太阳射电频谱仪的信号接收装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种太阳射电频谱仪的信号接收装置，其特征在于：包括室内主机、室外分机及传输电缆，所述室外分机包括微波开关、限幅器、滤波器、低噪声放大器及控制电路，所述微波开关接入两路天线信号以及一路去噪信号，所述微波开关的输出信号依次经过所述限幅器、滤波器及低噪声放大器处理；所述室内主机包括模拟接收部分及数字接收部分，其中摸拟接收部分包括射频通道模块及中频通道模块，所述射频通道模块接入所述传输电缆输送信号，射频通道模块与中频通道模块之间设有数控衰减器，所述中频通道模块的输出端与所述数字接收部分连接。本实用新型通过室内室外主、分机的配置，兼顾对信号的抗干扰能力及便利的日常维护、调试操作。
【专利说明】
太阳射电频谱仪的信号接收装置
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种频谱仪技术，尤其涉及一种太阳射电频谱仪的信号接收装 置。
【背景技术】
[0002] 射电频谱仪主要用来测量射电辐射频谱分布，谱线位置和谱线轮廓，主要技术指 标为频率分辨率，其种类主要有:单通道扫描型频谱仪，多通道滤波器频谱仪，自相关频谱 仪，声光频谱仪，目前以宽频带测量为主，因此主要使用多通道滤波器频谱仪和自相关频谱 仪。
[0003] 太阳射电频谱仪通常由天线、接收机以及终端设备三部分构成。天线用于收集天 体的射电辐射信号，接收机将这些信号加工、转化成可供记录、显示的形式，终端设备把信 号记录下来，并按特定的要求进行某些处理然后显示出来。
[0004] 由于观测太阳的频谱仪需要的带宽较宽，如位于北京怀柔观测站的太阳射电望远 镜，带宽达到1-2GHZ，因此普通的频谱仪是完全无法处理此类信号的。对于组成部分中的接 收机来说，目前以多通道并行的摸拟接收机来实现IGHz的带宽要求，通道可达到几百条，然 而在如此多的并行通道处理信号转换时(将接收到的太阳光信号转换为电压信号），通道易 损，从而在最终显示时出现黑屏等故障现象。
[0005] 另外，接收机必须具备低噪声系数(在甚高频或更高频下）、较小的群时延变化，较 小的互调失真、较大的频率动态范围、稳定的自动增益控制、适当的射频增益和中频增益、 极好的频率稳定度、良好的频率平坦度、低相位噪声、低带内干扰等特性，为满足上述各种 功能的需要，通常包含以下几个部分:射频滤波器、低噪放、混频器、中频放大器和ADC等等， 而这些部件通常是放在整个系统的前端，离天线馈源越近，噪声干扰越小，失真也越小，但 天线是置于室外，很多情况下是在高处的山坡上，一方面周围环境的恶劣，易对设备的工作 稳定性造成影响，另一方面对工作人员的日常维护、维修、调试都造成作业困难，因此，业内 人士一直在寻求能否将接收机移入室内，解决上述问题，同时还要保证低噪声，抗干扰能 力，避免失真等问题。
【发明内容】
[0006] 本实用新型目的是提供一种太阳射电频谱仪的信号接收装置，通过结构的改良， 便于日常维护，作业平稳性佳，且满足低噪声，抗干扰能力强，失真小的要求。
[0007] 为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种太阳射电频谱仪的信号接 收装置，包括室内主机、室外分机及传输电缆，所述室外分机设置于室外天线上，包括微波 开关、限幅器、滤波器、低噪声放大器及控制电路，所述微波开关接入两路天线信号以及一 路去噪信号，所述微波开关的输出信号依次经过所述限幅器、滤波器及低噪声放大器处理， 处理获得的信号经所述传输电缆输入所述室内主机内；所述室内主机包括模拟接收部分及 数字接收部分，其中摸拟接收部分包括射频通道模块及中频通道模块，所述射频通道模块 接入所述传输电缆输送信号，射频通道模块与中频通道模块之间设有数控衰减器，所述中 频通道模块的输出端与所述数字接收部分连接。
[0008] 上述技术方案中，所述微波开关接入的两路天线信号分别为来自天线馈源的左弦 信号和右弦信号，另一路去噪信号为1.1~2. IGHz宽带连续波噪声信号，所述控制电路输出 控制信号至所述微波开关。
[0009] 上述技术方案中，所述限幅器、滤波器、低噪声放大器集成于同一模块内，构成滤 波放大器模块。
[0010] 上述技术方案中，所述射频通道模块包括第一本振电路、混频器、滤波电路及放大 电路，用于接收天线信号，并输出中频信号;所述中频通道模块包括功分器、第二本振电路、 滤波电路、混频器、放大电路，用于接收中频信号，并并行输出多路信号至所述数字接收部 分。
[0011] 进一步的技术方案是，所述射频通道模块中，所述第一本振电路的输入信号与 I OOMHz晶振电路连接，所述第一本振电路的输出信号与所述混频器连接，输出500MHz~ 700MHz的中频信号，经所述滤波电路及放大电路处理后输入所述数控衰减器。
[0012] 上述技术方案中，所述中频通道模块中的功分器将接收到的中频信号分频输出， 并行输出四路500MHz~700MHz的中频信号，每一路信号与所述第二本振电路输出信号通过 混频器、放大电路及滤波电路处理，并行输出65MHz~115MHz的信号至数字接收机内。
[0013] 进一步的技术方案是，所述第二本振电路包括四个模块，分别为615MHz模块、 665MHz模块、715MHz模块和765MHz模块。
[0014] 由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
[0015] 1.本实用新型中将接收装置分为室内、室外两部分，将需要前置部件放置在室外 分机内，靠着天线馈源，从而减少噪声干扰，通过传输电缆将信号送入室内主机，由于主要 部件均位于室内，因此对主机的日常维护、调试等均较为方便，且作业环境较室外更为理 想，有利于信号的处理稳定性，延长器件的使用寿命；
[0016] 2.由于传输电缆在信号输送过程中产生频率衰减，而不同的输入频率产生的衰减 率不同，通过设置数控衰减器，调节数控衰值的大小，平衡衰减率不同而产生的差值，从而 实现室内、室外主分机配置；
[0017] 3.本实用新型通过第一、第二本振电路及功分器等电路的配合，实现对1~2GHz太 阳射电信号的模拟接收，并行输出四路65MHz~115MHz中频信号给数字接收机处理，一方面 通道数较少，降低受损率，便于日常维护；另一方面与直接处理射频信号相比，中频信号对 数字接收机的处理能力要求较低，从而减少整体构建成本，更适合于我国的国情需求；
[0018] 4.本实用新型处理信号性能稳定，适于对太阳射频的长期观测。
【附图说明】
[0019] 图1是本实用新型实施例一的基本框图；
[0020] 图2是本实用新型实施例一的室外分机电路模块框图；
[0021] 图3是本实用新型实施例一的室内主机电路模块框图；
[0022] 图4是本实用新型实施例一中模拟接收部分与数字接收部分间的转换电路框图。
【具体实施方式】
[0023] 下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：
[0024] 实施例一:参见附图1-4所示，一种太阳射电频谱仪的信号接收装置，包括室内主 机、室外分机及传输电缆，所述室外分机设置于室外天线上，包括微波开关、限幅器、滤波 器、低噪声放大器及控制电路，所述微波开关接入两路天线信号以及一路去噪信号，所述微 波开关的输出信号依次经过所述限幅器、滤波器及低噪声放大器LNA处理，处理获得的信号 经所述传输电缆输入所述室内主机内；所述室内主机包括模拟接收部分及数字接收部分， 其中摸拟接收部分包括射频通道模块及中频通道模块，所述射频通道模块接入所述传输电 缆输送信号，射频通道模块与中频通道模块之间设有数控衰减器，所述中频通道模块的输 出端与所述数字接收部分连接。
[0025] 如图2所示，所述微波开关接入的两路天线信号分别为来自天线馈源的左弦信号 和右弦信号，另一路去噪信号为1.1~2. IGHz宽带连续波噪声信号，所述控制电路输出控制 信号至所述微波开关。所述限幅器、滤波器、低噪声放大器LNA集成于同一模块内，这样就形 成了室外分机中的几个主要模块:滤波放大器、微波开关、噪声源和控制电路。
[0026]所述中频通道模块包括功分器、第二本振电路、滤波电路BPF、混频器、放大电路， 用于接收中频信号，并并行输出多路信号至数字接收机。
[0027]如图1所示，所述射频通道模块中，包括第一本振电路、混频器、滤波电路BPF及放 大电路，所述第一本振电路的输入信号与I OOMHz晶振电路连接，所述第一本振电路的输出 信号与所述混频器连接，输出500MHz~700MHz的中频信号，中心频率为600MHz，经所述滤波 电路BPF(500~700MHz带通滤波器)及放大电路处理后输入所述数控衰减器。由于传输电缆 长度较长(在本实施例中采用80米长电缆），造成对传送信号的不同程度衰减，根据传输信 号频率大小，衰减率不同，通过调节数控衰减器的衰减值，平衡其间产生的差距，例如下表
[0030] 上表中，第一栏为输入频率，第二栏为传输电缆对输入频率的衰减值，可见在不同 的输入频率下形成的衰减值不同，通过射频通道增益补偿，最后由数控衰减器平衡差异，本 实施例中采用型号hm C288ms8数控衰减器，通过3位控制码，可以任意控制O-HdB衰减，步进 2dB〇
[0031] 所述中频通道模块包括功分器、第二本振电路、滤波电路BPF、混频器、放大电路， 功分器将接收到的中频信号分频输出，并行输出四路500MHz~700MHz的中频信号，分别为 500-550MHz，550-600MHz，600-650MHz，650-700MHZ 四通道，每一路信号与所述第二本振电 路输出信号通过混频器、放大电路及滤波电路BPF处理，并行输出65MHz~115MHz的信号至 数字接收机内。
[0032]具体来说，所述第二本振电路包括四个模块，分别为615MHz模块、665MHz模块、 715MHz模块和765MHz模块，提供连续波信号，615MHz模块给中频通道500-550MHz，665MHz模 块给中频通道550-6001!^，7151他模块给中频通道600-65冊他，7651!^模块给中频通道 650-700MHZ，通过混频、放大、滤波，转化为统一的中频65-115MHz，传给数字接收机。
[0033]如图2所示，四条通道传送出的中频65-115MHZ信号分别通过模数转换电路AD1、 AD2、AD3、AD4送入信号处理单元1~4,处理后的信号一并通过数据合成、打包发送给数字接 收部分，进入后续数字处理程序。
【主权项】
1. 一种太阳射电频谱仪的信号接收装置，其特征在于:包括室内主机、室外分机及传输 电缆，所述室外分机设置于室外天线上，包括微波开关、限幅器、滤波器、低噪声放大器及控 制电路，所述微波开关接入两路天线信号以及一路去噪信号，所述微波开关的输出信号依 次经过所述限幅器、滤波器及低噪声放大器处理，处理获得的信号经所述传输电缆输入所 述室内主机内；所述室内主机包括模拟接收部分及数字接收部分，其中摸拟接收部分包括 射频通道模块及中频通道模块，所述射频通道模块接入所述传输电缆输送信号，射频通道 模块与中频通道模块之间设有数控衰减器，所述中频通道模块的输出端与所述数字接收部 分连接。2. 根据权利要求1所述的太阳射电频谱仪的信号接收装置，其特征在于:所述微波开关 接入的两路天线信号分别为来自天线馈源的左弦信号和右弦信号，另一路去噪信号为1.1 ~2. IGHz宽带连续波噪声信号，所述控制电路输出控制信号至所述微波开关。3. 根据权利要求1或2所述的太阳射电频谱仪的信号接收装置，其特征在于:所述限幅 器、滤波器、低噪声放大器集成于同一模块内，构成滤波放大器模块。4. 根据权利要求1所述的太阳射电频谱仪的信号接收装置，其特征在于:所述射频通道 模块包括第一本振电路、混频器、滤波电路及放大电路，用于接收所述传输电缆信号，并输 出中频信号;所述中频通道模块包括功分器、第二本振电路、滤波电路、混频器、放大电路， 用于接收中频信号，并并行输出多路信号至所述数字接收部分。5. 根据权利要求4所述的太阳射电频谱仪的信号接收装置，其特征在于:所述射频通道 模块中，所述第一本振电路的输入信号与IOOMHz晶振电路连接，所述第一本振电路的输出 信号与所述混频器连接，输出500MHz~700MHz的中频信号，经所述滤波电路及放大电路处 理后输入所述数控衰减器。6. 根据权利要求4所述的太阳射电频谱仪的信号接收装置，其特征在于:所述中频通道 模块中的功分器将接收到的中频信号分频输出，并行输出四路500MHz~700MHz的中频信 号，每一路信号与所述第二本振电路输出信号通过混频器、放大电路及滤波电路处理，并行 输出65MHz~115MHz的信号至数字接收机内。7. 根据权利要求6所述的太阳射电频谱仪的信号接收装置，其特征在于:所述第二本振 电路包括四个模块，分别为615MHz模块、665MHz模块、715MHz模块和765MHz模块。
【文档编号】G01R23/16GK205545224SQ201620110409
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年2月3日
【发明人】窦玉江, 江佳慧
【申请人】苏州大学