短波信號增益控制方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種短波信號增益控制系統(tǒng)和方法，該系統(tǒng)包括射頻前端、信號預(yù)處理單元和上位機；所述射頻前端用于根據(jù)當(dāng)前的衰減量確定增益值，根據(jù)增益值將接收的短波信號進行增益控制后輸出至所述信號預(yù)處理單元；所述信號預(yù)處理單元用于將所述增益控制后的短波信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換得到數(shù)字信號，將所述數(shù)字信號進行數(shù)字下變頻處理后通過PCI接口傳輸至所述上位機；所述上位機用于接收所述數(shù)字下變頻處理后的數(shù)字信號，檢測出所述數(shù)字信號的功率，比較所述功率與預(yù)設(shè)的門限，根據(jù)比較結(jié)果調(diào)整所述射頻前端中的衰減量。本發(fā)明能實現(xiàn)短波信號的自動增益控制，提高通信性能。
【專利說明】短波信號增益控制方法和系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及短波信號【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種短波信號增益控制系統(tǒng)，以及一種短波信號增益控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002]短波通信是利用波長為10 —100米(頻率為3—30MHz)的電磁波進行的無線電通信。通常，為了滿足多方向、多用戶之間的通信聯(lián)絡(luò)，在固定短波通信臺站配置多副短波天線和多套短波設(shè)備，隨之而來的問題是，由于一般高增益短波天線具有方向性，不同架設(shè)方向(方位角、仰角)的短波天線在接收某一方向的信號時，信號質(zhì)量差異較大，架設(shè)方向和通信性聯(lián)絡(luò)方向相匹配的天線接收信號質(zhì)量最好，因此，在對不同方向的用戶進行通信聯(lián)絡(luò)時，需要選擇架設(shè)方向合適的短波天線，保證短波信道接收信號的質(zhì)量。短波通信用戶需要一種有效的短波信道監(jiān)測手段，掌握不同短波天線接收信號狀況，選擇接收信號質(zhì)量最好的天線實施通信聯(lián)絡(luò)，提高短波通信的效率。
[0003]目前，短波通信人員在進行通信聯(lián)絡(luò)時一般是靠經(jīng)驗進行已架設(shè)短波天線的選擇，缺乏一種直觀、客觀、方便的監(jiān)測控制手段。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于此，本發(fā)明提供一種短波信號增益控制系統(tǒng)和方法，能實現(xiàn)短波信號的自動增益控制，提高通信性能。
[0005]一種短波信號增益控制系統(tǒng)，包括射頻前端、信號預(yù)處理單元和上位機；
[0006]所述射頻前端用于根據(jù)當(dāng)前的衰減量確定增益值，根據(jù)增益值將接收的短波信號進行增益控制后輸出至所述信號預(yù)處理單元；
[0007]所述信號預(yù)處理單元用于將所述增益控制后的短波信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換得到數(shù)字信號，將所述數(shù)字信號進行數(shù)字下變頻處理后通過PCI接口傳輸至所述上位機；
[0008]所述上位機用于接收所述數(shù)字下變頻處理后的數(shù)字信號，檢測出所述數(shù)字信號的功率，比較所述功率與預(yù)設(shè)的門限，根據(jù)比較結(jié)果調(diào)整所述射頻前端中的衰減量。
[0009]一種短波信號增益控制方法，包括如下步驟:
[0010]根據(jù)當(dāng)前的衰減量確定增益值，根據(jù)所述增益值將接收的短波信號進行增益控制；
[0011]將增益控制后的短波信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換后得到數(shù)字信號，將所述數(shù)字信號進行數(shù)字下變頻處理；
[0012]對數(shù)字下變頻處理后的數(shù)字信號檢測出功率，比較所述功率與預(yù)設(shè)的門限，根據(jù)所述比較結(jié)果調(diào)整所述衰減量。
[0013]上述短波信號增益控制系統(tǒng)和方法，短波信號經(jīng)天線進入射頻前端，在射頻前端中，根據(jù)當(dāng)前的衰減量確定增益值，短波信號根據(jù)當(dāng)前的增益值進行增益控制后輸出；同時，增益控制后的短波信號進入信號預(yù)處理單元，信號預(yù)處理單元將短波信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，獲得數(shù)字信號并進行數(shù)字下變頻處理，經(jīng)由PCI接口傳輸至上位機進行信號分析，上位機檢測出信號功率，將信號功率與預(yù)設(shè)的門限進行比較，根據(jù)比較結(jié)果調(diào)整射頻前端中對短波信號進行增益控制時的增益值。本發(fā)明以虛擬儀器技術(shù)為基礎(chǔ)，利用上位機的PC架構(gòu)，通過反饋調(diào)節(jié)的思路實現(xiàn)了對短波信號的增益自動控制，本發(fā)明的短波信號質(zhì)量監(jiān)測手段操作簡便、使用方便，對提高短波通信的可靠性、穩(wěn)定性，對克服短波通信信號監(jiān)測手段方面的缺陷具有重要意義。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明短波信號增益控制系統(tǒng)在一實施例中的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2為信號預(yù)處理單元在一實施例中的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖3為本發(fā)明短波信號增益控制系統(tǒng)在另一實施例中的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖4為射頻前端在一實施例中的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖5為FFT方法的處理示意圖。
[0019]圖6為本發(fā)明短波信號增益控制方法在一實施例中的流程示意圖。

【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
[0021]如圖1所示，是本發(fā)明短波信號增益控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，包括射頻前端11、信號預(yù)處理單元12和上位機13 ；
[0022]所述射頻前端11用于根據(jù)當(dāng)前的衰減量確定增益值，根據(jù)增益值將接收的短波信號進行增益控制后輸出至所述信號預(yù)處理單元12 ；
[0023]其中，整個信號通道的最大增益值和最大衰減量可事先設(shè)定好，也即是最大增益值和最大衰減量是確定的；因此可通過調(diào)整策略改變兩者的相對值，當(dāng)衰減量更改時，根據(jù)當(dāng)前的衰減量來確定當(dāng)前的通道增益值；具體的根據(jù)衰減量調(diào)整增益值，可根據(jù)實際需要而確定，本實施例對此不做限定；
[0024]所述信號預(yù)處理單元12用于將所述增益控制后的短波信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換得到數(shù)字信號，將所述數(shù)字信號進行數(shù)字下變頻處理后通過PCI (Peripheral ComponentInterconnect,局部總線標準)接口傳輸至所述上位機13 ；
[0025]所述上位機13用于接收所述數(shù)字下變頻處理后的數(shù)字信號，檢測出所述數(shù)字信號的功率，比較所述功率與預(yù)設(shè)的門限，根據(jù)比較結(jié)果調(diào)整所述射頻前端11中的衰減量；
[0026]本實施例中，短波信號經(jīng)天線進入射頻前端，在射頻前端中，根據(jù)當(dāng)前的衰減量確定增益值，短波信號根據(jù)當(dāng)前的增益值進行增益控制后輸出；同時，增益控制后的短波信號進入信號預(yù)處理單元，信號預(yù)處理單元將短波信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，獲得數(shù)字信號并進行數(shù)字下變頻處理，經(jīng)由PCI接口傳輸至上位機進行信號分析，上位機檢測出信號功率，將信號功率與預(yù)設(shè)的門限進行比較，根據(jù)比較結(jié)果調(diào)整射頻前端中對短波信號進行增益控制時的增益值。本實施例以虛擬儀器技術(shù)為基礎(chǔ)，利用上位機的PC架構(gòu)，通過反饋調(diào)節(jié)的思路實現(xiàn)了對短波信號的增益自動控制。
[0027]在一較佳實施例中，如圖2所示，所述信號預(yù)處理單元12可包括:
[0028]模數(shù)轉(zhuǎn)換器121，用于將所述短波信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換得到所述數(shù)字信號；
[0029]與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器121通過模數(shù)轉(zhuǎn)換控制接口 122的數(shù)字下變頻處理器123，用于將所述數(shù)字信號進行數(shù)字下變頻處理；
[0030]與所述數(shù)字下變頻處理器123連接的核心控制器124 ；
[0031]與所述核心控制器124通過PCI控制接口 125連接的PCI處理器126，用于接收所述數(shù)字下變頻處理器123發(fā)送的數(shù)字下變頻處理后的數(shù)字信號并轉(zhuǎn)發(fā)給所述上位機13 ；
[0032]本實施例中，短波信號進入模數(shù)轉(zhuǎn)換器121，模數(shù)轉(zhuǎn)換器121將模擬短波信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并通過模數(shù)轉(zhuǎn)換控制接口 122送入到數(shù)字下變頻模塊123，數(shù)字下變頻模塊123對數(shù)字信號進行下變頻處理；核心控制器124對PCI控制接口 125以及數(shù)字下變頻處理器123進行協(xié)調(diào)，完成數(shù)據(jù)的接收及發(fā)送；進行數(shù)字下變頻處理后的數(shù)字信號由核心控制器124控制，通過PCI控制接口傳輸至PCI處理器126，由PCI處理器126傳輸至上位機13進行信號分析處理。
[0033]如圖2所示，本實施例的信號預(yù)處理單元可采用FPGA(Field — ProgrammableGate Array，現(xiàn)場可編程門陣列)，所述模數(shù)控制接口 122、所述數(shù)字下變頻處理器123、所述核心控制器124和所述PCI控制接口 125都可集成在FPGA120中；在本實施例中，F(xiàn)PGA129集成了模數(shù)控制接口 122、數(shù)字下變頻處理器123和核心控制器124等多個模塊，能提高系統(tǒng)的集成性和可靠性。
[0034]如圖3所示，是短波信號增益控制系統(tǒng)在另一實施例中的結(jié)構(gòu)示意圖，
[0035]射頻前端11通過模擬信號接口 211連接至模數(shù)轉(zhuǎn)換器121，射頻前端11將短波信號進行增益控制后，通過模擬信號接口 211傳輸至模數(shù)轉(zhuǎn)換器121，由模數(shù)轉(zhuǎn)換器121將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；
[0036]模數(shù)轉(zhuǎn)換器121連接FPGA129，將數(shù)字信號發(fā)送到FPGA129 ;模數(shù)轉(zhuǎn)換器121還連接一采樣時鐘電路212，用于為模數(shù)轉(zhuǎn)換器121提供采樣頻率和時鐘；
[0037]FPGA129還連接數(shù)據(jù)存儲器127及FPGA配置芯片291 ;數(shù)據(jù)存儲器127用于存儲數(shù)據(jù)，F(xiàn)PGA配置芯片291用于為FPGA129配置參數(shù)；
[0038]FPGA129通過PCI控制接口 125連接至PCI處理器126 ;數(shù)字信號在FPGA129中進行數(shù)字下變頻處理，通過PCI控制接口 125由PCI處理器126發(fā)送到上位機13 ；
[0039]上位機13中可安裝有驅(qū)動程序131，以及設(shè)置有信號處理模塊132和MFC圖像界面顯示模塊133，上位機13通過信號處理模塊132實現(xiàn)對數(shù)字信號的分析處理，通過檢測出電平或功率，并與門限值進行比較，根據(jù)比較結(jié)果調(diào)整射頻前端11的衰減量；具體的，F(xiàn)PGA129還通過模擬控制接口 292連接至射頻前端11，上位機13將調(diào)整結(jié)果由PCI處理器126通過PCI控制接口 125傳輸至FPGA129，由FPGA129通過模擬控制接口輸出至射頻前端11，射頻前端11根據(jù)最新的衰減量確定增益值。
[0040]PCI控制接口 125還連接一 PCI時鐘電路251，用于為PCI處理器126提供時鐘信號；PCI處理器還連接一電源261，用于為系統(tǒng)提供電源。
[0041]如圖4所示，是本實施例射頻前端的結(jié)構(gòu)示意圖；射頻前端用于對短波信號進行抗混疊低通濾波處理，同時對信號進行放大，并提供增益控制，可包括:
[0042]所述射頻前端包括依次連接的第一帶通濾波器401、第一放大器402、第一衰減器403、功放器404、數(shù)控衰減器405、第二放大器406、第二衰減器407、第三放大器408和第二帶通濾波器409，所述第二帶通濾波器409連接至信號輸出端；
[0043]所述功放器404還連接第三衰減器410，所述第三衰減器410通過模擬信號接口連接至所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器；
[0044]帶通濾波器能濾除輸入的短波信號中在有用頻帶之外的信號，為后續(xù)模數(shù)轉(zhuǎn)換提供抗混疊濾波；放大器用于對信號進行放大處理；衰減器能對信號進行衰減，抵消放大器的增益，保持信號大小不變；衰減器中具體的衰減量可根據(jù)實際需要而設(shè)定。
[0045]本實施例的射頻前端可有多個，模數(shù)轉(zhuǎn)換器也可有多個，各個射頻前端的第三衰減器連接至信號預(yù)處理單元中對應(yīng)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
[0046]在一較佳實施例中，所述上位機13還用于:若判斷所述功率超過所述門限，則增大所述衰減量；若判斷所述功率低于所述門限，則減小所述衰減量。
[0047]本實施例中，根據(jù)功率與門限值的比較，若功率超過門限，則需增大衰減量；若功率小于門限，則表示射頻前端11當(dāng)前對短波信號的衰減量太大，需適當(dāng)?shù)販p小衰減量，恢復(fù)部分衰減；具體的，衰減量的增大或減小可根據(jù)實際需要設(shè)定一定的更新步長，例如可設(shè)定為每次增大或減小當(dāng)前衰減量的一半、三分之一，或者也可以是固定值，對此本實施例不做具體限定。
[0048]本實施例中，由于系統(tǒng)的動態(tài)范圍較大，需要對射頻前端的增益進行合理的控制，將信號放大到合理的功率再進行檢測。自動增益控制策略如下(為保證對器件控制的唯一性，整個控制由上位機完成):
[0049]上位機對輸入信號的幅值進行線性譯碼電平檢測，一旦檢測到當(dāng)前模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入端的能量(幅值)超過射頻前端所要求的范圍立即進行調(diào)整。
[0050]上位機在讀取數(shù)據(jù)時同時的查詢FPGA中衰減寄存器中的模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入端的幅值，如果檢測到超出門限的狀態(tài)，那么立即提高衰減量，以減小進入模數(shù)轉(zhuǎn)換器的模擬信號功率，直到功率低于門限或者到達設(shè)置的衰減量的最大值為止。如果不超過門限，那么將該最大值并與模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入功率的門限值進行比較，計算可調(diào)整的衰減量，并進行調(diào)整，以使信號質(zhì)量達到最佳狀態(tài)。
[0051]具體的檢測設(shè)置過程如下:
[0052]讀取數(shù)據(jù)時同時讀取衰減寄存器中的模數(shù)轉(zhuǎn)換器端最大值。
[0053]如果超過門限那么計算需要衰減的衰減量，設(shè)置寄存器進行衰減。如果小于輸入門限則計算可以釋放的衰減量，設(shè)置寄存器釋放衰減量。
[0054]在一較佳實施例中，所述上位機在接收到數(shù)字信號進行分析處理后，還可進行頻譜分析和信噪比估計；
[0055]頻譜分析主要采用精細化、改進的FFT (快速傅里葉變換)方法對采集到的數(shù)據(jù)進行頻譜分析；
[0056]如圖5所示，精細化、改進的FFT方法在于采用:移頻(復(fù)調(diào)制)—低通數(shù)字濾波—重采樣一FFT及譜分析一頻率調(diào)整的流程對信號進行頻譜分析；
[0057]其中，模擬信號為X⑴，經(jīng)抗混疊濾波和A/D采樣后，得到的離散序列為X (η) (η =
O,I,…，N-1)，fs為采樣頻率，D為細化倍數(shù)，N為FFT分析的點數(shù)。
[0058]信噪比分析主要采用奇異值分解方法對采集到的信號在特定信道進行信噪比估計；將過去只適用于ΜΙΜ0(多天線輸入、多天線輸出)應(yīng)用場合的奇異值分解算法，通過矩陣變換，應(yīng)用于SISO(單天線輸入、單天線輸出)場合；特定信道是指在整個掃描帶寬內(nèi)，所關(guān)心的目標信號所在的頻率位置，具體如下:
[0059]低通濾波:首先調(diào)用低通濾波函數(shù)對信號進行低通濾波，濾波器的帶寬由當(dāng)前的信號帶寬決定，濾波器的系數(shù)可預(yù)先由Matlab即時生成。
[0060]信號抽取:對低通濾波后的信號進行抽取，抽取的倍數(shù)由當(dāng)前的信號的帶寬決定(或者也可由用戶設(shè)置)，抽取后的采樣率需保證大于4倍的信號帶寬。
[0061]計算自相關(guān)序列:對抽取后的信號計算自相關(guān)序列。
[0062]構(gòu)建自相關(guān)矩陣:根據(jù)得到的自相關(guān)序列構(gòu)建自相關(guān)矩陣，具體計算可由Matlab中的自相關(guān)函數(shù)xcorr_mat完成,該函數(shù)在函數(shù)體內(nèi)可調(diào)用cplx_xcorr函數(shù)進行自相關(guān)序列計算。
[0063]求取自相關(guān)矩陣特征值，運用最小描述長度方法求取信號的空間維數(shù)，結(jié)合自相關(guān)矩陣的特征值，求取當(dāng)前信號的信噪比。
[0064]如圖6所示，本發(fā)明還提供一種短波信號增益控制方法，包括如下步驟:
[0065]S61、根據(jù)當(dāng)前的衰減量確定增益值，根據(jù)所述增益值將接收的短波信號進行增益控制；
[0066]S62、將增益控制后的短波信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換后得到數(shù)字信號，將所述數(shù)字信號進行數(shù)字下變頻處理；
[0067]S63、對數(shù)字下變頻處理后的數(shù)字信號檢測出功率，比較所述功率與預(yù)設(shè)的門限，根據(jù)所述比較結(jié)果調(diào)整所述衰減量；
[0068]本實施例中，短波信號經(jīng)天線進入射頻前端，根據(jù)當(dāng)前的衰減量確定增益值，短波信號根據(jù)當(dāng)前的增益值進行增益控制后輸出；同時，增益控制后的短波信號進行信號預(yù)處理，將短波信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，獲得數(shù)字信號并進行數(shù)字下變頻處理，接著進行信號分析，檢測出信號功率，將信號功率與預(yù)設(shè)的門限進行比較，根據(jù)比較結(jié)果調(diào)整對短波信號進行增益控制時的增益值。
[0069]在一較佳實施例中，所述比較所述功率與預(yù)設(shè)的門限，根據(jù)所述比較結(jié)果調(diào)整所述衰減量的步驟:
[0070]若判斷所述功率超過所述門限，則增大所述衰減量；
[0071]若判斷所述功率低于所述門限，則減少所述衰減量。
[0072]本實施例中，根據(jù)功率與門限值的比較，若功率超過門限，則需增大衰減量；若功率小于門限，則表示射頻前端11當(dāng)前對短波信號的衰減量太大，需適當(dāng)?shù)販p小衰減量，恢復(fù)部分衰減；具體的，衰減量的增大或減小可根據(jù)實際需要設(shè)定一定的更新步長，例如可設(shè)定為每次增大或減小當(dāng)前衰減量的一半、三分之一，或者也可以是固定值，對此本實施例不做具體限定。
[0073]在一較佳實施例中，還可包括如下步驟:
[0074]對所述數(shù)字信號進行低通濾波；
[0075]對低通濾波后的數(shù)字信號按預(yù)設(shè)的抽取倍數(shù)進行信號抽取，計算所述抽取后的數(shù)字信號的自相關(guān)序列；
[0076]根據(jù)所述自相關(guān)序列構(gòu)建自相關(guān)矩陣求取所述自相關(guān)矩陣的特征值；
[0077]根據(jù)預(yù)設(shè)的最短描述長度方法求取所述信號的空間維數(shù)；
[0078]根據(jù)所述自相關(guān)矩陣的特征值及所述空間維數(shù)，求取所述數(shù)字信號的信噪比。
[0079]本實施例中，所述上位機在接收到數(shù)字信號進行分析處理后，還可進行信噪比估計；信噪比分析主要采用奇異值分解方法對采集到的信號在特定信道進行信噪比估計；將過去只適用于MIMO(多天線輸入、多天線輸出)應(yīng)用場合的奇異值分解算法，通過矩陣變換，應(yīng)用于SISO (單天線輸入、單天線輸出)場合；特定信道是指在整個掃描帶寬內(nèi)，所關(guān)心的目標信號所在的頻率位置，具體如下:
[0080]低通濾波:首先調(diào)用低通濾波函數(shù)對信號進行低通濾波，濾波器的帶寬由當(dāng)前的信號帶寬決定，濾波器的系數(shù)可預(yù)先由Matlab即時生成。
[0081]信號抽取:對低通濾波后的信號進行抽取，抽取的倍數(shù)由當(dāng)前的信號的帶寬決定(或者也可由用戶設(shè)置)，抽取后的采樣率需保證大于4倍的信號帶寬。
[0082]計算自相關(guān)序列:對抽取后的信號計算自相關(guān)序列。
[0083]構(gòu)建自相關(guān)矩陣:根據(jù)得到的自相關(guān)序列構(gòu)建自相關(guān)矩陣，具體計算可由Matlab中的自相關(guān)函數(shù)xcorr_mat完成,該函數(shù)在函數(shù)體內(nèi)可調(diào)用cplx_xcorr函數(shù)進行自相關(guān)序列計算。
[0084]求取自相關(guān)矩陣特征值，運用最小描述長度方法求取信號的空間維數(shù)，結(jié)合自相關(guān)矩陣的特征值，求取當(dāng)前信號的信噪比。
[0085]本發(fā)明短波信號增益控制系統(tǒng)和方法，短波信號經(jīng)天線進入射頻前端，在射頻前端中，根據(jù)當(dāng)前的衰減量確定增益值，短波信號根據(jù)當(dāng)前的增益值進行增益控制后輸出；同時，增益控制后的短波信號進入信號預(yù)處理單元，信號預(yù)處理單元將短波信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，獲得數(shù)字信號并進行數(shù)字下變頻處理，經(jīng)由PCI接口傳輸至上位機進行信號分析，上位機檢測出信號功率，將信號功率與預(yù)設(shè)的門限進行比較，根據(jù)比較結(jié)果調(diào)整射頻前端中對短波信號進行增益控制時的增益值。本發(fā)明以虛擬儀器技術(shù)為基礎(chǔ)，利用上位機的PC架構(gòu)，通過反饋調(diào)節(jié)的思路實現(xiàn)了對短波信號的增益自動控制，本發(fā)明的短波信號質(zhì)量監(jiān)測手段操作簡便、使用方便，對提高短波通信的可靠性、穩(wěn)定性，克服短波通信信號監(jiān)測手段方面的缺陷，具有重要意義。
[0086]以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準。
【權(quán)利要求】
1.一種短波信號增益控制系統(tǒng)，其特征在于，包括射頻前端、信號預(yù)處理單元和上位機； 所述射頻前端用于根據(jù)當(dāng)前的衰減量確定增益值，根據(jù)增益值將接收的短波信號進行增益控制后輸出至所述信號預(yù)處理單元； 所述信號預(yù)處理單元用于將所述增益控制后的短波信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換得到數(shù)字信號，將所述數(shù)字信號進行數(shù)字下變頻處理后通過PCI接口傳輸至所述上位機； 所述上位機用于接收所述數(shù)字下變頻處理后的數(shù)字信號，檢測出所述數(shù)字信號的功率，比較所述功率與預(yù)設(shè)的門限，根據(jù)比較結(jié)果調(diào)整所述射頻前端中的衰減量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的短波信號增益控制系統(tǒng)，其特征在于，所述信號預(yù)處理單元包括: 模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于將所述短波信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換得到所述數(shù)字信號； 與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器通過模數(shù)轉(zhuǎn)換控制接口的數(shù)字下變頻處理器，用于將所述數(shù)字信號進行數(shù)字下變頻處理； 與所述數(shù)字下變頻處理器連接的核心控制器； 與所述核心控制器通過PCI控制接口連接的PCI處理器，用于接收所述數(shù)字下變頻處理器發(fā)送的數(shù)字下變頻處理后的數(shù)字信號并轉(zhuǎn)發(fā)給所述上位機。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的短波信號增益控制系統(tǒng)，其特征在于，所述射頻前端包括依次連接的第一帶通濾波器、第一放大器、第一衰減器、功放器、數(shù)控衰減器、第二放大器、第二衰減器、第三放大器和第二帶通濾波器，所述第二帶通濾波器連接至信號輸出端； 所述功放器還連接第三衰減器，所述第三衰減器通過模擬信號接口連接至所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的短波信號增益控制系統(tǒng)，其特征在于，所述模數(shù)控制接口、所述數(shù)字下變頻處理器、所述核心控制器和所述PCI控制接口都集成在FPGA中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的短波信號增益控制系統(tǒng)，其特征在于，所述上位機還用于:若判斷所述功率超過所述門限，則增大所述衰減量；若判斷所述功率低于所述門限，則減小所述衰減量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的短波信號增益控制系統(tǒng)，其特征在于，所述上位機還用于:對所述數(shù)字信號進行低通濾波；對低通濾波后的數(shù)字信號按預(yù)設(shè)的抽取倍數(shù)進行信號抽取，計算所述抽取后的數(shù)字信號的自相關(guān)序列；根據(jù)所述自相關(guān)序列構(gòu)建自相關(guān)矩陣求取所述自相關(guān)矩陣的特征值；根據(jù)預(yù)設(shè)的最短描述長度方法求取所述信號的空間維數(shù)；根據(jù)所述自相關(guān)矩陣的特征值及所述空間維數(shù)，求取所述數(shù)字信號的信噪比。
7.一種短波信號增益控制方法，其特征在于，包括如下步驟: 根據(jù)當(dāng)前的衰減量確定增益值，根據(jù)所述增益值將接收的短波信號進行增益控制； 將增益控制后的短波信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換后得到數(shù)字信號，將所述數(shù)字信號進行數(shù)字下變頻處理； 對數(shù)字下變頻處理后的數(shù)字信號檢測出功率，比較所述功率與預(yù)設(shè)的門限，根據(jù)所述比較結(jié)果調(diào)整所述衰減量。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的短波信號增益控制方法，其特征在于，所述比較所述功率與預(yù)設(shè)的門限，根據(jù)所述比較結(jié)果調(diào)整所述衰減量的步驟: 若判斷所述功率超過所述門限，則增大所述衰減量； 若判斷所述功率低于所述門限，則減少所述衰減量。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的短波信號增益控制方法，其特征在于，還包括如下步驟: 對所述數(shù)字信號進行低通濾波； 對低通濾波后的數(shù)字信號按預(yù)設(shè)的抽取倍數(shù)進行信號抽取，計算所述抽取后的數(shù)字信號的自相關(guān)序列； 根據(jù)所述自相關(guān)序列構(gòu)建自相關(guān)矩陣求取所述自相關(guān)矩陣的特征值； 根據(jù)預(yù)設(shè)的最短描述長度方法求取所述數(shù)字信號的空間維數(shù)； 根據(jù)所述自相關(guān)矩陣的特征值及所述空間維數(shù)，求取所述數(shù)字信號的信噪比。
【文檔編號】H04B17/00GK104184531SQ201410443575
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年9月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月2日
【發(fā)明者】肖志力, 年夫清, 陸婷婷, 高紅佳 申請人:廣州山鋒測控技術(shù)有限公司