一种X波段宽带多波束数字接收系统及其信号处理方法
专利汇可以提供一种X波段宽带多波束数字接收系统及其信号处理方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种X波段宽带多波束数字接收系统及其 信号 处理方法，所述多个射频前端用于对X波段 射频信号 进行 限幅 放大、滤波和幅相控制；所述多波束网络分别连接各个射频前端，将射频前端输出的射频信号进行合成，同时输出多个接收波束信号；所述多个X波段数字接收机分别连接多波束网络，对接收的多个波束信号进行功分、滤波、放大、直接数字化、数字下变频处理，并将基带数据传输至 信号处理 机；所述信号处理机连接各个X波段数字接收机，完成 基带处理 ，并接收外部输入的控制指令，调整射频前端内部的衰减、移相码值，实现波束的加权。本发明使用多波束网络实现接收多波束，设备量大大减少，重量、成本大幅度降低，且工程可靠性大幅提升。，下面是一种X波段宽带多波束数字接收系统及其信号处理方法专利的具体信息内容。
1.一种X波段宽带多波束数字接收系统，其特征在于，包括多个射频前端、多波束网络、多个X波段数字接收机、信号处理机；
所述多个射频前端用于对X波段射频信号进行限幅放大、滤波和幅相控制；
所述多波束网络分别连接各个射频前端，将射频前端输出的射频信号进行合成，同时输出多个接收波束信号；
所述多个X波段数字接收机分别连接多波束网络，对接收的多个波束信号进行功分、滤波、放大、直接数字化、数字下变频处理，并将基带数据传输至信号处理机；
所述信号处理机连接各个X波段数字接收机，完成基带处理，并接收外部输入的控制指令，调整射频前端内部的衰减、移相码值，实现波束的加权。
2.根据权利要求1所述的一种X波段宽带多波束数字接收系统，其特征在于，所述射频前端包括依次连接的限幅器芯片、低噪声放大芯片LNA、多功能芯片、自动增益控制芯片AGC、放大器芯片、均衡器芯片；所述限幅器芯片对输入射频信号进行功率限制，保护后级电路；所述低噪声放大芯片用于对射频信号进行低噪声放大；所述多功能芯片用于对射频信号进行预选滤波、幅度和相位调节；所述自动增益控制芯片用于扩展系统动态；所述放大器芯片用于对各路信号功率放大；所述均衡器芯片用于改善射频前端的起伏。
3.根据权利要求1所述的一种X波段宽带多波束数字接收系统，其特征在于，所述多波束网络对射频前端输出的信号进行合成，在方位向上同时输出多个波束信号。
4.根据权利要求1所述的一种X波段宽带多波束数字接收系统，其特征在于，所述射频前端有16个，X波段数字接收机有16个。
5.根据权利要求4所述的一种X波段宽带多波束数字接收系统，其特征在于，所述射频前端通过第一射频电缆连接到多波束网络，所述多波束网络通过第二射频电缆将波束信号传输至各个X波段数字接收机，所述X波段数字接收机将基带数据通过光缆传输到信号处理机，所述信号处理机通过低频控制电缆连接射频前端。
6.根据权利要求1所述的一种X波段宽带多波束数字接收系统，其特征在于，所述X波段数字接收机包括功分器、滤波器、放大器、超宽带采样保持放大器、ADC、时钟管理和信号处理单元FPGA；所述功分器、滤波器、放大器、超宽带采样保持放大器、ADC和信号处理单元FPGA板依次连接，所述时钟管理分别连接超宽带采样保持放大器和ADC，所述功分器对射频输入信号进行功分；所述滤波器对功分后的射频信号分段滤波；所述放大器对分段后的射频信号进行放大调理；所述超宽带采样保持放大器和ADC实现X波段射频信号的直接数字化；所述时钟管理为超宽带采样保持放大器和ADC提供满足要求的采样时钟；所述信号处理单元完成采样数据的处理、数字下变频及数字滤波，并将数据传输至信号处理机。
7.根据权利要求6所述的一种X波段宽带多波束数字接收系统，其特征在于，所述超宽带采样保持放大器将X波段射频信号的频谱搬移到基带，ADC实现基带稳定信号的量化；选择合适的采样率使得分段后的射频信号在某一个奈奎斯特区域，且超宽带采样保持放大器和ADC工作于同一种采样率。
8.根据权利要求6所述的一种X波段宽带多波束数字接收系统，其特征在于，所述功分器、滤波器、放大器、超宽带采样保持放大器、ADC和时钟管理集成在射频板卡上，射频板卡设计为FMC子板；信号处理单元FPGA板设计为FMC母板；射频板卡与信号处理单元FPGA板通过FMC连接器互连，传输高速并行数据及监控信息。
9.一种如权利要求1～8任一项所述的X波段宽带多波束数字接收系统的信号处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)产生超宽带采样保持放大器、ADC和FPGA的工作时钟，保证各个工作时钟的相位相参；
(2)对X波段射频信号进行采样和量化，输出多路高速串行采集数据；
(3)通过FPGA调整高速串行采集数据的接收延时窗口，保证FPGA能够正确接收高速串行数据；
(4)1级1:16同步降速处理，将1路高速串行数据转换为16路高速并行数据；
(5)完成高速并行数据的实时数字下变频处理，包括数字混频和数字滤波，并将基带数据传输至信号处理机。
10.根据权利要求9所述的一种X波段宽带多波束数字接收系统的信号处理方法，其特征在于，所述高速并行数据的实时数字下变频处理包括以下步骤：
(51)16路高速并行数据d0，d1，……d14，d15，分别与0°相位的数字本振信号进行乘法运算，得到基带数据dI0，dI1，……dI15，dI16；同时，16路高速并行数据d0，d1，……d14，d15，分别与90°相位的数字本振信号进行乘法运算，得到基带数据dQ0，dQ1，……dQ14，dQ15；
(52)设计N阶低通滤波器，对基带数据进行滤波，其中，N取16的整数倍；将dI0～dI15和dQ0～dQ15分别延时N/16+2个节拍，并将当前数据作为滤波器的输入；
(53)滤波后的基带数据再进行2倍的抽取，用于后续处理。
一种X波段宽带多波束数字接收系统及其信号处理方法
技术领域
背景技术
发明内容
具体实施方式
16个波束的处理，覆盖90°的空域范围。
8～9 8.5 1 3.072 5
9～10 9.5 1 2.88 6
10～11 10.5 1 2.8 7
11～12 11.5 1 3.072 7
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