[发明专利]一种基于可变锁相频综的光载微波信号大动态宽带解调系统

权利要求书

1.一种基于可变锁相频综的光载微波信号大动态宽带解调系统，其特征在于，包括光电转换模块、射频信号处理模块、可变锁相频综模块、模数转换模块、实时数字信号解调处理模块、系统时钟模块、温度传感模块、温控模块；

所述光电转换模块输入为光纤激光传感器的光载微波信号，输出端与射频信号处理模块输入端进行连接，所述光电转换模块完成光信号到电信号的转换功能，输出信号形式为外差调频信号；

所述射频信号处理模块对含有传感信息的射频信号进行自动增益放大、带通滤波、混频，获得确定带宽的中频信号并送入模数转换模块；

所述模数转换模块对确定带宽的中频信号进行带通采样，实现中频信号的模数转换，输出的数字信号送实时数字信号解调处理模块；

所述可变锁相频综模块基于锁相技术产生混频所需本振信号，本振信号频率大小由实时数字信号处理模块控制；

所述实时数字信号解调处理模块完成传感信号的解调，并以数字形式输出解调结果到下一级处理单元；

所述系统时钟模块基于恒温晶振产生系统所需参考时钟、采样时钟、系统时钟并送入可变锁相频综模块、模数转换模块、实时数字信号解调处理模块；

所述温度传感模块采集环境温度并送入实时数字信号解调处理模块；

所述温控模块根据实时数字信号解调处理模块输出的控制信号实现温度补偿。

2.根据权利要求1所述的基于可变锁相频综的光载微波信号大动态宽带解调系统，其特征在于，所述射频信号处理模块包括依次连接的低噪声放大器、数字程控衰减器、补偿放大器、带通滤波器和混频器，所述光电转换模块输出的射频信号经射频信号处理模块处理后输出中频信号到模数转换模块。

3.根据权利要求2所述的基于可变锁相频综的光载微波信号大动态宽带解调系统，其特征在于，所述射频信号处理模块中的数字程控衰减器，为单片数控电调衰减器，反馈控制通过数字信号实现。

4.根据权利要求1所述的基于可变锁相频综的光载微波信号大动态宽带解调系统，其特征在于，所述实时数字信号解调处理模块基于数控振荡器实现数字序列的数字下变频，用数控振荡器产生两路正交本振序列，将输入的数字射频信号序列与两路正交本振序列分别相乘，经低通滤波后降采样得到两路正交基带信号，滤波器的阶数根据系统响应时间确定。

5.根据权利要求1所述的基于可变锁相频综的光载微波信号大动态宽带解调系统，其特征在于，所述实时数字信号解调处理模块完成通过正交基带信号完成相位解调、频率解调，将得到的两路正交基带信号进行相除，并进行四向限反正切运算，再对反正切结果进行周期扩展，即可得到大动态范围的相位解调，将相位解调获得的相位信号进行数字微分处理，即可以实现频率解调，得到与传感器测量物理量成正比的频率信号，对相位解调结果在时域和频域分析，得到待测物理量信息。

6.根据权利要求1所述的基于可变锁相频综的光载微波信号大动态宽带解调系统，其特征在于，所述实时数字信号解调处理模块事先在非易失存储器中存储传感器定标常数，用于数字解调结果的定标转换处理，将定标常数与测频结果相乘，以得到最终的传感器测量输出。

7.根据权利要求1所述的基于可变锁相频综的光载微波信号大动态宽带解调系统，其特征在于，所述实时数字信号解调处理模块将解调结果进行数字滤波、降采样处理，最终以总线、以太网信号传输方式送下一级控制处理单元。