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一种多频多模GNSS射频信号录放系统及方法 

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申请/专利权人:武汉大学

摘要:本发明公开了一种多频多模GNSS射频信号录放系统及方法,包括用于接收GPS的L1和L2频段以及北斗的B1频段的接收天线、低噪声放大器、第一射频开关、第二射频开关、第三射频开关、混频器、本振、第一滤波器、第二滤波器、温补时钟、SDR平台、控制和存储电脑、IO扩展器,程控可调衰减器、发射天线;所述控制和存储电脑通过IO扩展器控制第一射频开关、第二射频开关、第三射频开关进行录制和回放功能的切换以及控制程控可调衰减器,以调节回放信号的强度。本系统具有成本低,结构巧妙,工作稳定,录制的文件占用空间小等优点。

主权项:1.一种多频多模GNSS射频信号录放系统,其特征在于,包括:用于接收GPS的L1和L2频段以及北斗的B1频段的接收天线101、低噪声放大器102、第一射频开关103、第二射频开关106、第三射频开关108、混频器104、本振105、第一滤波器107、第二滤波器112、温补时钟109、SDR平台110、控制和存储电脑111、IO扩展器115,程控可调衰减器113、发射天线114;所述接收天线101、低噪声放大器102、第一射频开关103、混频器104、第二射频开关106、第一滤波器107、第三射频开关108、SDR平台110依次连接,所述本振105与混频器104连接,所述第三射频开关108与第一射频开关103连接,所述第二射频开关106、第二滤波器112、程控可调衰减器113、发射天线114依次连接,所述温补时钟109与SDR平台110连接,所述SDR平台110与控制和存储电脑111连接,所述控制和存储电脑111通过IO扩展器115控制第一射频开关103、第二射频开关106、第三射频开关108进行录制和回放功能的切换以及控制程控可调衰减器113,以调节回放信号的强度。

全文数据:_种多频多模GNSS射频信号录放系统及方法技术领域[0001]本发明涉及GNSS相关课程教学与GNSS接收机研发生产测试仪器技术领域,尤其涉及一种多频多模GNSS射频信号录放系统及方法。背景技术[0002]GNSSglobalnavigationsatellitesystem全球导航卫星系统接收机的应用十分广泛,在民用、军事、测绘、水利、地质、电力、森林等各个领域都占有重要地位。GNSS接收机的研发过程中,常常用到GNSS信号的录制与重放设备,目的是重复形成完全一样的GNSS射频信号场景,以对GNSS接收机进行测试,对不同的接收机或者相同接收机的不同算法进行比较、验证。随着我国北斗系统的发展,教学科研机构和生产厂商对多频多模GNSS接收机的研发力度加大,而多频多模GNSS射频信号录放装置在研发生产过程中的作用十分重要。目前的GNSS射频信号录制与重放装置一般分为两类,一类是单频单模,其价格较低,但是已经无法满足目前GPS北斗等多星座多频点的接收机测试需要。另一类是多频多模GNSS信号录制与播放装置,其采用的是多个ADC同步采集录制方式或者高速、高带宽ADC采集方式,这两者的共同缺点是生成的信号采集文件巨大。而前者还有同步问题,同步不良会造成多个信号之间时间错位,信号无法完整回放;而后者的成本高,结构复杂。发明内容[0003]为了解决上述技术问题,本发明提供了一种多频多模GNSS射频信号录放方法及系统,具有成本低,结构巧妙,工作稳定,录制的文件占用空间小等优点。[0004]本发明采用的技术方案如下:[0005]—种多频多模GNSS射频信号录放系统,包括:用于接收GPS的Ll和L2频段以及北斗的Bl频段的接收天线、低噪声放大器、第一射频开关、第二射频开关、第三射频开关、混频器、本振、第一滤波器、第二滤波器、温补时钟、SDR平台、控制和存储电脑、IO扩展器,程控可调衰减器、发射天线;[0006]所述接收天线、低噪声放大器、第一射频开关、混频器、第二射频开关、第一滤波器、第三射频开关、SDR平台依次连接,所述本振与混频器连接,所述第三射频开关与第一射频开关连接,所述第二射频开关、第二滤波器、程控可调衰减器、发射天线依次连接,所述温补时钟与SDR平台连接,所述SDR平台与控制和存储电脑连接,所述控制和存储电脑通过I0扩展器控制第一射频开关、第二射频开关、第三射频开关进行录制和回放功能的切换以及控制程控可调衰减器,以调节回放信号的强度。[0007]其中,所述接收天线选用至少能够接收GPS的Ll和L2频段以及北斗的Bl频段的有源天线,增益30db,用于接收这三个频段的信号。[0008]其中,所述低噪声放大器选用微波低噪声放大器,有效频段在1200Mhz到1600Mhz,增益25db;采用多级微波三极管自行设计搭建或者选用型号为ZX60-P162LN+的放大器模块。[0009]其中,所述第一射频开关、第二射频开关、第三射频开关采用型号为ZX80-DR230+的单刀双掷射频开关,用以进行录制和回放的功能切换。[0010]其中,所述混频器采用型号为ADE-35MH的宽频高性能混频器。[0011]其中,所述本振采用温补晶体振荡器,振荡频率170Mhz。[0012]其中,所述第一滤波器采用型号为VBFZ-1400+的滤波器,所述第二滤波器采用三个不同频段的滤波器CBP-1228C+,BFCN-1575+,BFCN-1560+组合完成。[0013]其中,所述SDR平台选用HackrfONE,所述温补时钟采用工作频率为IOMhz的TCX0;[0014]所述程控可调衰减器,选用型号为ZX76-31-PN-S的衰减器;[0015]所述IO扩展器由单片机ATMEGA128与UART-USB接口转换芯片FDTIFT232R构成,两者配合完成接受控制和存储电脑的指令,以控制第一射频开关、第二射频开关、第三射频开关以及程控可调衰减器。[0016]—种采用上述所述的多频多模GNSS射频信号录放系统的录放方法,包括以下步骤:[0017]步骤SI、选定本振的频率;[0018]步骤S2、信号录制:通过低噪声放大器将来自接收天线的信号进行放大,同时本振产生一个高频本振信号,将放大后的信号和本振信号送入混频器混频,得到f66个信号,通过第一滤波器将fi、f3、f5三个频段间距较大的镜像信号滤除,保留f2、f4、f6频段间距较小的三个信号,使得三个频点的间距变小,将无效的频谱部分挤掉,然后将滤波后的信号再次进行放大,最后将信号送至ADC设备进行采样,采样后的数字数据传送到控制和存储电脑进行存储,以备信号回放;[0019]步骤S3、信号回放:将采样存储得到的数字数据通过DAC设备进行转换重新得到模拟信号,此时的模拟信号包含f2、f4、f6三个信号,将本振产生的高频信号与得到的模拟信号再次混频,得到、心41^114126个信号,再通过第二滤波器将镜像信号、1、以滤除,只保留还原的f8、f9、f1Q这三个需要的信号,最后将信号用程控可调衰减器进行强度调节,使其符合使用要求。[0020]其中,所述步骤[0021]Sl具体为:设定本振的频率为fi。,且fIcXGPS的L2频段;[0022]所述步骤S2,具体为:步骤a、经过混频器混频后,L1L2B1信号与本振的信号会产生如下信号:[0023]和频:[0024]fI=Ll+fi〇;f2=L2+fi〇;f3=Bl+fι〇;[0025]差频:[0026]f4=Ll-fi〇;f5=L2-fi〇;f6=Bl-fi〇;[0027]步骤b、产生的6个混频信号经过第一滤波器得到3个频段间距较小的信号,即和频f2和两个差频f4、f6;[0028]所述步骤S3,具体为:在信号回放阶段,再次将这三个频点f2、f4、f6的信号与fi。混频,从而将信号还原,此时混频得到的信号也有6个:[0029]和频:[0030]f7=f2+fi〇=L2+2fi〇;[0031]f8=f4+fi〇=Ll-fi〇+fi〇;[0032]f9=f6+fi〇=Bl-fi〇+fi〇;[0033]差频:[0034]fi〇=f2-fi〇=L2+fi〇-fi〇;[0035]fn=f4-fi〇=Ll-fi〇-fi〇;[0036]fi2=f6-fi〇=Bl-fi〇-fi〇;[0037]可见,和频f8、f9与差频f1Q正是需要的LI,BI,L2,此外还有三个多余的镜像信号通过第二滤波器滤掉。[0038]有益效果:[0039]本发明提供的一种多频多模GNSS射频信号录放系统及方法,利用变频时会产生和频和差频两个混频结果(即镜像的现象,在信号录制与回放的时候使用了不同的和频信号与差频信号,在信号录制阶段,混频的目的是减少有效频点之间的间距,从而可以方便采集;而回放阶段,混频的目的是拉伸有效频点之间的间距,以达到还原信号的目的。对于不同频点的信号,分别采用和频与差频信号,从而充分利用镜像信号,使有效带宽大幅度压缩,降低了器件要求和系统复杂程度,同时降低了成本。本系统具有成本低,结构巧妙,工作稳定,录制的文件占用空间小等优点。附图说明[0040]图1:本发明提供的fIo=160Mhz,压缩后带宽为38.82Mhz的频谱示意图。[0041]图2:本发明提供的f1〇=170Mhz,压缩后带宽为28.82Mhz的频谱示意图。[0042]图3:本发明提供的一种多频多模GNSS射频信号录放系统的结构框图。[0043]图中:[0044]101-接收天线;102-低噪声放大器;103-第一射频开关;106-第二射频开关;108第三射频开关;104-混频器;105-本振;107-第一滤波器;109-温补时钟;110-SDR平台;111-控制和存储电脑;112-第二滤波器;113-程控可调衰减器;114-发射天线;115-10扩展器。具体实施方式[0045]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。此外,下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。[0046]下面结合附图和实施例对本发明技术方案进行详细说明。[0047]实施例1[0048]目前的GNSS信号主要包括北斗(BDS、GPS、GL0NASS、伽里略Galileo、QZSS和IRNSS。目前,GPS系统的应用较广,而BDS系统的前景更加引人注意。因此本装置主要针对GPS和BDS系统设计。[0049]而GPS信号又包含L1,L2,L5三个频段,BDS的被动定位系统也包含B1,B2,B3三个频段。在这几个频段中,用于民用的主要是GPS的Ll和L2与BDS的B1。其中心频率、信号带宽、民用接收机通常的带宽分别为:[0050]表1:GPSL1L2与BDSBI频率表[0052]可见,三个频段覆盖的带宽已经超过350Mhz,如果采用一般的直接采样的形式,则对器件的要求是相当高的,相应的成本也很高。[0053]在研究三个频段的关系后,可以知道这三个频段并非是连续的,其有效总带宽只有26Mhz,中间的300多Mhz实际上并不需要,另外一个事实是,由于GPS和北斗系统均使用了CDMA编码系统,即使在频谱边缘部分有部分重叠,对信号接收的影响也十分有限。因此提出了如下变频法压缩带宽的方法:[0054]通过混频器将信号进行变频处理是无线电技术中的一种常用手段,通常变频的目的是将频谱变换到一个中频一次变频或几个中频上多次变频),以避免放大器引起自激同时方便设计放大器和滤波器。通常的无线电设备中,要么只采用差频,要么只采用和频。而本发明利用变频时会产生和频和差频两个混频结果(即镜像的现象,在信号录制与回放的时候使用了不同的和频信号与差频信号,在信号录制阶段,混频的目的是减少有效频点之间的间距,从而可以方便采集;而回放阶段,混频的目的是拉伸有效频点之间的间距,以达到还原信号的目的。对于不同频点的信号,分别采用和频与差频信号,从而充分利用镜像信号,使有效带宽大幅度压缩,降低了器件要求和系统复杂程度,同时降低了成本。[0055]如图3所示,本实施例包括:用于接收GPS的Ll和L2频段以及北斗的Bl频段的接收天线101、低噪声放大器102、第一射频开关103、第二射频开关106、第三射频开关108、混频器104、本振105、第一滤波器107、第二滤波器112、温补时钟109、SDR平台110、控制和存储电脑111、10扩展器115,程控可调衰减器113、发射天线114;[0056]所述接收天线101、低噪声放大器102、第一射频开关103、混频器104、第二射频开关106、第一滤波器107、第三射频开关108、SDR平台110依次连接,所述本振105与混频器104连接,所述第三射频开关108与第一射频开关103连接,所述第二射频开关106、第二滤波器112、程控可调衰减器113、发射天线114依次连接,所述温补时钟109与SDR平台110连接,所述SDR平台110与控制和存储电脑111连接,所述控制和存储电脑111通过I0扩展器115控制第一射频开关103、第二射频开关106、第三射频开关108进行录制和回放功能的切换以及控制程控可调衰减器113,以调节回放信号的强度。[0057]接收天线101选用至少能够接收GPSL1L2频段以及北斗Bl频段的有源天线,增益30db左右,用于接收这三个频段的信号。[0058]低噪声放大器102选用通用的微波低噪声放大器,有效频段在1200Mhz到1600Mhz,增益25db左右。可以使用多级微波三极管自行设计搭建或者选用现成的放大器模块,例如ZX60-P162LN+〇[0059]第一射频开关103、第二射频开关106、第三射频开关108采用单刀双掷射频开关ZX80-DR230+,用以进行录制和回放的功能切换。[0060]混频器104采用型号为ADE-35MH的宽频高性能混频器。[0061]本振105采用温补晶体振荡器,振荡频率170Mhz。[0062]第一滤波器107采用型号为VBFZ-1400+的滤波器,第二滤波器112采用三个不同频段的滤波器CBP-1228C+,BFCN-1575+,BFCN-1560+组合完成。[0063]SDR平台110选用HackrfONE,成本低,完全开源,便于开发。但其选用的时钟性能较差,频率不稳定而且相位噪声偏大,无法保证整体性能,因此必须配合温补时钟109,一个工作频率为IOMhz通用TCX0。如果成本许可,也可以用更高性能的OCXO或者原子频标代替。[0064]控制和存储电脑111用以控制HackRFONE的操作,并存储录制的信号,同时还需要通过IO扩展器115控制第一射频开关103、第二射频开关106、第三射频开关108进行录制和回放功能的切换以及控制程控可调衰减器113,以调节回放信号的强度。[0065]程控可调衰减器113,用以调节回放信号强度,选用ZX76-31-PN-S。[0066]IO扩展器115由单片机ATMEGA128与UART-USB接口转换芯片FDTIFT232R构成,ATMEGA128接口丰富,而FT232R性能稳定,两者配合完成接受控制和存储电脑111的指令,以控制第一射频开关103、第二射频开关106、第三射频开关1088以及程控可调衰减器113的功能。[0067]实施例2[0068]本振105频率的选择对于采样与回放的质量以及对器件、设备的要求至关重要。[0069]设本振105频率为fi。,且fi〇〈L2即fi〇〈1227.6Mhz,则经过混频后,L1L2B1信号与本振信号会产生如下信号:[0070]和频:[0071]负=1^1+。=1575.42+负。[0072]f2=L2+fi〇=1227.6+fi〇[0073]f3=Bl+fi〇=1561.098+fi〇[0074]差频:[0075]f4=Ll-fi〇=1575.42-fi〇[0076]f5=L2-fi〇=1227.6-fi〇[0077]f6=Bl-fi〇=1561.098-fi〇[0078]只要选择合适的^。,就可以在以上产生的6个混频信号中,得到3个频率间距足够小的信号。为了缩短三个频点的间距,应选择一个和频5即1227.6+h。和两个差频f4即1575.42-fi〇、f6即1561.098-fi。。而此时的总带宽缩至:[0079]f4-f2+l+10=358.82_2fi。[0080]上式中1和10分别为LI和L2的有效带宽的一半。[0081]在回放的时候,再次将这三个频点(f2、f4、f6的信号与flci混频,从而将信号还原。此时混频得到的信号也有6个:[0082]和频:[0083]f7=f2+fίο=1227.6+fi〇+fι〇=1227.6+2fi〇[0084]f8=f4+fio=1575.42-fi〇+fi〇=1575.42Mhz[0085]f9=f6+fίο=1561.098-fi〇+fI0=1561.098Mhz[0086]差频:[0087]fi〇=f2-fI0=1227.6+fi〇-fi〇=1227.6[0088]fIi=f4-fi〇=1575.42-fi〇-fi〇=1575.42Mhz-2fi〇[0089]fi2=fe-fIo=1561.098-fi〇-fi〇=1561.098Mhz-2fi〇[0090]可见,和频f8、f9与差频fIQ正是需要的LI,BI,L2,此外还有三个多余的镜像信号。为了降低带宽要求的同时保证信号录制和回放质量,需要选择fi。,使得满足以下三个条件:[0091]1·fI、f2、f3、f4、f5、f6之间的间距减小,使得带宽减小;[0092]2·、f2、f3、f4、ft、f6之间尽量避免频谱重叠;[0093]3·f7、fs、f9、fit、fll、fl2之间尽量避免频谱重叠。[0094]由于(LI+L22约为174Mhz,因此可以选择f1。在174Mhz附近。f1。越接近174Mhz,则第一个条件越容易满足,而第二和第三个条件越不容易满足。fi。离174Mhz越远,则第二和第三个条件越容易满足,但第一个条件越不容易满足。因此在录制和回放器件和设备带宽允许的情况下,fi。应尽量离174Mhz远一些。例如当选用的录制和回放设备带宽为40Mhz的时候,可以选择fi。=160Mhz,此时的频谱示意图如图1,图Ia是本来的信号,中间的虚线部分代表的带宽约为350Mhz;图I⑹是经过混频后的信号,f2=1387.6Mhz,f4=1415.42Mhz,f6=1401.098Mhz,总带宽缩至38.82Mhz,中间的虚线部分被挤掉,只剩有效信息,可以看到此时满足fI、f2、f3、f4、f5、f6之间无频谱重叠fI、f3、f5已经在带外);图IC是回放的信号,其中点划线是无用的镜像信号,。、^。、^、^、“之间也无频谱重叠肩足三个条件的要求。再例如,当所选用的录制和回放设备带宽为20Mhz的时候,可以选择f1。=170Mhz,此时,f2=1397·6Mhz,f4=1405·42Mhz,f6=1391·098Mhz,总带宽缩至18·82Mhz,此时的频谱示意图如图2所示,由于带宽已经压缩至小于26Mhz的有效带宽,因此在图2⑹中可以看到,f2、f6之间略有频谱重叠;在图2c中可以看到f7与f9,fio与fii之间也略有频谱重叠,此时对信号会有损失,而且信号之间也有干扰,但是对于一般的测试仍然满足需求。[0095]本振频率选定后,即可进行信号的录制与回放。[0096]本发明所述的多频多模GNSS射频信号录放方法,其工作方式为:[0097]如图3所示,在信号录制期间,控制和存储电脑111通过IO扩展器115控制第一射频开关103、第二射频开关106、第三射频开关108,使得这三个开关均位于1通路,从而低噪声放大器102的输出端与混频器104的RF输入端连接,混频器104的IF端与第一滤波器107的输入端连接,第一滤波器107的输出端与HACKRFONE的RF端连接。[0098]接收天线101将GPSL1L2和北斗Bl的信号接收以后进行滤波、放大,然后送至低噪声放大器102,低噪声放大器102将信号放大后,经过第一射频开关103送至混频器104的RF端,混频器104将此信号与LO端来自本振105的频率为170Mhz的本振信号进行混频,混频结果为:[0099]Ll:1405.42Mhz[0100]L2:1397.6Mhz[0101]Bl:1391.098Mhz[0102]同时还有三个镜像信号:[0103]1745.42Mhz,1057.6Mhz,1731.098Mhz。[0104]可见,经过混频,LI,L2,BI三个频点的相对关系发生了变化,本来是L2,BI,LI呈频率递增关系的,混频后,L2位于中间,Ll和Bl分别落在L2的两边,频率中心间距分别为7.82Mhz和6.502Mhz。这种分布更有利于均衡分配三个频点的损失,减少它们之间的影响。[0105]混频后的信号经过第二射频开关106进入第一滤波器107,允许通过的信号只有以HOOMhz为中心,带宽为20Mhz的信号,即以1405.42Mhz,1397.6Mhz以及1391.098Mhz为中心的三个信号。而镜像信号(以1745.42Mhz,1057.6Mhz,1731.098Mhz为中心的三个信号在此被滤除。[0106]经过滤波后的信号经过第三射频开关108,送入HackRFONE的RF端,由控制和存储电脑111控制HackRFONE对其进行采样存储,采样参数设置为中心频率1397.6Mhz,采样位宽8比特,采样率为20MSPS,采样方式为IQ正交。采样文件经过USB总线送至控制和存储电脑111进行存储。[0107]在信号回放期间,控制和存储电脑111通过IO扩展器115控制第一射频开关103、第二射频开关106、第三射频开关108,使得这三个射频开关均位于2通路,从而HackRFONE的RF端与混频器104的RF输入端连接,混频器104的IF输出端与第二滤波器112的输入端连接。然后控制和存储电脑111将录制期间得到的采样文件送至HackRFONE进行回放,回放的参数与录制的参数一致,也是中心频率1397.6Mhz,位宽8比特,采样率为20MSPS。则在HackRFONE的RF输出端得到的射频信号中,包含了中心频率分别为1405.42Mhz,1397.6Mhz和1391.098Mhz的三个信号。该信号经过第三射频开关108、第一射频开关103送至混频器104的RF输入端,与来自本振105的170Mhz本振信号混频,得到还原后的1575.42Mhz,1227.6Mhz、1561.098Mhz三个信号,同时还有三个镜像信号:1235.42MHz,1567.6Mhz,1221.098,这些信号经过第二射频开关106,送至第二滤波器112,经过滤波后,1235.42MHz,1567.6Mhz,1221.098三个不需要的镜像幅度得以降低。滤波后的信号送至程控可调衰减器113,由控制和存储电脑111通过IO扩展器115控制程控可调衰减器113的衰减幅度,以得到合适的信号强度。经衰减后的信号送至发射天线114。至此,录制的信号得以还原。[0108]应当理解,上述实施例仅用于对本发明进行描述,并非对本发明专利保护范围的限制,本领域的普通技术人员在本发明启示下,在不脱离本发明专利要求保护的范围情况下,可以对所述实施例进行替换或变性,均落入本发明的保护范围之内。

权利要求:1.一种多频多模GNSS射频信号录放系统,其特征在于,包括:用于接收GPS的LI和L2频段以及北斗的Bl频段的接收天线(101、低噪声放大器(102、第一射频开关(103、第二射频开关(106、第三射频开关(108、混频器(104、本振(105、第一滤波器(107、第二滤波器(112、温补时钟(109、SDR平台(110、控制和存储电脑(111、10扩展器(115,程控可调衰减器113、发射天线(114;所述接收天线(101、低噪声放大器(102、第一射频开关(103、混频器(104、第二射频开关(106、第一滤波器(107、第三射频开关(108、SDR平台(110依次连接,所述本振105与混频器(104连接,所述第三射频开关(108与第一射频开关(103连接,所述第二射频开关(106、第二滤波器(I12、程控可调衰减器(I13、发射天线(114依次连接,所述温补时钟(109与SDR平台(110连接,所述SDR平台(110与控制和存储电脑(111连接,所述控制和存储电脑(111通过IO扩展器(115控制第一射频开关(103、第二射频开关106、第三射频开关(108进行录制和回放功能的切换以及控制程控可调衰减器113,以调节回放信号的强度。2.根据权利要求1所述的一种多频多模GNSS射频信号录放系统,其特征在于,所述接收天线(101选用至少能够接收GPS的Ll和L2频段以及北斗的Bl频段的有源天线,增益30db,用于接收这三个频段的信号。3.根据权利要求1所述的一种多频多模GNSS射频信号录放系统,其特征在于,所述低噪声放大器(102选用微波低噪声放大器,有效频段在1200Mhz到1600Mhz,增益25db;采用多级微波三极管自行设计搭建或者选用型号为ZX60-P162LN+的放大器模块。4.根据权利要求1所述的一种多频多模GNSS射频信号录放系统,其特征在于,所述第一射频开关(103、第二射频开关(106、第三射频开关(108采用型号为ZX80-DR230+的单刀双掷射频开关,用以进行录制和回放的功能切换。5.根据权利要求1所述的一种多频多模GNSS射频信号录放系统,其特征在于,所述混频器104采用型号为ADE-35MH的宽频高性能混频器。6.根据权利要求1所述的一种多频多模GNSS射频信号录放系统,其特征在于,所述本振105采用温补晶体振荡器,振荡频率170Mhz。7.根据权利要求1所述的一种多频多模GNSS射频信号录放系统,其特征在于,所述第一滤波器(107采用型号为VBFZ-1400+的滤波器,所述第二滤波器(112采用三个不同频段的滤波器CBP-1228C+,BFCN-1575+,BFCN-1560+组合完成。8.根据权利要求1所述的一种多频多模GNSS射频信号录放系统,其特征在于,所述SDR平台(110选用HackrfONE,所述温补时钟(109采用工作频率为IOMhz的TCXO;所述程控可调衰减器(113,选用型号为ZX76-31-PN-S的衰减器;所述IO扩展器(115由单片机ATMEGA128与UART-USB接口转换芯片FDTIFT232R构成,两者配合完成接受控制和存储电脑(111的指令,以控制第一射频开关103、第二射频开关(106、第三射频开关(108以及程控可调衰减器113。9.一种采用权利要求1-8任一项所述的多频多模GNSS射频信号录放系统的录放方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤SI、选定本振105的频率;步骤S2、信号录制:通过低噪声放大器(102将来自接收天线(101的信号进行放大,同时本振(105产生一个高频本振信号,将放大后的信号和本振信号送入混频器(104混频,得到424344、466个信号,通过第一滤波器107将心、645三个频段间距较大的镜像信号滤除,保留f2、f4、f6频段间距较小的三个信号,使得三个频点的间距变小,将无效的频谱部分挤掉,然后将滤波后的信号再次进行放大,最后将信号送至ADC设备进行采样,采样后的数字数据传送到控制和存储电脑111进行存储,以备信号回放;步骤S3、信号回放:将采样存储得到的数字数据通过DAC设备进行转换重新得到模拟信号,此时的模拟信号包含f2、f4、f6三个信号,将本振(105产生的高频信号与得到的模拟信号再次混频,得到、、、5^114126个信号,再通过第二滤波器112将镜像信号411、f12滤除,只保留还原的f8、f9、f1Q这三个需要的信号,最后将信号用程控可调衰减器113进行强度调节,使其符合使用要求。10.根据权利要求9所述的一种多频多模GNSS射频信号录放方法,其特征在于,所述步骤Sl具体为:设定本振105的频率为fi。,且ficXGPS的L2频段;所述步骤S2,具体为:步骤a、经过混频器(104混频后,L1L2B1信号与本振(105的信号会产生如下信号:和频:fi=Ll+fi〇;f2=L2+fi〇;f3=Bl+fi〇;差频:f4=Ll-fi〇;f5=L2-fi〇;f6=Bl-fi〇;步骤b、产生的6个混频信号经过第一滤波器(107得到3个频段间距较小的信号,即和频f2和两个差频f4、f6;所述步骤S3,具体为:在信号回放阶段,再次将这三个频点f2、f4、f6的信号与flci混频,从而将信号还原,此时混频得到的信号也有6个:和频:f7=f2+fIo=L2+2fi〇;f8=f4+flo=Ll-fl〇+fl〇;f9=f6+flo=Bl-fl〇+fl〇;差频:flO=f2-flo=L2+fl〇-fl〇;fll=f4-flo=Ll-fl〇-fl〇;fl2=f6-flo=Bl-fl〇-fl〇;可见,和频f8、f9与差频f1Q正是需要的1^1,81,1^,此外还有三个多余的镜像信号通过第二滤波器112滤掉。

百度查询: 武汉大学 一种多频多模GNSS射频信号录放系统及方法

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