專利名稱：高軌遙感衛(wèi)星解調(diào)信號(hào)處理平臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及高軌遙感衛(wèi)星信關(guān)站高速數(shù)據(jù)信號(hào)解調(diào)處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種高軌遙感衛(wèi)星解調(diào)信號(hào)處理平臺(tái)。
背景技術(shù)：
遙感技術(shù)，在進(jìn)行國(guó)家生態(tài)環(huán)境控制、水利資源管理、礦產(chǎn)資源管理、森林資源管理、土地資源管理、軍事斗爭(zhēng)、國(guó)防安全和各類科學(xué)研究中占有重要的地位，許多科學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展越來(lái)越依賴于遙感技術(shù)的進(jìn)步和遙感數(shù)據(jù)的獲取能力，或者說(shuō)地球科學(xué)諸多研究前沿的突破，越來(lái)越離不開(kāi)遙感等新技術(shù)的發(fā)展。所有的遙感衛(wèi)星都需要有遙感衛(wèi)星信關(guān)站，其作用之一是接收、處理和存檔衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)。衛(wèi)星獲得的圖像數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線電波傳輸?shù)降孛嬲?。世界各?guó)以巨大的投入建立衛(wèi)星地面接收站，遙感衛(wèi)星地面接收站分布運(yùn)行狀況將決定科學(xué)研究在許多前沿領(lǐng)域研究取得突破的能力，決定國(guó)家的科學(xué)技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力。正在運(yùn)行的遙感衛(wèi)星，遙感圖像數(shù)據(jù)傳輸速率分別在60Mbps — 100Mbps、100Mbps—320Mbps之間，新一代的遙感衛(wèi)星圖像數(shù)據(jù)傳輸速率將要超過(guò)800Mbps，這樣就對(duì)地面接收解調(diào)系統(tǒng)提出了很高的技術(shù)要求:一方面在軌運(yùn)行的遙感衛(wèi)星迅速增多，要求地面接收解調(diào)系統(tǒng)具有能接收多種速率、多種調(diào)制制式的遙感衛(wèi)星信號(hào)；另一方面，遙感衛(wèi)星的圖像數(shù)據(jù)傳輸速率隨著圖像分辨率的增強(qiáng)而不斷提高。目前國(guó)際上已有的遙感衛(wèi)星解調(diào)器，同時(shí)只能處理一顆遙感衛(wèi)星的信號(hào)，采用的電路結(jié)構(gòu)為:1、采用模擬Costas環(huán)提取相干載波；2、針對(duì)每一種遙感衛(wèi)星的特征設(shè)計(jì)一個(gè)特定的比特同步器，包括特定的基帶濾波、時(shí)鐘提取、取樣判決再生、差分譯碼和串并變換等功能單元，最后用開(kāi)關(guān)選擇所需的比特同步器的數(shù)據(jù)和時(shí)鐘輸出，最多可容納6個(gè)特定的比特同步器。上述設(shè)備具有以下缺點(diǎn):首先，高中頻、寬頻帶下的模擬Costas解調(diào)處理環(huán)路對(duì)電路的功能和性能要求高，造成電路穩(wěn)定性差；其次，工作時(shí)需要多個(gè)專門定制的比特同步器，使得系統(tǒng)可擴(kuò)展性差，其應(yīng)用范圍受到限制；第三是重復(fù)設(shè)置的設(shè)備和元器件使用量大，使設(shè)備成本高，價(jià)格昂貴，功耗大、可靠性低等。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述不足，提供一種可同時(shí)處理多個(gè)高軌遙感衛(wèi)星信關(guān)站高速數(shù)據(jù)信號(hào)的高軌遙感衛(wèi)星解調(diào)信號(hào)處理平臺(tái)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了以下技術(shù)方案:一種高軌遙感衛(wèi)星解調(diào)信號(hào)處理平臺(tái)，該處理平臺(tái)包括中頻模擬接收模塊、AD轉(zhuǎn)換模塊，所述中頻模擬接收模塊接收中頻信號(hào)，并將該中頻信號(hào)發(fā)送至AD轉(zhuǎn)換模塊，所述AD轉(zhuǎn)換模塊包括多個(gè)并行的、獨(dú)立的AD轉(zhuǎn)換通道，所述AD轉(zhuǎn)換模塊連接有數(shù)字下變頻器(以下簡(jiǎn)稱DDC),所述DDC連接有FPGA (Field Programmable Gate Array,現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)模塊，所述AD轉(zhuǎn)換模塊中有一個(gè)AD轉(zhuǎn)換通道連接于FPGA模塊；所述FPGA模塊連接有VPX總線接口。DDC與FPGA模塊的連接包括DDC的輸入控制互連、輸出信號(hào)互連以及控制信號(hào)互連；DDC用于寬帶數(shù)字中頻軟件無(wú)線電接收機(jī)中，完成數(shù)字下變頻、數(shù)據(jù)抽取等功倉(cāng)泛。作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，上述高軌遙感衛(wèi)星解調(diào)信號(hào)處理平臺(tái)中，所述FPGA模塊通過(guò)直流耦合的方式連接有DSP (Digital Signal Processor，數(shù)字信號(hào)處理)模塊。作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，上述高軌遙感衛(wèi)星解調(diào)信號(hào)處理平臺(tái)中，所述FPGA模塊通過(guò)VPX總線接口與計(jì)算機(jī)和磁盤陣列連接。作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，上述高軌遙感衛(wèi)星解調(diào)信號(hào)處理平臺(tái)中，所述FPGA模塊與所述VPX總線接口之間通過(guò)LVTTL(Low Voltage Transistor-Transistor Logic)連接，其中，所述FPGA模塊與VPX總線接口有八個(gè)單端LVTTL引腳直接互連，兩個(gè)單端LVTTL引腳與串口控制芯片MAX3232互連實(shí)現(xiàn)兩路串口連接到VPX總線接口。作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，上述高軌遙感衛(wèi)星解調(diào)信號(hào)處理平臺(tái)中，所述AD轉(zhuǎn)換模采用直流耦合的方式與DDC連接。本實(shí)用新型高軌遙感衛(wèi)星解調(diào)信號(hào)處理平臺(tái)的工作原理:首先，遙感衛(wèi)星發(fā)射信號(hào)，中頻模擬接收模塊接收衛(wèi)星發(fā)射來(lái)的中頻模擬信號(hào)，該模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)14位的AD轉(zhuǎn)換模塊，再到專用的數(shù)字下變頻器DDC，然后依次送入到FPGA模塊、DSP模塊，并將處理結(jié)果通過(guò)VPX總線接口送到相應(yīng)的處理器進(jìn)行處理。綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的有益效果為:1、由于本實(shí)用新型高軌遙感衛(wèi)星解調(diào)信號(hào)處理平臺(tái)中，使用VPX接口支持高速的數(shù)據(jù)傳輸，便于高速數(shù)字信號(hào)的及時(shí)處理，并且能滿足軍用、航空嵌入式計(jì)算系統(tǒng)的需要，支持系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)，解決了任務(wù)計(jì)算機(jī)應(yīng)用面臨的諸多挑戰(zhàn)。2、由于本實(shí)用新型高軌遙感衛(wèi)星解調(diào)信號(hào)處理平臺(tái)中采用了多個(gè)并行的獨(dú)立的AD通道，可同時(shí)接收多路不同的中頻信號(hào)。


:圖1為本實(shí)用新型高軌遙感衛(wèi)星解調(diào)信號(hào)處理平臺(tái)的原理示意圖。圖2為本實(shí)用新型高軌遙感衛(wèi)星解調(diào)信號(hào)處理平臺(tái)中FPGA模塊與VPX總線接口的連接原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)的說(shuō)明。為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
實(shí)施例一種高軌遙感衛(wèi)星解調(diào)信號(hào)處理平臺(tái)，如圖1所示，該處理平臺(tái)包括中頻模擬接收模塊、AD轉(zhuǎn)換模塊以及VPX總線接口，所述中頻模擬接收模塊接收中頻信號(hào)，并將該中頻信號(hào)發(fā)送至AD轉(zhuǎn)換模塊；AD轉(zhuǎn)換模塊采用ADI公司的AD6645作為模擬采樣芯片，105MSPS的最大采樣率，O — 200MHz的采樣帶寬，14位的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換位數(shù)。[0023]所述AD轉(zhuǎn)換模塊包括5個(gè)AD轉(zhuǎn)換通道，所述AD轉(zhuǎn)換模塊連接有數(shù)字下變頻器(以下簡(jiǎn)稱DDC)，所述DDC連接有FPGA模塊，所述AD轉(zhuǎn)換模塊中有一個(gè)通道連接于FPGA模塊；FPGA模塊采用XILINX公司的FPGA處理器，F(xiàn)PGA處理器集成可編程邏輯芯片XC5VLX110T，該器件采用先進(jìn)的65nm工藝生產(chǎn)，提供2GB的DDR II SDRAM存儲(chǔ)器，550MHz時(shí)鐘速率，精度25X18位的DSP48E硬核，1.25Gbps差分I/O和800Mbps單端I/O的QDR SRAM存儲(chǔ)器作為高速數(shù)據(jù)緩存。所述AD轉(zhuǎn)換模采用直流耦合的方式與DDC連接；所述DDC與FPGA模塊的連接包括DDC的輸入控制互連、輸出信號(hào)互連以及控制信號(hào)互連；DDC用于寬帶數(shù)字中頻軟件無(wú)線電接收機(jī)中，完成數(shù)字下變頻、數(shù)據(jù)抽取等功能。DDC采用InterSil公司的ISL5416，95MSPS的最大輸入數(shù)據(jù)率，4通道16位數(shù)字定點(diǎn)、17位浮點(diǎn)輸入，96dB的數(shù)字自動(dòng)增益。所述FPGA模塊通過(guò)直流耦合的方式連接有DSP模塊；DSP選用TI公司的TMS320C6455，主頻最大可工作在1.2GHz，2Gb的DDR2-533 SDRAM存儲(chǔ)器，采用8bit模式，128Mb的FLASH存儲(chǔ)器，主要用于數(shù)字信號(hào)的運(yùn)算、分析處理。通過(guò)FPGA和DSP的交換網(wǎng)絡(luò)可以使數(shù)據(jù)信號(hào)與全球網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行同步交換。所述FPGA模塊連接于VPX總線接口 ；VPX總線通用信號(hào)處理機(jī)平臺(tái)系統(tǒng)是一套采用VITA46標(biāo)準(zhǔn)，基于高速串行交互背板的實(shí)時(shí)信號(hào)處理系統(tǒng)。它的運(yùn)算處理單元基于Xilinx的FPGA芯片，實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、可擴(kuò)展、可重構(gòu)的雷達(dá)實(shí)時(shí)數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)平臺(tái)，保留3U、6U和12U規(guī)格，支持PMC和XMC子卡。VPX接口采用軍用加固系統(tǒng)的產(chǎn)品，標(biāo)準(zhǔn)能滿足軍用、航空嵌入式計(jì)算系統(tǒng)的需要，支持系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)，解決了任務(wù)計(jì)算機(jī)應(yīng)用面臨的諸多挑戰(zhàn)。VPX接口具有更多的I/O通信口，支持高速的數(shù)據(jù)傳輸，適合高速數(shù)字信號(hào)的及時(shí)處理，處理能力可擴(kuò)展，對(duì)外接口可替換?？拐鹦阅苓_(dá)到目前很高的水平，成本、體積和重量相對(duì)降低不少。如圖2所示，所述FPGA模塊通過(guò)VPX總線接口與計(jì)算機(jī)和磁盤陣列連接。FPGA與 VPX 總線接口之間通過(guò) 3.3V LVTTL (Low Voltage Transistor-Transistor Logic)連接，F(xiàn)PGA與VPX有八個(gè)單端LVTTL引腳直接互連，還有兩個(gè)單端LVTTL引腳與串口控制芯片MAX3232互連實(shí)現(xiàn)兩路串口連接到VPX。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種高軌遙感衛(wèi)星解調(diào)信號(hào)處理平臺(tái)，該處理平臺(tái)包括中頻模擬接收模塊、AD轉(zhuǎn)換模塊，其特征在于，所述中頻模擬接收模塊接收中頻信號(hào)，并將該中頻信號(hào)發(fā)送至AD轉(zhuǎn)換模塊，所述AD轉(zhuǎn)換模塊包括多個(gè)并行的、獨(dú)立的AD轉(zhuǎn)換通道，所述AD轉(zhuǎn)換模塊連接有數(shù)字下變頻器，所述數(shù)字下變頻器連接有FPGA模塊，所述AD轉(zhuǎn)換模塊中有一個(gè)AD轉(zhuǎn)換通道連接于FPGA模塊；所述FPGA模塊連接有VPX總線接口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高軌遙感衛(wèi)星解調(diào)信號(hào)處理平臺(tái)，其特征在于，所述FPGA模塊通過(guò)直流耦合的方式連接有DSP模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高軌遙感衛(wèi)星解調(diào)信號(hào)處理平臺(tái)，其特征在于，所述FPGA模塊通過(guò)VPX總線接口與計(jì)算機(jī)和磁盤陣列連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高軌遙感衛(wèi)星解調(diào)信號(hào)處理平臺(tái)，其特征在于，所述FPGA模塊與所述VPX總線接口之間通過(guò)LVTTL連接，其中，所述FPGA模塊與VPX總線接口有八個(gè)單端LVTTL引腳直接互連，兩個(gè)單端LVTTL引腳與串口控制芯片互連實(shí)現(xiàn)兩路串口連接到VPX總線接口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高軌遙感衛(wèi)星解調(diào)信號(hào)處理平臺(tái)，其特征在于，所述AD轉(zhuǎn)換模采用直流耦合的方式與數(shù)字下變頻器連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種高軌遙感衛(wèi)星解調(diào)信號(hào)處理平臺(tái)，涉及高軌遙感衛(wèi)星信關(guān)站高速數(shù)據(jù)信號(hào)解調(diào)處理技術(shù)領(lǐng)域。本實(shí)用新型高軌遙感衛(wèi)星解調(diào)信號(hào)處理平臺(tái)包括中頻模擬接收模塊、AD轉(zhuǎn)換模塊，所述中頻模擬接收模塊接收中頻信號(hào)，并將該中頻信號(hào)發(fā)送至AD轉(zhuǎn)換模塊，所述AD轉(zhuǎn)換模塊包括多個(gè)并行的、獨(dú)立的AD轉(zhuǎn)換通道，所述AD轉(zhuǎn)換模塊連接有數(shù)字下變頻器，所述數(shù)字下變頻器連接有FPGA模塊，所述AD轉(zhuǎn)換模塊中有一個(gè)通道連接于FPGA模塊；所述FPGA模塊連接有VPX總線接口。由于本實(shí)用新型高軌遙感衛(wèi)星解調(diào)信號(hào)處理平臺(tái)中，使用VPX接口支持高速的數(shù)據(jù)傳輸，便于高速數(shù)字信號(hào)的及時(shí)處理，并且能滿足軍用、航空嵌入式計(jì)算系統(tǒng)的需要。
文檔編號(hào)H04B7/185GK202940800SQ20122067948
公開(kāi)日2013年5月15日 申請(qǐng)日期2012年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月11日
發(fā)明者吳偉林, 王維軍, 何戎遼, 譚慧超 申請(qǐng)人:成都林海電子有限責(zé)任公司