本实用新型涉及无线电技术领域，具体而言，涉及一种卫星信号收发装置及系统。
背景技术：
卫星信号容易受到取决于信号传播环境的干扰，例如衰减干扰和多径干扰。卫星信号收发装置需要完成信号的接收、去噪声解调等操作，还需要根据操作后信号进行进一步处理获取信号中的信息。现有的卫星信号收发装置接收频段范围较窄，并且接收装置、发射装置和处理装置大多分开的，浪费空间且增加了成本。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种卫星信号收发装置，以改善上述的问题。
本实用新型的另一目的在于提供一种卫星信号收发系统，以改善上述的问题。
本实用新型是这样实现的：
一种卫星信号收发装置，所述卫星信号收发装置包括阻抗匹配电路、射频收发电路、调制解调电路以及运算处理器，所述阻抗匹配电路、射频收发电路、调制解调电路以及所述运算处理器依次电性连接；
所述阻抗匹配电路用于匹配传输的卫星信号与后级电路的特征阻抗；
所述射频收发电路用于接收或发送卫星信号，所述射频收发电路包括多组发送电路以及多组接收电路；
所述调制解调电路用于对接收的卫星信号进行解调或对待发送的卫星信号进行调制；所述运算处理器用于依据预设的算法对信号进行分析与处理。
进一步地，所述卫星信号收发装置包括天线，所述射频收发电路包括高频天线接口，所述天线与所述高频天线接口电性连接，用于接收卫星信号以传输至射频收发电路或发送射频收发电路传输的卫信号。
进一步地，所述卫星信号收发装置包括USB外设控制器，所述USB外设控制器与所述调制解调电路电性，还与所述运算处理器电性连接，所述USB外设控制器用于为所述调制解调电路连接外部处理器。
进一步地，所述接收电路用于接收经天线及阻抗匹配电路传输的卫星信号，并将信号进行放大及频谱搬移，以使所述信号匹配后级电路，所述接收电路还用于将放大后的信号转化为数字信号，以传输至所述调制解调电路。
进一步地，所述发送电路用于接收调制解调器传输的数字信号，并将所述数字信号转化为模拟信号，对所述模拟信号进行频谱搬移以使至预设频段，将频谱半以后的模拟信号经所述高频天线接口传输至天线以进行发射。
进一步地，所述接收电路和所述发送电路与所述天线之间均设置有变压器，所述变压器用于匹配发送电路和/火接收电路与天线和/或后级电路的特征阻抗，减少信号的失真与衰减。
进一步地，所述卫星信号收发装置包括第一存储器，所述第一存储器与所述射频收发电路电性连接，用于缓存所述射频收发电路接收到的数据。
进一步地，所述卫星信号收发装置包括第二存储器，所述第二存储器与所述调制解调电路电性连接，用于为所述调制解调电路提供动态内存。
进一步地，所述卫星信号收发装置还包括电源电路，所述电源电路与所述阻抗匹配电路、射频收发电路、调制解调电路以及运算处理器均电性连接，所述电源电路包括多个电压芯片，以为所述阻抗匹配电路、射频收发电路、调制解调电路以及运算处理器提供不同数值的电压。
相对现有技术，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型提供的一种。
一种卫星信号收发系统，所述卫星信号收发系统包括显示设备以及卫星信号收发装置，所述卫星信号收发装置包括阻抗匹配电路、射频收发电路、调制解调电路以及运算处理器，所述阻抗匹配电路、射频收发电路、调制解调电路以及所述运算处理器依次电性连接；所述阻抗匹配电路用于匹配传输的卫星信号与后级电路的特征阻抗；所述射频收发电路用于接收或发送卫星信号，所述射频收发电路包括多组发送电路以及多组接收电路；所述调制解调电路用于对接收的卫星信号进行解调或对待发送的卫星信号进行调制；所述运算处理器用于依据预设的算法对信号进行分析与处理。所述显示设备与所述卫星信号收发装置电性连接，用于显示运算处理器处理的结果。
本实用新型实施例提供的一种卫星信号收发装置及系统，所述卫星信号收发装置包括阻抗匹配电路、射频收发电路、调制解调电路以及运算处理器，所述阻抗匹配电路、射频收发电路、调制解调电路以及所述运算处理器依次电性连接，本实用新型提供的卫星信号收发装置，可接收和发送多频段的卫星信号，并对依据预设的算法对信号进行分析与处理，提取信号的信息并存储，集成了信号接收、解调及运算处理于一体，能够节省板子上的空间，并且可以通过软件调整卫星信号收发装置的适用频段，适用于多频段的信号接收与处理，真正做到了多频段信号的收发以及处理。
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
图1示出了本实用新型所提供的一种卫星信号收发装置的示意框图。
图2示出了阻抗匹配电路的电路连接示意图。
图3示出了卫星信号收发装置的电气连接示意图。
图4示出了射频收发电路的示意图。
图5示出了卫星信号收发系统的示意图。
图标：100-卫星信号收发装置；110-阻抗匹配电路；120-射频收发电路；121-接收电路；122-发送电路；123-变压器；124-高频天线接口；125-第一存储器；130-调制解调电路；131-调制解调器；132-第二存储器；140-USB外设控制器；141-第三存储器；150-运算处理器；160-天线；200-卫星信号收发系统；210-显示设备。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。
在本实用新型的描述中，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
第一实施例
本实施例提供了一种卫星信号收发装置100，请参阅图1，图1示出了本实施例提供的卫星信号收发装置100的示意图。
卫星信号收发装置100包括天线160、阻抗匹配电路110、射频收发电路120、调制解调电路130、USB外设控制器140以及运算处理器150。
天线160、阻抗匹配电路110、射频收发电路120、调制解调电路130、USB外设控制器140以及运算处理器150依次电性连接。
具体地，所述阻抗匹配电路110用于匹配传输的卫星信号与后级电路的特征阻抗。请参阅图2，图2示出了阻抗匹配电路110的示意图，所述阻抗匹配电路110包括一带通滤波器(图未标)，对接受的多种卫星信号，通过带通滤器滤除预设载波频率范围外以及预设带宽范围外的噪声(不需要的卫星信号)，如天线热噪声。
请参阅图3及图4，射频收发电路120用于接收或发送卫星信号。射频收发电路120包括多组接收电路121和多组发送电路122，射频收发电路120具有100KHz至3.8GHz的连续工作频谱，可配置高达120MHz的RF(射频)带宽，可以运行在任何移动通信和无线标准(包括所有2G，3G和4G变体和WiFi)。
于本实施例中，所述射频收发电路120可以选用现场可编程射频收发器芯片，例如LMS7002M。LMS7002M采用CMOS技术中最先进的收发器设计，显着降低成本和功耗。它集成了双收发器架构，支持2×2MIMO(多输入多输出)以及片上数字信号处理功能。该芯片具有100KHz至3.8GHz的连续工作频谱，可配置高达120MHz的RF(射频)带宽，可以运行在任何移动通信和无线标准(包括所有2G，3G和4G变体和WiFi)。同时该芯片集成了12位ADC(模数转换)和DAC(数模转换)，LNA(低噪声放大器)，滤波器和混频器，以提供两个发送和接收路径，实现真正的单芯片(2×2)MIMO操作。该芯片还具有用于编程的标准串行端口接口(SPI)。该器件只需极少数的外部元件。
所述LMS7002M与调制解调电路130电性连接，由调制解调电路130控制LMS7002M的使能。于本实施例中，所述LMS7002M通过SPI总线与所述调制解调电路130连接，以进行数据交互。
LMS7002M共有十组收发电路，其中四组TX电路和六组RX电路。每组TX/RX电路负责不同频段信号的发送/接收工作，在每组电路中都有变压器123和高频天线接口124。变压器123用于匹配TX/RX信号与天线160/后级电路的特征阻抗，减少信号的失真与衰减。高频天线接口124用于连接天线160，用于接收/发送射频信号。LMS7002M的TX部分，信号经由天线160，阻抗匹配电路110流入LMS7002M内部，经由该芯片内部集成的LNA，混频器，滤波器，ADC模块，LNA(低噪声放大器)将天线160从空气中接收的信号进行放大，之后混频器和滤波器将放大后的信号搬移到便于后级电路处理的中频，ADC(模数转换)把中频信号由模拟信号转化为数字信号。得到经过初步处理的数字信号，传输给基带调制解调电路130。
LMS7002M的RX部分，基带调制解调电路130将待发送的数字信号传输至LMS7002M芯片内部，经由该芯片内部的DAC模块，滤波器，混频器，功率放大器，DAC(数模转换)将由基带电路传来的数字信号转换为模拟信号，经由滤波器，混频器，将待发送的信号频谱搬移到易于发射和在空气中传播的射频频带。之后经过功率放大器，防止信号在空气中的衰减导致接受装置无法识别。LMS7002M输出的高频模拟信号再经过阻抗匹配电路110和高频天线接口124，传输至天线160并向空气中发射。
卫星信号收发装置100包括第一存储器125，所述第一存储器125与所述射频收发电路120电性连接，用于缓存射频收发电路120接收的数据。于本实施例中，所述第一存储器125可以选用电可擦除可编程只读存储器，例如24FC512，24FC64F等。
所述调制解调电路130用于对接收的卫星信号进行解调或对待发送的卫星信号进行调制；调制解调电路130包括调制解调器131以及第二存储器132，调制解调器131与所述第二存储器132电性连接，于本实施例中，所述调制解调器131与所述射频收发电路120电性连接以将调制信号发送至所述射频收发电路120以进行发送，或接受射频收发电路120传输的调制信号进行解调。所述第二存储器132与所述调制解调器131连接以为所述调制解调器131提供动态内存。
于本实施例中，所述调制解调器131可以选用FPGA芯片，例如EP4CE40F23C8N芯片。EP4CE40F23C8N芯片是一款低成本，低功耗的FPGA(现场可编程门阵列)芯片，具有360个18X18乘法器，用于数字信号处理密集型应用。在本系统中作为调制解调器131使用，用于调制或解调待发射或待接收信号，控制高频天线接口124的打开或关闭。所述第二存储器132选用同步动态随机存储器(SDRAM)芯片以为调制解调电路130提供动态内存，所述第二存储器132可以选用AS4C64M16D2。
USB外设控制器140与所述调制解调电路130电性连接，所述USB外设控制器140用于为所述调制解调电路130连接外部处理器。例如，本实施例中，所述USB外设控制器140与所述运算处理器150电性连接。但不限于此，还可以连接其余的外部处理器。于本实施例中，所述USB外设控制器140可以选用CYUSB3014-BZXC芯片，CYUSB3014-BZXC是一种最新一代USB 3.0外设控制器，具有可配置，并行和通用可编程接口GPIF II，能和任何处理器连接。器件还集成USB 3.0和USB 2.0 PHY和32位ARM926EJ-S微处理器，从GPIF II到USB的数据传输速率达到375MBps。支持I2C，SPI，URAT，I2S等四种串行接口。为异步SRAM，异步和同步地址数据多路复用接口和并行ATA提供了简单和无缝连接。
于本实施例中，所述卫星信号收发装置100还包括第三存储器141，所述第三存储器141与USB外设控制器140电性连接，用于为USB外设控制器140提供缓存。于本实施例中，所述第三存储器141选用24FC64F芯片，24FC64F芯片是一种EEPROM(电可擦可编程只读存储器)，通过I2C总线与CYUSB3014-BZXC芯片相连接，为CYUSB3014-BZXC芯片提供缓存。
所述运算处理器150用于处理信号，于本实施例中，所述运算处理器150可以选用BCM2835芯片，BCM2835是一种具有定时器，中断控制器，GPIO、USB等诸多功能的微处理器。在本系统中，卫星信号的特征分析与处理主要依靠于BCM2835芯片的运算与处理。将设计好的算法由PC端烧录到该芯片内，便可使该系统独立工作并按照使用者设计的算法对信号进行分析与处理。
于本实施例中，所述运算处理器150通过LAN9512USB集线器与所述USB外设控制器140电性连接。
卫星信号收发装置100还包括电源模块(图未示)，所述电源模块包括多个稳压芯片，多个稳压芯片依次级联，以提供不同电压值的电源信号。于本实施例中，电源接口可接入6-12V电压，USB可接入5V电压。可采用U12-FPF3042芯片可将USB-5V电压或电压接口的宽范围电压稳定到单电压值并传输给后级电路。还可以采用ADP2386，RT9026，AP7561-FGE，SPX3819R2，LP38303TS等芯片，ADP2386，RT9026，AP7561-FGE，SPX3819R2，LP38303TS等芯片都是降压型稳压芯片，用于为系统提供不同数值的电压，如3.3V、1.2V、1.8V、1.4V、1.25V、2.5V等。以满足电路各部分不同需求的电压。
于本实施例中，所述卫星信号收发装置100还包括时钟模块(图未示)时钟模块用于为装置内的各部件提供时钟信号。
第二实施例
请参阅图5，本实施例提供了一种卫星信号收发系统200，所述卫星信号收发系统200包括显示设备210以及如第一实施例中所描述的卫星信号收发装置100，所述显示设备210与所述卫星信号收发装置100电性连接，用于显示运算处理后的结果。显示设备210可以是显示器、示波器等装置。
综上所述，本实用新型实施例提供了一种卫星信号收发装置及系统，所述卫星信号收发装置包括阻抗匹配电路、射频收发电路、调制解调电路以及运算处理器，所述阻抗匹配电路、射频收发电路、调制解调电路以及所述运算处理器依次电性连接，本实用新型提供的卫星信号收发装置，可接收和发送多频段的卫星信号，并对依据预设的算法对信号进行分析与处理，提取信号的信息并存储，集成了信号接收、解调及运算处理于一体，能够节省板子上的空间，并且可以通过软件调整卫星信号收发装置的适用频段，适用于多频段的信号接收与处理，真正做到了多频段信号的收发以及处理。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。