一種新型短波測(cè)向信號(hào)模擬電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)一種新型短波測(cè)向信號(hào)模擬電路，包括：用于產(chǎn)生不同樣式的基帶信號(hào)的數(shù)字信號(hào)處理電路；接收音頻信號(hào)并對(duì)載波信號(hào)和基帶信號(hào)進(jìn)行正交調(diào)制的可編程邏輯電路，可編程邏輯電路輸出數(shù)字射頻信號(hào)；數(shù)模轉(zhuǎn)換電路和低通濾波電路，數(shù)模轉(zhuǎn)換電路的輸入端與可編程邏輯電路的輸出端電性連接，數(shù)模轉(zhuǎn)換電路的輸出端與低通濾波電路的輸入端電性連接；音頻處理電路，音頻處理電路包括依次連接的限幅濾波電路、運(yùn)算放大電路、壓擴(kuò)電路和與可編程邏輯電路連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路。本實(shí)用新型通過(guò)模擬產(chǎn)生短波測(cè)向天線陣的接收信號(hào)來(lái)搭建測(cè)向環(huán)境，根據(jù)設(shè)置的來(lái)波方位、信號(hào)頻率和天線陣型計(jì)算并生成相同幅度、不同相位的指定樣式信號(hào)的多通道測(cè)向信號(hào)。
【專利說(shuō)明】
一種新型短波測(cè)向信號(hào)模擬電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種新型短波測(cè)向信號(hào)模擬電路。
【背景技術(shù)】
[0002] 由于標(biāo)準(zhǔn)測(cè)向場(chǎng)地的匱乏以及短波測(cè)向天線陣架設(shè)的復(fù)雜性，短波測(cè)向設(shè)備的調(diào) 試、生產(chǎn)、檢驗(yàn)、試驗(yàn)等工作復(fù)雜繁瑣，不僅占用大量的人力物力資源，而且增加了開(kāi)發(fā)周 期。短波測(cè)向信號(hào)模擬裝置可不必架設(shè)測(cè)向天線陣，通過(guò)模擬產(chǎn)生測(cè)向陣接收信號(hào)的方式 構(gòu)建測(cè)向環(huán)境，使得上述工作簡(jiǎn)單易行。然而，傳統(tǒng)的短波測(cè)向信號(hào)模擬裝置均采用模擬電 路實(shí)現(xiàn)，可產(chǎn)生的信號(hào)樣式單一、適用性差、相位精度不高，而且操作繁瑣，不能很好滿足測(cè) 向環(huán)境模擬構(gòu)建的需求。
[0003] 因此，有必要提供一種新的短波測(cè)向信號(hào)模擬電路來(lái)解決上述問(wèn)題。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004] 本實(shí)用新型的目的在于提供一種通過(guò)模擬產(chǎn)生短波測(cè)向天線陣的接收信號(hào)來(lái)搭 建測(cè)向環(huán)境，根據(jù)設(shè)置的來(lái)波方位、信號(hào)頻率和天線陣型計(jì)算并生成相同幅度、不同相位的 指定樣式信號(hào)的多通道測(cè)向信號(hào)的新型短波測(cè)向信號(hào)模擬電路。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案如下：
[0006] -種新型短波測(cè)向信號(hào)模擬電路，包括：
[0007] 用于產(chǎn)生不同樣式的基帶信號(hào)的數(shù)字信號(hào)處理電路；
[0008] 用于將音頻信號(hào)傳輸至數(shù)字信號(hào)處理電路、并對(duì)載波信號(hào)和數(shù)字信號(hào)處理電路產(chǎn) 生的基帶信號(hào)進(jìn)行正交調(diào)制的可編程邏輯電路，所述可編程邏輯電路的輸出端輸出數(shù)字射 頻信號(hào)，所述可編程邏輯電路的與所述數(shù)字信號(hào)處理電路電性連接；
[0009] 用于輸出射頻信號(hào)的射頻輸出電路，所述射頻輸出電路包括用于將所述數(shù)字射頻 信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬射頻信號(hào)的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路和用于對(duì)所述模擬射頻信號(hào)進(jìn)行濾波處理的低 通濾波電路，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換電路的輸入端與所述可編程邏輯電路的輸出端電性連接，所述 數(shù)模轉(zhuǎn)換電路的輸出端與所述低通濾波電路的輸入端電性連接；
[0010] 用于接收并處理所述音頻信號(hào)的音頻處理電路，所述音頻處理電路包括依次連接 的限幅濾波電路、運(yùn)算放大電路、壓擴(kuò)電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路進(jìn)一步與所 述可編程邏輯電路電性連接以將音頻信號(hào)傳輸至所述可編程邏輯電路。
[0011]優(yōu)選的，所述新型短波測(cè)向信號(hào)模擬電路還包括時(shí)鐘電路，所述時(shí)鐘電路分別與 所述數(shù)字信號(hào)處理電路、所述可編程邏輯電路電性連接。
[0012] 優(yōu)選的，所述數(shù)字信號(hào)處理電路包括DSP芯片，所述可編程邏輯電路包括FPGA芯 片。
[0013] 優(yōu)選的，所述新型短波測(cè)向信號(hào)模擬電路還包括外部通訊接口電路，所述外部通 訊接口電路與所述FPGA芯片電性連接。
[0014]優(yōu)選的，所述新型短波測(cè)向信號(hào)模擬電路還包括用于給整個(gè)電路提供電能的電源 電路，所述電源電路包括AC/DC電源電路和DC/DC電路，所述AC/DC電源電路的輸入端接入市 電，所述AC/DC電源電路的輸出端與所述DC/DC電路的輸入端電性連接，所述DC/DC電路的輸 出端分別與所述數(shù)字信號(hào)處理電路、所述可編程邏輯電路、所述音頻處理電路、所述射頻輸 出電路、所述外部通訊接口電路和所述時(shí)鐘電路電性連接。
[0015] 優(yōu)選的，所述射頻輸出電路包括九組輸出電路，每組輸出電路包括一個(gè)所述數(shù)模 轉(zhuǎn)換電路和一個(gè)所述低通濾波電路。
[0016] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型所述新型短波測(cè)向信號(hào)模擬電路的有益效果在于： 本實(shí)用新型能夠產(chǎn)生多種樣式的信號(hào)，天線陣型靈活可設(shè)，可擴(kuò)展性強(qiáng);信號(hào)精度高，其中 幅度控制精度< IdB，相位精度< 1° ;操作簡(jiǎn)單，使用方便。
【附圖說(shuō)明】
[0017] 圖1為本實(shí)用新型所述新型短波測(cè)向信號(hào)模擬電路的電路結(jié)構(gòu)框圖；
[0018] 圖2為本實(shí)用新型所述9陣元圓陣天線示意圖；
[0019] 圖3為本實(shí)用新型所述9陣元L陣天線示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步進(jìn)行描述。
[0021] 請(qǐng)參閱圖1至圖3所示，本實(shí)用新型提供一種新型短波測(cè)向信號(hào)模擬電路，其輸出 相同幅度、不同相位的指定樣式信號(hào)的多通道測(cè)向信號(hào)，其包括：
[0022] 用于產(chǎn)生不同樣式的基帶信號(hào)及計(jì)算各通道測(cè)向信號(hào)的初始相位的數(shù)字信號(hào)處 理電路；
[0023]用于將音頻信號(hào)傳輸至數(shù)字信號(hào)處理電路、并對(duì)載波信號(hào)和數(shù)字信號(hào)處理電路產(chǎn) 生的基帶信號(hào)進(jìn)行正交調(diào)制的可編程邏輯電路，所述可編程邏輯電路的輸出端輸出數(shù)字射 頻信號(hào)，所述可編程邏輯電路的與所述數(shù)字信號(hào)處理電路電性連接，所述可編程邏輯電路 與所述數(shù)字信號(hào)處理電路電性連接以實(shí)現(xiàn)通訊和傳輸信號(hào)；
[0024]用于輸出射頻信號(hào)的射頻輸出電路，所述射頻輸出電路包括用于將所述數(shù)字射頻 信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬射頻信號(hào)的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路和用于對(duì)所述模擬射頻信號(hào)進(jìn)行濾波處理的低 通濾波電路，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換電路的輸入端與所述可編程邏輯電路的輸出端電性連接，所述 數(shù)模轉(zhuǎn)換電路的輸出端與所述低通濾波電路的輸入端電性連接，低通濾波電路的輸出端輸 出射頻信號(hào);所述射頻輸出電路包括九組輸出電路，每組輸出電路包括一個(gè)所述數(shù)模轉(zhuǎn)換 電路和一個(gè)所述低通濾波電路，每組輸出電路輸出一個(gè)通道的模擬測(cè)向信號(hào)；
[0025]用于接收并處理音頻信號(hào)的音頻處理電路，所述音頻處理電路包括依次連接的限 幅濾波電路、運(yùn)算放大電路、壓擴(kuò)電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路進(jìn)一步與所述可 編程邏輯電路電性連接以將音頻信號(hào)傳輸至所述可編程邏輯電路。
[0026] 在本實(shí)用新型中，所述新型短波測(cè)向信號(hào)模擬電路還包括時(shí)鐘電路，所述時(shí)鐘電 路分別與所述數(shù)字信號(hào)處理電路、所述可編程邏輯電路電性連接。所述數(shù)字信號(hào)處理電路 包括DSP芯片，所述可編程邏輯電路包括FPGA芯片。
[0027] 所述新型短波測(cè)向信號(hào)模擬電路還包括外部通訊接口電路，所述外部通訊接口電 路與所述FPGA芯片電性連接。所述新型短波測(cè)向信號(hào)模擬電路還包括用于給整個(gè)電路提供 電能的電源電路，所述電源電路包括AC/DC電源電路和DC/DC電路，所述AC/DC電源電路的輸 入端接入市電，所述AC/DC電源電路的輸出端與所述DC/DC電路的輸入端電性連接，所述DC/ DC電路的輸出端分別與所述數(shù)字信號(hào)處理電路、所述可編程邏輯電路、所述音頻處理電路、 所述射頻輸出電路、所述外部通訊接口電路和所述時(shí)鐘電路電性連接。其中，所述AC/DC電 源電路將220V交流電轉(zhuǎn)換成5V直流電，所述DC/DC電路將5V直流電轉(zhuǎn)換成3.3V、1.4V和1.2V 的直流電。
[0028] 在具體應(yīng)用時(shí)，各通道測(cè)向信號(hào)的初始相位％根據(jù)來(lái)波方位、信號(hào)頻率和天線陣 型計(jì)算獲得，單個(gè)通道的測(cè)向信號(hào)產(chǎn)生原理可表示為：
[0029]
[0030] 其中I(t)、Q⑴為基帶信號(hào)的I/Q數(shù)據(jù);c〇s(?,./ + R)、_(￥+(；/〇為通道η的射頻 載波信號(hào)。
[0031] 數(shù)字信號(hào)處理電路負(fù)責(zé)產(chǎn)生調(diào)制樣式可選的基帶信號(hào)I(t)、Q(t)，同時(shí)還負(fù)責(zé)計(jì) 算各通道測(cè)向信號(hào)的初始相位1;基帶信號(hào)送到可編程邏輯電路后，先進(jìn)行內(nèi)插濾波處理， 再與可編程邏輯電路中用數(shù)字控制振蕩器產(chǎn)生的初始相位為氕的載波信號(hào) a>S(r'V + l)、sin(郵+凡)進(jìn)行正交調(diào)制，得到調(diào)制后的多通道數(shù)字射頻信號(hào)；數(shù)字射頻 信號(hào)再經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換之后輸出，實(shí)現(xiàn)短波測(cè)向信號(hào)的模擬。
[0032] 本實(shí)用新型同時(shí)輸出9個(gè)通道的測(cè)向模擬信號(hào)，可實(shí)現(xiàn)9陣元及小于9陣元測(cè)向天 線陣的短波測(cè)向信號(hào)模擬。
[0033] 下面以短波測(cè)向中比較典型的9陣元圓陣和9陣元L陣為例，說(shuō)明測(cè)向模擬裝置的 測(cè)向信號(hào)初始相位計(jì)算方法：
[0034] 1、天線陣型為9陣元圓陣，如圖2所示，則各通道信號(hào)初始相位可由下式計(jì)算所得：
[0035]
[0036] 其中，dn=d2+r2-2dr cos(40n_a2)+d2tg2ai
[0037] 其中η為天線號(hào)，天線1~9對(duì)應(yīng)的k分別為0、1.9、2.8、0.4、0.4、7.1、5.4、5.4，(1為 目標(biāo)信號(hào)到圓陣中心的距離，r為圓陣半徑，Ct1為目標(biāo)仰角，〇2為目標(biāo)方位角，f為目標(biāo)頻率。
[0038] 2、天線陣型為9陣元L陣，如圖3所示，則信號(hào)初始相位可由下式計(jì)算所得：
[0039]
[0040]
[0041]
[0042] d為目標(biāo)信號(hào)到天線1的距離，Adn為天線η到天線1的距離，αι為目標(biāo)仰角，a2為目 標(biāo)方位角，f為目標(biāo)頻率。
[0043]以上示意性的對(duì)本實(shí)用新型及其實(shí)施方式進(jìn)行了描述，該描述沒(méi)有限制性，附圖 中所示的也只是本實(shí)用新型的實(shí)施方式之一，實(shí)際的結(jié)構(gòu)并不局限于此。所以，如果本領(lǐng)域 的普通技術(shù)人員受其啟示，在不脫離本實(shí)用新型創(chuàng)造宗旨的情況下，不經(jīng)創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)出 與該技術(shù)方案相似的結(jié)構(gòu)方式及實(shí)施例，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種新型短波測(cè)向信號(hào)模擬電路，其特征在于，包括： 用于產(chǎn)生不同樣式的基帶信號(hào)的數(shù)字信號(hào)處理電路； 用于將音頻信號(hào)傳輸至數(shù)字信號(hào)處理電路、并對(duì)載波信號(hào)和數(shù)字信號(hào)處理電路產(chǎn)生的 基帶信號(hào)進(jìn)行正交調(diào)制的可編程邏輯電路，所述可編程邏輯電路的輸出端輸出數(shù)字射頻信 號(hào)，所述可編程邏輯電路的與所述數(shù)字信號(hào)處理電路電性連接； 用于輸出射頻信號(hào)的射頻輸出電路，所述射頻輸出電路包括用于將所述數(shù)字射頻信號(hào) 轉(zhuǎn)換成模擬射頻信號(hào)的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路和用于對(duì)所述模擬射頻信號(hào)進(jìn)行濾波處理的低通濾 波電路，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換電路的輸入端與所述可編程邏輯電路的輸出端電性連接，所述數(shù)模 轉(zhuǎn)換電路的輸出端與所述低通濾波電路的輸入端電性連接； 用于接收并處理所述音頻信號(hào)的音頻處理電路，所述音頻處理電路包括依次連接的限 幅濾波電路、運(yùn)算放大電路、壓擴(kuò)電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路進(jìn)一步與所述可 編程邏輯電路電性連接以將音頻信號(hào)傳輸至所述可編程邏輯電路。2. 如權(quán)利要求1所述的新型短波測(cè)向信號(hào)模擬電路，其特征在于，所述新型短波測(cè)向信 號(hào)模擬電路還包括時(shí)鐘電路，所述時(shí)鐘電路分別與所述數(shù)字信號(hào)處理電路、所述可編程邏 輯電路電性連接。3. 如權(quán)利要求2所述的新型短波測(cè)向信號(hào)模擬電路，其特征在于，所述數(shù)字信號(hào)處理電 路包括DSP芯片，所述可編程邏輯電路包括FPGA芯片。4. 如權(quán)利要求3所述的新型短波測(cè)向信號(hào)模擬電路，其特征在于，所述新型短波測(cè)向信 號(hào)模擬電路還包括外部通訊接口電路，所述外部通訊接口電路與所述FPGA芯片電性連接。5. 如權(quán)利要求4所述的新型短波測(cè)向信號(hào)模擬電路，其特征在于，所述新型短波測(cè)向信 號(hào)模擬電路還包括用于給整個(gè)電路提供電能的電源電路，所述電源電路包括AC/DC電源電 路和DC/DC電路，所述AC/DC電源電路的輸入端接入市電，所述AC/DC電源電路的輸出端與所 述DC/DC電路的輸入端電性連接，所述DC/DC電路的輸出端分別與所述數(shù)字信號(hào)處理電路、 所述可編程邏輯電路、所述音頻處理電路、所述射頻輸出電路、所述外部通訊接口電路和所 述時(shí)鐘電路電性連接。6. 如權(quán)利要求5所述的新型短波測(cè)向信號(hào)模擬電路，其特征在于，所述射頻輸出電路包 括九組輸出電路，每組輸出電路包括一個(gè)所述數(shù)模轉(zhuǎn)換電路和一個(gè)所述低通濾波電路。
【文檔編號(hào)】G01S3/74GK205539442SQ201620248910
【公開(kāi)日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年3月29日
【發(fā)明人】呂巧蘭, 江成玉, 邢隆
【申請(qǐng)人】昆山九華電子設(shè)備廠