一種新型短波測向信號模擬電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種新型短波測向信號模擬電路，包括：用于產生不同樣式的基帶信號的數字信號處理電路；接收音頻信號并對載波信號和基帶信號進行正交調制的可編程邏輯電路，可編程邏輯電路輸出數字射頻信號；數模轉換電路和低通濾波電路，數模轉換電路的輸入端與可編程邏輯電路的輸出端電性連接，數模轉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、運算放大電路、壓擴電路和與可編程邏輯電路連接的模數轉換電路。本實用新型通過模擬產生短波測向天線陣的接收信號來搭建測向環境，根據設置的來波方位、信號頻率和天線陣型計算并生成相同幅度、不同相位的指定樣式信號的多通道測向信號。
【專利說明】
一種新型短波測向信號模擬電路
技術領域
[0001] 本實用新型涉及一種新型短波測向信號模擬電路。
【背景技術】
[0002] 由于標準測向場地的匱乏以及短波測向天線陣架設的復雜性，短波測向設備的調 試、生產、檢驗、試驗等工作復雜繁瑣，不僅占用大量的人力物力資源，而且增加了開發周 期。短波測向信號模擬裝置可不必架設測向天線陣，通過模擬產生測向陣接收信號的方式 構建測向環境，使得上述工作簡單易行。然而，傳統的短波測向信號模擬裝置均采用模擬電 路實現，可產生的信號樣式單一、適用性差、相位精度不高，而且操作繁瑣，不能很好滿足測 向環境模擬構建的需求。
[0003] 因此，有必要提供一種新的短波測向信號模擬電路來解決上述問題。 【實用新型內容】
[0004] 本實用新型的目的在于提供一種通過模擬產生短波測向天線陣的接收信號來搭 建測向環境，根據設置的來波方位、信號頻率和天線陣型計算并生成相同幅度、不同相位的 指定樣式信號的多通道測向信號的新型短波測向信號模擬電路。
[0005] 為了實現上述目的，本實用新型所采用的技術方案如下：
[0006] -種新型短波測向信號模擬電路，包括：
[0007] 用于產生不同樣式的基帶信號的數字信號處理電路；
[0008] 用于將音頻信號傳輸至數字信號處理電路、并對載波信號和數字信號處理電路產 生的基帶信號進行正交調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字射 頻信號，所述可編程邏輯電路的與所述數字信號處理電路電性連接；
[0009] 用于輸出射頻信號的射頻輸出電路，所述射頻輸出電路包括用于將所述數字射頻 信號轉換成模擬射頻信號的數模轉換電路和用于對所述模擬射頻信號進行濾波處理的低 通濾波電路，所述數模轉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 數模轉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、運算放大電路、壓擴電路和模數轉換電路，所述模數轉換電路進一步與所 述可編程邏輯電路電性連接以將音頻信號傳輸至所述可編程邏輯電路。
[0011]優選的，所述新型短波測向信號模擬電路還包括時鐘電路，所述時鐘電路分別與 所述數字信號處理電路、所述可編程邏輯電路電性連接。
[0012] 優選的，所述數字信號處理電路包括DSP芯片，所述可編程邏輯電路包括FPGA芯 片。
[0013] 優選的，所述新型短波測向信號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]優選的，所述新型短波測向信號模擬電路還包括用于給整個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 出端分別與所述數字信號處理電路、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鐘電路電性連接。
[0015] 優選的，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所述數模 轉換電路和一個所述低通濾波電路。
[0016] 與現有技術相比，本實用新型所述新型短波測向信號模擬電路的有益效果在于： 本實用新型能夠產生多種樣式的信號，天線陣型靈活可設，可擴展性強;信號精度高，其中 幅度控制精度< IdB，相位精度< 1° ;操作簡單，使用方便。
【附圖說明】
[0017] 圖1為本實用新型所述新型短波測向信號模擬電路的電路結構框圖；
[0018] 圖2為本實用新型所述9陣元圓陣天線示意圖；
[0019] 圖3為本實用新型所述9陣元L陣天線示意圖。
【具體實施方式】
[0020] 下面結合具體實施例對本實用新型進一步進行描述。
[0021] 請參閱圖1至圖3所示，本實用新型提供一種新型短波測向信號模擬電路，其輸出 相同幅度、不同相位的指定樣式信號的多通道測向信號，其包括：
[0022] 用于產生不同樣式的基帶信號及計算各通道測向信號的初始相位的數字信號處 理電路；
[0023]用于將音頻信號傳輸至數字信號處理電路、并對載波信號和數字信號處理電路產 生的基帶信號進行正交調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字射 頻信號，所述可編程邏輯電路的與所述數字信號處理電路電性連接，所述可編程邏輯電路 與所述數字信號處理電路電性連接以實現通訊和傳輸信號；
[0024]用于輸出射頻信號的射頻輸出電路，所述射頻輸出電路包括用于將所述數字射頻 信號轉換成模擬射頻信號的數模轉換電路和用于對所述模擬射頻信號進行濾波處理的低 通濾波電路，所述數模轉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 數模轉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;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所述數模轉換 電路和一個所述低通濾波電路，每組輸出電路輸出一個通道的模擬測向信號；
[0025]用于接收并處理音頻信號的音頻處理電路，所述音頻處理電路包括依次連接的限 幅濾波電路、運算放大電路、壓擴電路和模數轉換電路，所述模數轉換電路進一步與所述可 編程邏輯電路電性連接以將音頻信號傳輸至所述可編程邏輯電路。
[0026] 在本實用新型中，所述新型短波測向信號模擬電路還包括時鐘電路，所述時鐘電 路分別與所述數字信號處理電路、所述可編程邏輯電路電性連接。所述數字信號處理電路 包括DSP芯片，所述可編程邏輯電路包括FPGA芯片。
[0027] 所述新型短波測向信號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。所述新型短波測向信號模擬電路還包括用于給整個電路提供 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字信號處理電路、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鐘電路電性連接。其中，所述AC/DC電 源電路將220V交流電轉換成5V直流電，所述DC/DC電路將5V直流電轉換成3.3V、1.4V和1.2V 的直流電。
[0028] 在具體應用時，各通道測向信號的初始相位％根據來波方位、信號頻率和天線陣 型計算獲得，單個通道的測向信號產生原理可表示為：
[0029]
[0030] 其中I(t)、Q⑴為基帶信號的I/Q數據;c〇s(?,./ + R)、_(￥+(；/〇為通道η的射頻 載波信號。
[0031] 數字信號處理電路負責產生調制樣式可選的基帶信號I(t)、Q(t)，同時還負責計 算各通道測向信號的初始相位1;基帶信號送到可編程邏輯電路后，先進行內插濾波處理， 再與可編程邏輯電路中用數字控制振蕩器產生的初始相位為氕的載波信號 a>S(r'V + l)、sin(郵+凡)進行正交調制，得到調制后的多通道數字射頻信號；數字射頻 信號再經數模轉換電路轉換之后輸出，實現短波測向信號的模擬。
[0032] 本實用新型同時輸出9個通道的測向模擬信號，可實現9陣元及小于9陣元測向天 線陣的短波測向信號模擬。
[0033] 下面以短波測向中比較典型的9陣元圓陣和9陣元L陣為例，說明測向模擬裝置的 測向信號初始相位計算方法：
[0034] 1、天線陣型為9陣元圓陣，如圖2所示，則各通道信號初始相位可由下式計算所得：
[0035]
[0036] 其中，dn=d2+r2-2dr cos(40n_a2)+d2tg2ai
[0037] 其中η為天線號，天線1~9對應的k分別為0、1.9、2.8、0.4、0.4、7.1、5.4、5.4，(1為 目標信號到圓陣中心的距離，r為圓陣半徑，Ct1為目標仰角，〇2為目標方位角，f為目標頻率。
[0038] 2、天線陣型為9陣元L陣，如圖3所示，則信號初始相位可由下式計算所得：
[0039]
[0040]
[0041]
[0042] d為目標信號到天線1的距離，Adn為天線η到天線1的距離，αι為目標仰角，a2為目 標方位角，f為目標頻率。
[0043]以上示意性的對本實用新型及其實施方式進行了描述，該描述沒有限制性，附圖 中所示的也只是本實用新型的實施方式之一，實際的結構并不局限于此。所以，如果本領域 的普通技術人員受其啟示，在不脫離本實用新型創造宗旨的情況下，不經創造性的設計出 與該技術方案相似的結構方式及實施例，均應屬于本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1. 一種新型短波測向信號模擬電路，其特征在于，包括： 用于產生不同樣式的基帶信號的數字信號處理電路； 用于將音頻信號傳輸至數字信號處理電路、并對載波信號和數字信號處理電路產生的 基帶信號進行正交調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字射頻信 號，所述可編程邏輯電路的與所述數字信號處理電路電性連接； 用于輸出射頻信號的射頻輸出電路，所述射頻輸出電路包括用于將所述數字射頻信號 轉換成模擬射頻信號的數模轉換電路和用于對所述模擬射頻信號進行濾波處理的低通濾 波電路，所述數模轉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，所述數模 轉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、運算放大電路、壓擴電路和模數轉換電路，所述模數轉換電路進一步與所述可 編程邏輯電路電性連接以將音頻信號傳輸至所述可編程邏輯電路。2. 如權利要求1所述的新型短波測向信號模擬電路，其特征在于，所述新型短波測向信 號模擬電路還包括時鐘電路，所述時鐘電路分別與所述數字信號處理電路、所述可編程邏 輯電路電性連接。3. 如權利要求2所述的新型短波測向信號模擬電路，其特征在于，所述數字信號處理電 路包括DSP芯片，所述可編程邏輯電路包括FPGA芯片。4. 如權利要求3所述的新型短波測向信號模擬電路，其特征在于，所述新型短波測向信 號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. 如權利要求4所述的新型短波測向信號模擬電路，其特征在于，所述新型短波測向信 號模擬電路還包括用于給整個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字信號處理電路、 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 述時鐘電路電性連接。6. 如權利要求5所述的新型短波測向信號模擬電路，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所述數模轉換電路和一個所述低通濾波電路。
【文檔編號】G01S3/74GK205539442SQ201620248910
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年3月29日
【發明人】呂巧蘭, 江成玉, 邢隆
【申請人】昆山九華電子設備廠