太陽射電頻譜儀的信號接收裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種太陽射電頻譜儀的信號接收裝置，其特征在于：包括室內主機、室外分機及傳輸電纜，所述室外分機包括微波開關、限幅器、濾波器、低噪聲放大器及控制電路，所述微波開關接入兩路天線信號以及一路去噪信號，所述微波開關的輸出信號依次經過所述限幅器、濾波器及低噪聲放大器處理；所述室內主機包括模擬接收部分及數字接收部分，其中摸擬接收部分包括射頻通道模塊及中頻通道模塊，所述射頻通道模塊接入所述傳輸電纜輸送信號，射頻通道模塊與中頻通道模塊之間設有數控衰減器，所述中頻通道模塊的輸出端與所述數字接收部分連接。本實用新型通過室內室外主、分機的配置，兼顧對信號的抗干擾能力及便利的日常維護、調試操作。
【專利說明】
太陽射電頻譜儀的信號接收裝置
技術領域
[0001] 本實用新型涉及一種頻譜儀技術，尤其涉及一種太陽射電頻譜儀的信號接收裝 置。
【背景技術】
[0002] 射電頻譜儀主要用來測量射電輻射頻譜分布，譜線位置和譜線輪廓，主要技術指 標為頻率分辨率，其種類主要有:單通道掃描型頻譜儀，多通道濾波器頻譜儀，自相關頻譜 儀，聲光頻譜儀，目前以寬頻帶測量為主，因此主要使用多通道濾波器頻譜儀和自相關頻譜 儀。
[0003] 太陽射電頻譜儀通常由天線、接收機以及終端設備三部分構成。天線用于收集天 體的射電輻射信號，接收機將這些信號加工、轉化成可供記錄、顯示的形式，終端設備把信 號記錄下來，并按特定的要求進行某些處理然后顯示出來。
[0004] 由于觀測太陽的頻譜儀需要的帶寬較寬，如位于北京懷柔觀測站的太陽射電望遠 鏡，帶寬達到1-2GHZ，因此普通的頻譜儀是完全無法處理此類信號的。對于組成部分中的接 收機來說，目前以多通道并行的摸擬接收機來實現IGHz的帶寬要求，通道可達到幾百條，然 而在如此多的并行通道處理信號轉換時(將接收到的太陽光信號轉換為電壓信號），通道易 損，從而在最終顯示時出現黑屏等故障現象。
[0005] 另外，接收機必須具備低噪聲系數(在甚高頻或更高頻下）、較小的群時延變化，較 小的互調失真、較大的頻率動態范圍、穩定的自動增益控制、適當的射頻增益和中頻增益、 極好的頻率穩定度、良好的頻率平坦度、低相位噪聲、低帶內干擾等特性，為滿足上述各種 功能的需要，通常包含以下幾個部分:射頻濾波器、低噪放、混頻器、中頻放大器和ADC等等， 而這些部件通常是放在整個系統的前端，離天線饋源越近，噪聲干擾越小，失真也越小，但 天線是置于室外，很多情況下是在高處的山坡上，一方面周圍環境的惡劣，易對設備的工作 穩定性造成影響，另一方面對工作人員的日常維護、維修、調試都造成作業困難，因此，業內 人士一直在尋求能否將接收機移入室內，解決上述問題，同時還要保證低噪聲，抗干擾能 力，避免失真等問題。

【發明內容】

[0006] 本實用新型目的是提供一種太陽射電頻譜儀的信號接收裝置，通過結構的改良， 便于日常維護，作業平穩性佳，且滿足低噪聲，抗干擾能力強，失真小的要求。
[0007] 為達到上述目的，本實用新型采用的技術方案是：一種太陽射電頻譜儀的信號接 收裝置，包括室內主機、室外分機及傳輸電纜，所述室外分機設置于室外天線上，包括微波 開關、限幅器、濾波器、低噪聲放大器及控制電路，所述微波開關接入兩路天線信號以及一 路去噪信號，所述微波開關的輸出信號依次經過所述限幅器、濾波器及低噪聲放大器處理， 處理獲得的信號經所述傳輸電纜輸入所述室內主機內；所述室內主機包括模擬接收部分及 數字接收部分，其中摸擬接收部分包括射頻通道模塊及中頻通道模塊，所述射頻通道模塊 接入所述傳輸電纜輸送信號，射頻通道模塊與中頻通道模塊之間設有數控衰減器，所述中 頻通道模塊的輸出端與所述數字接收部分連接。
[0008] 上述技術方案中，所述微波開關接入的兩路天線信號分別為來自天線饋源的左弦 信號和右弦信號，另一路去噪信號為1.1~2. IGHz寬帶連續波噪聲信號，所述控制電路輸出 控制信號至所述微波開關。
[0009] 上述技術方案中，所述限幅器、濾波器、低噪聲放大器集成于同一模塊內，構成濾 波放大器模塊。
[0010] 上述技術方案中，所述射頻通道模塊包括第一本振電路、混頻器、濾波電路及放大 電路，用于接收天線信號，并輸出中頻信號;所述中頻通道模塊包括功分器、第二本振電路、 濾波電路、混頻器、放大電路，用于接收中頻信號，并并行輸出多路信號至所述數字接收部 分。
[0011] 進一步的技術方案是，所述射頻通道模塊中，所述第一本振電路的輸入信號與 I OOMHz晶振電路連接，所述第一本振電路的輸出信號與所述混頻器連接，輸出500MHz~ 700MHz的中頻信號，經所述濾波電路及放大電路處理后輸入所述數控衰減器。
[0012] 上述技術方案中，所述中頻通道模塊中的功分器將接收到的中頻信號分頻輸出， 并行輸出四路500MHz~700MHz的中頻信號，每一路信號與所述第二本振電路輸出信號通過 混頻器、放大電路及濾波電路處理，并行輸出65MHz~115MHz的信號至數字接收機內。
[0013] 進一步的技術方案是，所述第二本振電路包括四個模塊，分別為615MHz模塊、 665MHz模塊、715MHz模塊和765MHz模塊。
[0014] 由于上述技術方案運用，本發明與現有技術相比具有下列優點：
[0015] 1.本實用新型中將接收裝置分為室內、室外兩部分，將需要前置部件放置在室外 分機內，靠著天線饋源，從而減少噪聲干擾，通過傳輸電纜將信號送入室內主機，由于主要 部件均位于室內，因此對主機的日常維護、調試等均較為方便，且作業環境較室外更為理 想，有利于信號的處理穩定性，延長器件的使用壽命；
[0016] 2.由于傳輸電纜在信號輸送過程中產生頻率衰減，而不同的輸入頻率產生的衰減 率不同，通過設置數控衰減器，調節數控衰值的大小，平衡衰減率不同而產生的差值，從而 實現室內、室外主分機配置；
[0017] 3.本實用新型通過第一、第二本振電路及功分器等電路的配合，實現對1~2GHz太 陽射電信號的模擬接收，并行輸出四路65MHz~115MHz中頻信號給數字接收機處理，一方面 通道數較少，降低受損率，便于日常維護；另一方面與直接處理射頻信號相比，中頻信號對 數字接收機的處理能力要求較低，從而減少整體構建成本，更適合于我國的國情需求；
[0018] 4.本實用新型處理信號性能穩定，適于對太陽射頻的長期觀測。
【附圖說明】
[0019] 圖1是本實用新型實施例一的基本框圖；
[0020] 圖2是本實用新型實施例一的室外分機電路模塊框圖；
[0021] 圖3是本實用新型實施例一的室內主機電路模塊框圖；
[0022] 圖4是本實用新型實施例一中模擬接收部分與數字接收部分間的轉換電路框圖。
【具體實施方式】
[0023] 下面結合附圖及實施例對本實用新型作進一步描述：
[0024] 實施例一:參見附圖1-4所示，一種太陽射電頻譜儀的信號接收裝置，包括室內主 機、室外分機及傳輸電纜，所述室外分機設置于室外天線上，包括微波開關、限幅器、濾波 器、低噪聲放大器及控制電路，所述微波開關接入兩路天線信號以及一路去噪信號，所述微 波開關的輸出信號依次經過所述限幅器、濾波器及低噪聲放大器LNA處理，處理獲得的信號 經所述傳輸電纜輸入所述室內主機內；所述室內主機包括模擬接收部分及數字接收部分， 其中摸擬接收部分包括射頻通道模塊及中頻通道模塊，所述射頻通道模塊接入所述傳輸電 纜輸送信號，射頻通道模塊與中頻通道模塊之間設有數控衰減器，所述中頻通道模塊的輸 出端與所述數字接收部分連接。
[0025] 如圖2所示，所述微波開關接入的兩路天線信號分別為來自天線饋源的左弦信號 和右弦信號，另一路去噪信號為1.1~2. IGHz寬帶連續波噪聲信號，所述控制電路輸出控制 信號至所述微波開關。所述限幅器、濾波器、低噪聲放大器LNA集成于同一模塊內，這樣就形 成了室外分機中的幾個主要模塊:濾波放大器、微波開關、噪聲源和控制電路。
[0026]所述中頻通道模塊包括功分器、第二本振電路、濾波電路BPF、混頻器、放大電路， 用于接收中頻信號，并并行輸出多路信號至數字接收機。
[0027]如圖1所示，所述射頻通道模塊中，包括第一本振電路、混頻器、濾波電路BPF及放 大電路，所述第一本振電路的輸入信號與I OOMHz晶振電路連接，所述第一本振電路的輸出 信號與所述混頻器連接，輸出500MHz~700MHz的中頻信號，中心頻率為600MHz，經所述濾波 電路BPF(500~700MHz帶通濾波器)及放大電路處理后輸入所述數控衰減器。由于傳輸電纜 長度較長(在本實施例中采用80米長電纜），造成對傳送信號的不同程度衰減，根據傳輸信 號頻率大小，衰減率不同，通過調節數控衰減器的衰減值，平衡其間產生的差距，例如下表

[0030] 上表中，第一欄為輸入頻率，第二欄為傳輸電纜對輸入頻率的衰減值，可見在不同 的輸入頻率下形成的衰減值不同，通過射頻通道增益補償，最后由數控衰減器平衡差異，本 實施例中采用型號hm C288ms8數控衰減器，通過3位控制碼，可以任意控制O-HdB衰減，步進 2dB〇
[0031] 所述中頻通道模塊包括功分器、第二本振電路、濾波電路BPF、混頻器、放大電路， 功分器將接收到的中頻信號分頻輸出，并行輸出四路500MHz~700MHz的中頻信號，分別為 500-550MHz，550-600MHz，600-650MHz，650-700MHZ 四通道，每一路信號與所述第二本振電 路輸出信號通過混頻器、放大電路及濾波電路BPF處理，并行輸出65MHz~115MHz的信號至 數字接收機內。
[0032]具體來說，所述第二本振電路包括四個模塊，分別為615MHz模塊、665MHz模塊、 715MHz模塊和765MHz模塊，提供連續波信號，615MHz模塊給中頻通道500-550MHz，665MHz模 塊給中頻通道550-6001!^，7151他模塊給中頻通道600-65冊他，7651!^模塊給中頻通道 650-700MHZ，通過混頻、放大、濾波，轉化為統一的中頻65-115MHz，傳給數字接收機。
[0033]如圖2所示，四條通道傳送出的中頻65-115MHZ信號分別通過模數轉換電路AD1、 AD2、AD3、AD4送入信號處理單元1~4,處理后的信號一并通過數據合成、打包發送給數字接 收部分，進入后續數字處理程序。
【主權項】
1. 一種太陽射電頻譜儀的信號接收裝置，其特征在于:包括室內主機、室外分機及傳輸 電纜，所述室外分機設置于室外天線上，包括微波開關、限幅器、濾波器、低噪聲放大器及控 制電路，所述微波開關接入兩路天線信號以及一路去噪信號，所述微波開關的輸出信號依 次經過所述限幅器、濾波器及低噪聲放大器處理，處理獲得的信號經所述傳輸電纜輸入所 述室內主機內；所述室內主機包括模擬接收部分及數字接收部分，其中摸擬接收部分包括 射頻通道模塊及中頻通道模塊，所述射頻通道模塊接入所述傳輸電纜輸送信號，射頻通道 模塊與中頻通道模塊之間設有數控衰減器，所述中頻通道模塊的輸出端與所述數字接收部 分連接。2. 根據權利要求1所述的太陽射電頻譜儀的信號接收裝置，其特征在于:所述微波開關 接入的兩路天線信號分別為來自天線饋源的左弦信號和右弦信號，另一路去噪信號為1.1 ~2. IGHz寬帶連續波噪聲信號，所述控制電路輸出控制信號至所述微波開關。3. 根據權利要求1或2所述的太陽射電頻譜儀的信號接收裝置，其特征在于:所述限幅 器、濾波器、低噪聲放大器集成于同一模塊內，構成濾波放大器模塊。4. 根據權利要求1所述的太陽射電頻譜儀的信號接收裝置，其特征在于:所述射頻通道 模塊包括第一本振電路、混頻器、濾波電路及放大電路，用于接收所述傳輸電纜信號，并輸 出中頻信號;所述中頻通道模塊包括功分器、第二本振電路、濾波電路、混頻器、放大電路， 用于接收中頻信號，并并行輸出多路信號至所述數字接收部分。5. 根據權利要求4所述的太陽射電頻譜儀的信號接收裝置，其特征在于:所述射頻通道 模塊中，所述第一本振電路的輸入信號與IOOMHz晶振電路連接，所述第一本振電路的輸出 信號與所述混頻器連接，輸出500MHz~700MHz的中頻信號，經所述濾波電路及放大電路處 理后輸入所述數控衰減器。6. 根據權利要求4所述的太陽射電頻譜儀的信號接收裝置，其特征在于:所述中頻通道 模塊中的功分器將接收到的中頻信號分頻輸出，并行輸出四路500MHz~700MHz的中頻信 號，每一路信號與所述第二本振電路輸出信號通過混頻器、放大電路及濾波電路處理，并行 輸出65MHz~115MHz的信號至數字接收機內。7. 根據權利要求6所述的太陽射電頻譜儀的信號接收裝置，其特征在于:所述第二本振 電路包括四個模塊，分別為615MHz模塊、665MHz模塊、715MHz模塊和765MHz模塊。
【文檔編號】G01R23/16GK205545224SQ201620110409
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年2月3日
【發明人】竇玉江, 江佳慧
【申請人】蘇州大學