6401-14型号放大器，其增益为14dB，IIP2为80dBm以上，IIP3为30dBm以上，噪声系数为 8dB。
[0041]本实用新型还包括电源单元、时钟单元和按键接口单元。所述电源单元用于为所有单元提电能，其输出包括5V和12V的模拟和数字电压；所述时钟单元与所述数字单元连接，用于为所述数字单元提供时钟波形，频率为81.92MHz ;所述按键接口单元与所述数字单元连接用于提供用户接口，包括按键、指示灯等。
[0042]具体地，如图2所示，依次连接的第一可控衰减器、高通滤波组、低通滤波组、低噪声放大器、第二可控衰减器和驱动放大器形成高性能的射频通道，所述射频通道配