基于arm技術的無線電監測接收系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于ARM技術的無線電監測接收系統，涉及無線電監測【技術領域】，包括天線A、射頻前端、A/D轉換器、DDC控制器、CPLD、ARM系統板、無線傳輸模塊和電源系統，所述天線A、射頻前端、A/D轉換器、DDC控制器、CPLD、ARM系統板和無線傳輸模塊依次電通信連接；所述無線傳輸模塊電通信連接有天線B；所述天線A、射頻前端、A/D轉換器、DDC控制器、CPLD、ARM系統板和無線傳輸模塊分別與電源系統電連接。本無線電監測接收系統對實時多任務具有較強的支持和處理能力，并且響應時間短，能夠存儲無線電數字信號，并且還具有可擴展的處理器結，可以嵌入擴展各種功能的嵌入式系統。
【專利說明】基于ARM技術的無線電監測接收系統
【技術領域】
[0001 ] 本實用新型涉及無線電監測【技術領域】，尤其涉及一種基于ARM技術的無線電監測接收系統。
【背景技術】
[0002]無線電監測接收系統是無線電檢測最為重要的系統，現有的無線電檢測系統在接收機或接收系統上存在諸多的問題。一、對實時多任務的無線電信號檢測或接收的支持能力較差，甚至不能完成多任務的操作，并且中斷操作的響應時間短；二、傳統的無線電檢測接收系統中沒有數據存儲區域，無法存儲無線電數字信息，往往導致其處理能力較差；三、傳統的接收系統沒有可擴展的處理器結構，無法擴展嵌入式系統，也就無法進行后續的系統更新或添加。
實用新型內容
[0003]針對現有技術存在的不足之處，本實用新型的目的在于提供一種基于ARM技術的無線電監測接收系統，該無線電監測接收系統對實時多任務具有較強的支持和處理能力，并且響應時間短，能夠存儲無線電數字信號，并且還具有可擴展的處理器結，可以嵌入擴展各種功能的嵌入式系統，能夠有效地解決上述技術問題。
[0004]本實用新型的目的通過下述技術方案實現:
[0005]一種基于ARM技術的無線電監測接收系統，包括天線A、射頻前端、A/D轉換器、DDC控制器、CPLD、ARM系統板、無線傳輸模塊和電源系統，所述天線A、射頻前端、A/D轉換器、DDC控制器、CPLD、ARM系統板和無線傳輸模塊依次電通信連接；所述無線傳輸模塊電通信連接有天線B ;所述天線A、射頻前端、A/D轉換器、DDC控制器、CPLD, ARM系統板和無線傳輸模塊分別與電源系統電連接。
[0006]為了更好地實現本實用新型，所述電源系統包括開關電源和DC/DC。
[0007]本實用新型提供一種優選的射頻前端結構技術方案是:所述射頻前端包括有RF輸入模塊、預選器、混頻器A、混頻器B、調整器、一本振模塊、二本振模塊、IOM晶體、中頻濾波模塊、ADC時鐘、采樣時鐘輸出模塊和中頻輸出模塊；所述RF輸入模塊、預選器、混頻器A、混頻器B、中頻濾波模塊和中頻輸出模塊依次電通信連接；所述一本振模塊與混頻器A電通信連接，所述二本振模塊與混頻器B電通信連接，并且一本振模塊與二本振模塊電通信連接；所述一本振模塊、IOM晶體、ADC時鐘和采樣時鐘輸出模塊依次電通信連接。
[0008]本實用新型優選接收的無線電信號頻率為:所述天線A接收20MHz?3GHz的無線電信號。
[0009]作為優選，所述A/D轉換器、DDC控制器、CPLD分別通過PCI接口與ARM系統板電
通信連接。
[0010]作為優選，所述ARM系統板與無線傳輸模塊通過LAN接口電通信連接。
[0011]作為優選，所述電源系統與射頻前端采用J30-15ZKWP接口電通信連接。[0012]作為優選，所述中頻輸出模塊、采樣時鐘輸出模塊分別與A/D轉換器采用SMA-K接口電通信連接。
[0013]一種基于ARM技術的無線電監測接收方法，其接收方法如下:
[0014]接收信號:天線A接收20MHz~3GHz頻率區間的無線電信號；
[0015]處理信號:20MHz~3GHz頻率區間的無線電信號經過射頻前端處理至60MHz的中
頻信號；
[0016]模數轉換過程:60MHz的中頻信號經A/D轉換器進行模數轉換，并將60MHz的中頻信號轉換為數字信號；
[0017]變頻過程:經過模數轉換過程轉換后的數字信號經過DDC控制器進行變頻和濾波處理；
[0018]緩存信號:將經過變頻和濾波處理的數字信號存儲至CPLD中；
[0019]無線通信傳輸:數字信號通過ARM系統板進行通信協議處理，ARM系統板進行配置并將數字信號傳輸至無線傳輸模塊中，然后經過天線B傳輸該數字信號。
[0020]本實用新型較現有技術相比，具有以下優點及有益效果:
[0021](I)本無線電監 測接收系統對實時多任務具有較強的支持和處理能力，并且響應時間短，能夠存儲無線電數字信號，并且還具有可擴展的處理器結，可以嵌入擴展各種功能的嵌入式系統。
[0022](2)本實用新型對實時多任務有很強的支持能力，能完成多種任務，并且中斷響應時間短，從而使執行時間減少到最低限度。
[0023](3)本實用新型具有功能很強的存儲區保護功能，這是由于嵌入式系統的軟件結構趨于模塊化，而為了避免軟件模塊之間出現錯誤的交叉作用，需要設計強大的存儲區保護功能，同時也有利于軟件診斷。
[0024](4)本實用新型采用可擴展的處理器結構，能最迅速地嵌入滿足應用的最高性能的嵌入式系統。
[0025](5)本實用新型的嵌入式處理器功耗低，尤其是用于便攜式及移動無線電監測設備，依靠電池供電的無線電監測設備將更為優越，功耗只有mW甚至UW級，提升了無線電監測設備的續航能力。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026]圖1為無線電監測接收系統的原理結構示意圖；
[0027]圖2為射頻前端的原理結構框圖；
[0028]圖3為中頻處理系統的原理結構框圖。
[0029]其中，附圖中的附圖標記所對應的名稱為:
[0030]I —天線A，2 —射頻前端，3 - A/D轉換器，4 — DDC控制器，5 — CPLD, 6 — ARM系統板，7 一無線傳輸模塊,8 一天線B, 21 — RF輸入模塊,22 一預選器,23 一混頻器A, 24 一
混頻器B, 25 —調整器，26 — IOM晶體,27--本振模塊，28 —二本振模塊，29 —中頻濾波
模塊，30 - ADC時鐘，31 —采樣時鐘輸出模塊，32 —中頻輸出模塊。
【具體實施方式】[0031]下面結合實施例對本實用新型作進一步地詳細說明:
[0032]實施例
[0033]如圖1?圖3所示，一種基于ARM技術的無線電監測接收系統，包括天線Al、射頻前端2、A/D轉換器3、DDC控制器4、CPLD5、ARM系統板6、無線傳輸模塊7和電源系統，天線Al、射頻前端2、A/D轉換器3、DDC控制器4、CPLD5、ARM系統板6和無線傳輸模塊7依次電通信連接；無線傳輸模塊7電通信連接有天線B8 ;天線Al、射頻前端2、A/D轉換器3、DDC控制器4、CPLD5、ARM系統板6和無線傳輸模塊7分別與電源系統電連接。CPLD就是復雜可編程邏輯器件，該器件為現有技術中的成熟元器件產品。
[0034]如圖3所示，本實用新型的A/D轉換器3、DDC控制器4、CPLD5、ARM系統板6共同組成中頻處理系統，其中頻處理系統工作原理:中頻信號經過A/D轉換器3的模數轉換，進入DDC控制器進行變頻和濾波處理，通過CPLD把來自DDC控制器內部芯片的數據緩存到SRAM卿ARM系統板6內部的控制元器件)中并負責與ARM系統板6之間的通信協議，包括通過ARM總線對DDC控制器內部芯片進行配置，以及ARM總線通過CPLD讀取緩存到SRAM中的數據。中頻處理系統一方面完成對A/D后的離散信號的數字下變頻和濾波等處理，并緩存數據到SRAM中；另一方面對嵌入式計算平臺(ARM系統板)提供總線接口，以實現數據傳入到ARM系統中。其中A/D、DDC、CPLD采用了同一時鐘頻率，以使整個中頻處理模塊各器件間的數據流兼容，協同工作。A/D、DDC、CPLD獨立供電，以減小彼此間的高頻干擾。
[0035]ARM系統板工作原理如下:
[0036]ARM系統板是個計算平臺，其主要功能是初始化各個接口以及加載設備驅動，提供應用程序運行環境，實現多任務調度。ARM系統板采用TI公司3730(ARM+DSP)，只是該板的以太網控制器LAN9220更改為LAN9215，其目的是增加一個LAN 口，為傳感器無線傳輸模塊接口。
[0037]本無線電監測接收系統的工作原理如下:
[0038]20MHz到3GHz的信號經便攜式單通道天線Al通過預選器和前置放大器，或在高信號電平時通過衰減器傳到中頻處理系統，隨后60MHz的中頻信號經A/D進行模數轉換，中頻頻譜通過數字下變頻器(DDC)、數字帶通濾波器和FFT階段進行計算，帶通濾波器的帶寬在IKHz到5MHz范圍內選擇，在中頻頻譜通過平均、最小保持、最大保持處理后采樣函數確定并權衡電平絕對值，然后測量電平通過LAN接口輸出。對于模擬信號的解調，復基帶數據在經過帶通濾波器后將使用自動增益控制(AGC)進行處理，然后通過AM、FM、USB、LSB、Cff解調階段進行處理，數據信號的復基數據(I/O數據)在AGC階段之后直接輸出用于將來的處理。當設備工作在監測狀態時，監測通道可以進行設置，用于信號的搜索、分析、記錄和參數測量。
[0039]如圖1所示，電源系統包括開關電源和DC/DC。
[0040]如圖2所示，根據本實用新型的一個實施例:射頻前端2包括有RF輸入模塊21、預選器22、混頻器A23、混頻器B24、調整器25、一本振模塊27、二本振模塊28、IOM晶體26、中頻濾波模塊29、ADC時鐘30、采樣時鐘輸出模塊31和中頻輸出模塊32 ；RF輸入模塊21、預選器22、混頻器A23、混頻器B24、中頻濾波模塊29和中頻輸出模塊32依次電通信連接；一本振模塊27與混頻器A23電通信連接，二本振模塊28與混頻器B24電通信連接，并且一本振模塊27與二本振模塊28電通信連接；一本振模塊27、IOM晶體26、ADC時鐘30和采樣時鐘輸出模塊31依次電通信連接。
[0041]射頻前端接收組件工作原理:便攜式單通道射頻模塊主要完成20MHz?3G射頻信號到60MHz中頻信號的下變頻功能，射頻信號先經由預選器，信號經過二級或三級混頻電路變為60MHz中頻信號，經過調理和濾波后輸出。另外，本模塊還可以產生ADC采樣所使用的60MHz時鐘。本振和采樣時鐘信號均通過內部的IOMHz參考信號鎖相產生。調整電路主要是對中頻信號和電源作分級處理，既減小各部分之間的相互影響，同時也保證各部分能更好的工作。
[0042]射頻接收模塊電源要求:+12V/lA正公差電源(供電額定電壓的100%?110%)
[0043]在實際使用時，本實施例的天線Al優選接收20MHz?3GHz頻率的無線電信號。
[0044]根據本實用新型的一個實施例:A/D轉換器3、DDC控制器4、CPLD5分別通過PCI接口與ARM系統板6電通信連接。
[0045]根據本實用新型的一個實施例:ARM系統板6與無線傳輸模塊7通過LAN接口電通信連接。
[0046]根據本實用新型的一個實施例:電源系統與射頻前端2采用J30-15ZKWP接口電通
信連接。
[0047]根據本實用新型的一個實施例:中頻輸出模塊32、采樣時鐘輸出模塊31分別與A/D轉換器3采用SMA-K接口電通信連接。
[0048]一種基于ARM技術的無線電監測接收方法，其接收方法如下:
[0049]接收信號:天線Al接收20MHz?3GHz頻率區間的無線電信號；
[0050]處理信號:20MHz?3GHz頻率區間的無線電信號經過射頻前端2處理至60MHz的中頻信號；
[0051]模數轉換過程:60MHz的中頻信號經A/D轉換器3進行模數轉換，并將60MHz的中頻信號轉換為數字信號；
[0052]變頻過程:經過模數轉換過程轉換后的數字信號經過DDC控制器4進行變頻和濾波處理；
[0053]緩存信號:將經過變頻和濾波處理的數字信號存儲至CPLD5中；
[0054]無線通信傳輸:數字信號通過ARM系統板6進行通信協議處理，ARM系統板6進行配置并將數字信號傳輸至無線傳輸模塊7中，然后經過天線B8傳輸該數字信號。
[0055]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種基于ARM技術的無線電監測接收系統，其特征在于:包括天線A (I)、射頻前端(2 )、A/D轉換器(3 )、DDC控制器(4 )、CPLD (5 )、ARM系統板(6 )、無線傳輸模塊(7 )和電源系統，所述天線A (I)、射頻前端(2)、A/D轉換器(3)、DDC控制器(4)、CPLD (5)、ARM系統板(6)和無線傳輸模塊(7)依次電通信連接；所述無線傳輸模塊(7)電通信連接有天線B (8)；所述天線A (I)、射頻前端(2)、A/D轉換器(3)、DDC控制器(4)、CPLD (5)、ARM系統板(6)和無線傳輸模塊(7)分別與電源系統電連接。
2.按照權利要求1所述的基于ARM技術的無線電監測接收系統，其特征在于:所述電源系統包括開關電源和DC/DC。
3.按照權利要求1所述的基于ARM技術的無線電監測接收系統，其特征在于:所述天線A (I)接收20MHz?3GHz的無線電信號。
4.按照權利要求1所述的基于ARM技術的無線電監測接收系統，其特征在于:所述A/D轉換器(3)、DDC控制器(4)、CPLD (5)分別通過PCI接口與ARM系統板(6)電通信連接。
5.按照權利要求1所述的基于ARM技術的無線電監測接收系統，其特征在于:所述ARM系統板(6 )與無線傳輸模塊(7 )通過LAN接口電通信連接。
6.按照權利要求2所述的基于ARM技術的無線電監測接收系統，其特征在于:所述電源系統與射頻前端(2)采用J30-15ZKWP接口電通信連接。
【文檔編號】H04B17/00GK203722645SQ201320892756
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2013年12月31日 優先權日:2013年12月31日
【發明者】范須純, 溫貴洲, 黃其超 申請人:成都華日通訊技術有限公司