1.簡介

L波段采集回放系統(tǒng)是一套便攜式模擬數(shù)字采集系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由射頻輸入模塊、中頻接收回放模塊,、FPGA信號處理單元,、服務(wù)器系統(tǒng)和存儲單元等組成。L波段采集回放系統(tǒng)的功能主要用于采集950MHz~2150MHz模擬量射頻信號的采集,、存儲記錄與回放,，采集與回放信號瞬時帶寬高達500MHz。將采集的射頻數(shù)據(jù)通過PCIe接口存儲至計算機磁盤陣列,，并通過萬兆光纖接口發(fā)送至本地服務(wù)器,；除此，可以自定義或把存至本地服務(wù)器的數(shù)據(jù)進行重構(gòu)播放,。本設(shè)備主要用于記錄試驗現(xiàn)場數(shù)據(jù)并具有類示波器顯示能力及數(shù)據(jù)導(dǎo)出能力,，支持長時間不間斷采集及事后數(shù)據(jù)分析和處理。L波段采集回放系統(tǒng)是衛(wèi)星,、雷達等應(yīng)用的理想工具,。

2.規(guī)格

?釆集通道數(shù)：2；

?釆集信號頻率:950MHz~2150MHz,；

?釆集信號帶寬：500MHz/250MHz/125MHz/40MHz/20MHz/10MHz任意可選,；

?采樣位寬：14bit（@信號帶寬≤40MHz）；

?釆集存儲容量：16T/32T/64T固態(tài)盤,；

?回放通道數(shù) ：2,；

?回放信號頻率: 950MHz?2150MHz；

?回放信號帶寬:500MHz/250MHz/125MHz/40MHz/20MHz/ 10MHz可選,；

?回放位寬:16Bit（@信號帶寬≤40MHz),；

?歷史數(shù)據(jù)歸檔、圖形化顯示,、檢索,；

?提供遠程網(wǎng)絡(luò)控制接口和代碼；

?Windows操作系統(tǒng)（也可支持Linux系統(tǒng)）,；

?標準19英寸機架安裝,。

3.應(yīng)用領(lǐng)域

?

衛(wèi)星信號接收

衛(wèi)星信號模擬

無信信號分析

軟件無線電測試

4.系統(tǒng)框圖

5.硬件系統(tǒng)描述

5.1 射頻

射頻單元設(shè)計成高性能三級超外差下變頻器，旨在滿足諸如射頻儀器,，無線通信,，衛(wèi)星鏈路，軟件定義無線電和信號性能等要求苛刻的應(yīng)用,。采用LVTTL電平的異步串口進行通信控制,，用戶端為主機、下變頻器為從機。

射頻下變頻模塊指標：

?下變頻器通道數(shù)：2,；

?輸入射頻信號頻率范圍：950~2150MHz,；

?輸入射頻信號功率范圍：-80~0dBm；

?變頻本振步進：10MHz,；

?輸出中頻信號頻率范圍：200~700MHz,；

?輸出中頻信號功率范圍：-10~0dBm；

?變頻通道瞬時帶寬：500MHz,；

?鏈路增益范圍：0~80dB,；

?鏈路增益步進：0.5dB；

?噪聲系數(shù)：≤4dB,；（最大增益狀態(tài)測試）

?輸出信號雜散抑制度：典型值60dBc,，最差值55dBc；（最大增益狀態(tài)測試）

?輸出信號帶內(nèi)諧波抑制度：≥60dBc,；

?輸入端口駐波比：＜2.0,；

?輸出端口駐波比：＜2.0；

?本振相位噪聲：優(yōu)于-92dBc/Hz@1kHz,；

內(nèi)部連接圖：

射頻模塊原理框圖：

本振相位噪聲：

上位機控制接口：

5.2 中頻收發(fā)模塊

寬帶中頻收發(fā)模塊規(guī)格：

?高分辨率高采樣率ADC+DAC 板卡,；

?2 路 14 位 2.4GS/s 的 A/D 通道輸入；

?2 路 16 位 4.8GS/s D/A 通道輸出,；

?全功率模擬-3dB 輸入帶寬可達 9GHz,；

?高性能FPGA，采用Xilinx Kintex UltraScale XCKU115-FLVA1517,；

?采樣信號帶寬：500MHz/250MHz/125MHz/40MHz/20MHz/10MHz可選,；

?回放信號帶寬：500MHz/250MHz/125MHz/40MHz/20MHz/10MHz可選；

?FPGA數(shù)字下變頻DDC,、濾波實時算法,；

?標準PCIe3.0x8總線。

算法實現(xiàn)框架：

5.3 計算機系

?標準4U機架式工控機系統(tǒng)

?采用服務(wù)器主板架構(gòu)

?CPU：Intel i9-10900X 主頻3.7GHZ,，10核20線程

?主板 ：工作站主板

?內(nèi)存：32GB DDR4 3600 單條16GB,，數(shù)量2

?電源工業(yè)級ATX電源 額定功率800W

?系統(tǒng)盤 SSD 1TB

?數(shù)據(jù)存儲盤：SSD 16TB

?歷史數(shù)據(jù)歸檔、圖形化顯示,、檢索,；

?提供遠程網(wǎng)絡(luò)控制接口和代碼；

?Windows操作系統(tǒng)（也可支持Linux系統(tǒng)）,。

5.4 軟件

架構(gòu)設(shè)計包括：

驅(qū)動層,，主要給上層應(yīng)用提供驅(qū)動接口，包括打開設(shè)備,、關(guān)閉設(shè)備、DMA中斷,、啟動DMA,、DMA讀,、DMA寫；

軟件接口層,，主要給上層應(yīng)用提供接口調(diào)用,，包括打開板卡、關(guān)閉板卡,、初始化板卡,、讀寄存器、寫寄存器,；

數(shù)據(jù)處理層,，主要給上層應(yīng)用提供軟件配置功能，包括偏置設(shè)置,、觸發(fā)設(shè)置,、時鐘配置、采集模式設(shè)置,、DMA傳輸塊設(shè)置,、采樣率設(shè)置等；

展示層,，主要完成時域波形,、頻域波形的顯示功能；

通信控制層,，主要完成遠程控制,、數(shù)據(jù)傳輸功能。

上位機軟件界面示例如下：

5.5.測試數(shù)據(jù)

采集性能指標：

回放數(shù)據(jù)性能測試：

6. 產(chǎn)品形態(tài)

便攜機形態(tài)：

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