1.簡(jiǎn)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(hào)處理單元、服務(wù)器系統(tǒng)和存儲(chǔ)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(hào)的采集,、存儲(chǔ)記錄與回放,，采集與回放信號(hào)瞬時(shí)帶寬高達(dá)500MHz,。將采集的射頻數(shù)據(jù)通過PCIe接口存儲(chǔ)至計(jì)算機(jī)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(jìn)行重構(gòu)播放。本設(shè)備主要用于記錄試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)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(shí)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(dá)等應(yīng)用的理想工具。

2.規(guī)格

?釆集通道數(shù)：2,；

?釆集信號(hào)頻率:950MHz~2150MHz,；

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

?采樣位寬：14bit（@信號(hào)帶寬≤40MHz）,；

?釆集存儲(chǔ)容量：16T/32T/64T固態(tài)盤；

?回放通道數(shù) ：2,；

?回放信號(hào)頻率: 950MHz?2150MHz,；

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

?回放位寬:16Bit（@信號(hào)帶寬≤40MHz),；

?歷史數(shù)據(jù)歸檔,、圖形化顯示、檢索,；

?提供遠(yuǎn)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(biāo)準(zhǔn)19英寸機(jī)架安裝,。

3.應(yīng)用領(lǐng)域

?

衛(wèi)星信號(hào)接收

衛(wèi)星信號(hào)模擬

無信信號(hào)分析

軟件無線電測(cè)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(jì)成高性能三級(jí)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(hào)性能等要求苛刻的應(yīng)用。采用LVTTL電平的異步串口進(jìn)行通信控制,，用戶端為主機(jī),、下變頻器為從機(jī)。

射頻下變頻模塊指標(biāo)：

?下變頻器通道數(shù)：2,；

?輸入射頻信號(hào)頻率范圍：950~2150MHz,；

?輸入射頻信號(hào)功率范圍：-80~0dBm；

?變頻本振步進(jìn)：10MHz,；

?輸出中頻信號(hào)頻率范圍：200~700MHz,；

?輸出中頻信號(hào)功率范圍：-10~0dBm；

?變頻通道瞬時(shí)帶寬：500MHz,；

?鏈路增益范圍：0~80dB,；

?鏈路增益步進(jìn)：0.5dB；

?噪聲系數(shù)：≤4dB,；（最大增益狀態(tài)測(cè)試）

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

?輸出信號(hào)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(jī)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(dá) 9GHz,；

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

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

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

?FPGA數(shù)字下變頻DDC、濾波實(shí)時(shí)算法,；

?標(biāo)準(zhǔn)PCIe3.0x8總線,。

算法實(shí)現(xiàn)框架：

5.3 計(jì)算機(jī)系

?標(biāo)準(zhǔn)4U機(jī)架式工控機(jī)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(jí)ATX電源 額定功率800W 

?系統(tǒng)盤 SSD 1TB

?數(shù)據(jù)存儲(chǔ)盤：SSD 16TB

?歷史數(shù)據(jù)歸檔,、圖形化顯示、檢索,；

?提供遠(yuǎn)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(jì)包括：

驅(qū)動(dòng)層,，主要給上層應(yīng)用提供驅(qū)動(dòng)接口,，包括打開設(shè)備、關(guān)閉設(shè)備,、DMA中斷,、啟動(dòng)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(shí)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(shí)域波形、頻域波形的顯示功能,；

通信控制層,，主要完成遠(yuǎn)程控制、數(shù)據(jù)傳輸功能,。

上位機(jī)軟件界面示例如下：

5.5.測(cè)試數(shù)據(jù)   

采集性能指標(biāo)：

回放數(shù)據(jù)性能測(cè)試：

6. 產(chǎn)品形態(tài)

便攜機(jī)形態(tài)：