一种低成本的相控阵天线接收系统技术方案

一种低成本的相控阵天线接收系统，包括N个接收模块、振荡器、开关模块、模数转换器和数字信号处理器，振荡器用于产生本振信号，接收模块包括天线、混频器和采样保持单元，其中天线用于接收射频信号，第i个接收模块中的混频器用于将本振信号与第i个接收模块中的天线接收的射频信号进行下变频转换，第i个接收模块中的采样保持单元用于保存第i个接收模块中的混频器输出的每个瞬时电压；模数转换器在开关模块的控制下依次采样N个接收模块中采样保持单元保存的电压信号并转换为对应的数字信号，数字信号处理器用于将模数转换器输出的每个数字信号进行处理并构成阵列。本实用新型专利技术利用一个模数转换器处理来自多个天线的信号，具有低成本的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种低成本的相控阵天线接收系统
本技术属于相控阵天线领域，涉及一种相控阵天线接收系统。
技术介绍
卫通系统主要实现移动载体与同步卫星的动中通通信过程，具有覆盖范围广泛、链路稳定、不受地形限制等有优点，卫通系统的核心在于卫通天线的设计。传统卫通天线主要基于抛物反射面天线，但随着现代信息化的发展，对卫通系统的灵活机动要求愈发迫切，传统的抛物反射面天线无法实现无人机、微小卫星等轻小型飞行器的特殊平台应用需求。为实现新一代卫通天线的应用需求，亟需实现小型化、通用化、低剖面的轻型卫通天线系统设计。近年来，大力发展的相控阵电扫描天线阵列为新一代卫通天线的发展指引了方向，相控阵天线能够形成定向波束，用于接收或发射。但相控阵天线需要分别处理来自多个天线的信号，每个天线的信号需要单独的模数转换器进行处理，因此需要更多的元素才能获得更多的增益，但是这导致了成本的增加，而相控阵天线昂贵的成本使得其在卫通天线的应用方向受限，制约了卫通相控阵天线的发展。
技术实现思路
针对上述相控阵天线接收多个信号需要分别进行处理导致成本较高的不足之处，本技术提供一种低成本的相控阵天线接收系统，该系统不仅能分别处理来自多个天线的信号，更节省了模数转换器的个数，降低了成本。本技术的技术方案为：一种低成本的相控阵天线接收系统，包括N个接收模块、振荡器、开关模块、模数转换器和数字信号处理器，其中N为大于1的正整数；所述振荡器用于产生本振信号，所述接收模块包括天线、混频器和采样保持单元，所述天线用于接收射频信号，第i个所述接收模块中的所述混频器用于将所述本振信号与第i个所述接收模块中的所述天线接收的射频信号进行下变频转换，第i个所述接收模块中的所述采样保持单元用于保存第i个所述接收模块中的所述混频器输出的每个瞬时电压；i为正整数且i∈[1,N]；所述模数转换器在所述开关模块的控制下依次采样所述N个接收模块中采样保持单元保存的电压信号并转换为对应的数字信号，所述模数转换器在同一时刻仅连接一个所述接收模块；所述数字信号处理器用于将所述模数转换器输出的每个数字信号进行处理并构成阵列。具体的，所述N为8，所述开关模块包括一个单刀双掷开关和两个单刀四掷开关，所述单刀双掷开关包括一个第一连接端和两个第二连接端，所述单刀四掷开关包括一个第一连接端和四个第二连接端，所述单刀双掷开关的第一连接端连接所述模数转换器的输入端，所述单刀双掷开关的两个第二连接端分别连接所述两个单刀四掷开关的第一连接端，所述两个单刀四掷开关的共八个第二连接端分别连接所述八个接收模块中采样保持单元的输出端。具体的，所述相控阵天线接收系统通过将所述N个天线接收的射频信号与不同的电延迟相结合形成相控阵，所述数字信号处理器用于调整所述电延迟。本技术的有益效果为：本技术利用一个模数转换器就能够处理来自多个天线的信号，与传统的定向相控阵相比，减少了模数转换器的使用，节省了成本。附图说明图1是本技术提出的一种低成本的相控阵天线接收系统在实施例中的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例详细描述本技术的技术方案。本技术提出的相控阵天线接收系统，包括用于产生本振信号的振荡器7、由于接收和处理射频信号的N个接收模块、用于将N个接收模块输出的电压信号分别送入模数转换器2进行处理的开关模块、以及处理模数转换器2输出的数字信号的数字信号处理器1。每个接收模块包括依次连接的天线8、混频器6和采样保持单元5。本技术的工作原理为：N个天线8接收波前信号，再将N个天线8接收的射频信号分别与振荡器7产生的本振信号经过各自对应的N个混频器6下变频转换为IF中频信号，转换后的所有N个信号都要下变频到模数转换器(ADC)2的输入采样频率范围内，之后N个采样保持单元(S/H)5将来自对应的N个混频器6的瞬时电压保存下来。本技术通过开关模块控制模数转换器2分别依次对N个采样保持单元5保存的电压进行采样并转换为数字信号。本技术的相控阵天线接收系统可以处理来自包括大于1的正整数个接收模块的信号，比如N取8时，开关模块可以采用一个单刀双掷开关3和两个单刀四掷开关4，其中单刀双掷开关3的第一连接端连接模数转换器2的输入端，单刀双掷开关3的两个第二连接端分别连接两个单刀四掷开关4的第一连接端，两个单刀四掷开关4的共有八个第二连接端分别连接到八个接收模块中采样保持单元5的输出端，实现了将8个采样保持单元5的电压分别依次连接到模数转换器2进行处理，一次只有一个采样保持单元5连接模数转换器2。根据同样的原理，利用不同结构的开关模块可以实现用一个模数转换器2处理任意大于1的正整数个接收模块的输出信号，节省了模数转换器2的个数，大大降低了成本。数字信号处理器(DSP)1处理模数转换器2输出的数字信号构成阵列，消除误差。本实施例中数字信号处理器(DSP)1对8个交错时间样本进行操作，以通过天线8将其分离，另外一些实施例中还可根据定时误差、混频器6频率响应的差异等进行调整，通过增加变量在数学上组合8个信号之前的个别延迟。8个喇叭天线8通过将它们的信号与不同的电延迟相结合而形成相控阵，输出信号。综上所述，本技术提出一种相控阵天线接收系统，利用天线8接收信号，利用混频器6和采样保持单元5处理天线8接收的信号并转换为电压信号，利用开关模块控制模数转换器2依次处理转换后的电压信号，最后由数字信号处理器1将模数转换器2输出的数字信号进行处理，将天线8接收的信号与不同的电延迟相结合而形成相控阵。本技术利用一个模数转换器就能够处理来自多个天线的信号，与传统的定向相控阵相比，减少了模数转换器的使用，节省了成本。本领域的普通技术人员可以根据本技术公开的这些技术启示做出各种不脱离本技术实质的其他各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低成本的相控阵天线接收系统，其特征在于，包括N个接收模块、振荡器、开关模块、模数转换器和数字信号处理器，其中N为大于1的正整数；/n所述振荡器用于产生本振信号，所述接收模块包括天线、混频器和采样保持单元，所述天线用于接收射频信号，第i个所述接收模块中的所述混频器用于将所述本振信号与第i个所述接收模块中的所述天线接收的射频信号进行下变频转换，第i个所述接收模块中的所述采样保持单元用于保存第i个所述接收模块中的所述混频器输出的每个瞬时电压；i为正整数且i∈[1,N]；/n所述模数转换器在所述开关模块的控制下依次采样所述N个接收模块中采样保持单元保存的电压信号并转换为对应的数字信号，所述模数转换器在同一时刻仅连接一个所述接收模块；/n所述数字信号处理器用于将所述模数转换器输出的每个数字信号进行处理并构成阵列。/n

【技术特征摘要】
1.一种低成本的相控阵天线接收系统，其特征在于，包括N个接收模块、振荡器、开关模块、模数转换器和数字信号处理器，其中N为大于1的正整数；
所述振荡器用于产生本振信号，所述接收模块包括天线、混频器和采样保持单元，所述天线用于接收射频信号，第i个所述接收模块中的所述混频器用于将所述本振信号与第i个所述接收模块中的所述天线接收的射频信号进行下变频转换，第i个所述接收模块中的所述采样保持单元用于保存第i个所述接收模块中的所述混频器输出的每个瞬时电压；i为正整数且i∈[1,N]；
所述模数转换器在所述开关模块的控制下依次采样所述N个接收模块中采样保持单元保存的电压信号并转换为对应的数字信号，所述模数转换器在同一时刻仅连接一个所述接收模块；
所述数字信号处理器用于将所述模数转换器输出的每个数字信...

【专利技术属性】
技术研发人员：李俊美，龙飞，
申请(专利权)人：成都华兴大地科技有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51