[实用新型]一种用于无人机地空宽带通信系统的接收终端

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于无人机地空宽带通信系统的接收终端。

背景技术

无人机具有费效比低、零伤亡和部署灵活等优点，可以帮助甚至是代替人类在很多场景中发挥作用，如灾后的人员搜救、基础设施监察等。无论在民用还是军用领域，无人机均有着广阔的应用和发展前景。

可遥测、遥控、数传的无人机的系统包括空-地双向通信和地-地双向通信两部分，按照传输数据类型进行划分，可分为宽带信号通信和窄带信号通信两种类型，其中宽带信号为无人机侦察图像数据传输业务和无人机遥测业务，窄带信号为手持终端与无人机间遥控通信业务，手持终端与车载终端间通信业务。而宽带通信中很重要的一个环节就是它的接收终端，接收终端包括手持终端和车载终端。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于可遥测、遥控、数传的无人机的地空宽带通信系统的接收终端，对信号的处理性能高。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种用于无人机地空宽带通信系统的接收终端包括射频接收模块、中频滤波模块、ADC和FPGA，射频接收模块接收来自外部的通信信号以及来自FPGA的控制信号，射频接收模块的输出与中频滤波模块连接，中频滤波模块的输出与ADC连接，ADC的输出与FPGA连接，FPGA的时钟控制输出与ADC连接，FPGA的增益控制输出与射频接收模块连接，FPGA还通过内部接口输出解调数据，中频滤波模块接收来自射频接收模块的信号的大小为160MHz，通过FPGA对射频接收模块的增益控制范围为30db；

所述的FPGA包括下变频模块、AGC控制模块、小数抽取模块、匹配滤波模块、位同步模块、频偏同步模块、频域均衡模块、译码/判决模块、解交织模块和匀速缓冲模块，下变频模块的输入与ADC连接，下变频模块的输出与AGC控制模块连接，AGC控制模块的增益控制输出分与射频接收模块连接，AGC控制模块的调解输出与小数抽取模块连接，小数抽取模块的输出与匹配滤波模块连接，匹配滤波模块的输出与位同步模块连接，位同步模块的输出与频偏同步模块连接，频偏同步模块的输出与频域均衡模块连接，频域均衡模块的输出与译码/判决模块连接，译码/判决模块的输出与解交织模块连接，解交织模块的输出与匀速缓冲模块连接，匀速缓冲模块的输出通过内部接口输出调解增益。

所述的下变频模块包括正交混频电路、低通滤波电路和数控振荡电路，正交混频电路的输入分别与外部输入信号和数控振荡电路连接，正交混频电路输出I、Q两路信号至低通滤波电路，低通滤波电路输出I、Q两路信号至AGC控制模块。数控振荡电路使用CORDIC算法实现，仅消耗少量的寄存器和加法器资源，不消耗RAM，资源损耗基本上可以忽略不计。

所述的AGC控制模块向射频接收模块输出AGC增益控制信号，AGC控制模块还向小数抽取模块输出基带信号。因本系统为非高速巡航，所以信号功率的变化比较缓慢，通过FPGA判断再返回控制射频的电路结构可满足本系统的接收功率控制要求。

所述的小数抽取模块对下变频以及AGC控制得到的基带信号进行小数倍抽取，输出信号样值至匹配滤波模块。

所述的位同步模块包括输入缓冲模块、reg模块、定时误差估计模块、环路滤波器、数控振荡电路、定时内插模块、输出缓冲模块和两个移位寄存器，输入缓冲模块的输入与匹配滤波模块连接，输入缓冲模块的输出与reg模块连接，reg模块的输出与其中一个移位寄存器连接，此移位寄存器的输出与定时内插模块连接，定时内插模块的一路输出与另一个移位寄存器连接，此移位寄存器的输出与定时误差模块连接，定时误差估计模块的输出与环路滤波器连接，环路滤波器的输出与数控振荡电路连接，数控振荡电路的输出与定时内插模块连接，定时内插模块的另一路输出通过输出缓冲模块输出数据。位同步使用Gardner算法，对少量的残余频偏不敏感(按照3kHz最大频偏，4.5Mbaud/s左右波特率算，残余频偏大约是码元速率的0.1%左右)，可以位于频率同步模块之前。输入数据进行小数倍内插/抽取后，得到4倍符号采样率的信号；对4倍样值信号进行gardner位定时误差估计，得到瞬时误差值，通过环路滤波器滤除高频噪声后，驱动NCO产生定时内插使能及内插参数；“Farrow定时内插”模块使用farrow结构，插值得到准确的码元判决点，最终通过输出缓冲输出；所述的Farrow结构是一种高效的多项式内插实现结构。