便攜式探空儀接收機射頻前端電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及接收機射頻前端電路領域，特別是特高頻(UHF)氣象頻段探空儀信號的接收處理。
【背景技術】
[0002]近年來，經濟快速發展的同時也帶了一些值得關注的環境問題，其中氣候環境變化的問題引起了各方廣泛的關注。全球變暖、反季節天氣、局部突發災害等天氣情況對人們平時的生活帶來了巨大的影響，不僅造成嚴重的經濟損失，還威脅著人類的生命財產安全。為了減小氣象災害的影響，提前做好防護措施是非常重要的，這就要求進行準確的天氣預報。而高空氣象探測的數據信息，不但影響著日常天氣預報和氣候分析，而且在國防軍事和國民經濟建設中也擔當著重要的角色。現如今我國的地面探測設備主要以固定臺站式和車載式為主，設備大多為氣象雷達、無線電經瑋儀等大型設備，此類設備的研制和更新換代的代價相比探空儀而言要大很多。探空儀技術的不斷發展，對地面接收設備的性能提出了更高的要求。接收系統的性能好壞，關系到能否對氣象數據進行有效的接收，氣象數據資料的準確性會直接影響相關應用服務的質量。相比臺站式和車載式設備，便攜式的接收機研制代價相對較小，而且適合人員攜帶，有著臺站式和車載式所無法比擬的機動性，適用于人工降雨、導彈的發射以及山區救災等一些特殊場合。
[0003]現有的便攜式探空儀接收機是與L波段數字探空儀配合使用的，探測距離不夠遠，精度不高。隨著國產GPS探空儀的成功研制和逐步推廣使用，采用GPS定位后，探測距離也變的更遠，接收機的靈敏度、功耗、增益等性能也需要進一步的改善。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是提供一種集成度高、體積小、靈敏度和功耗等性能更好的射頻前端電路系統，能與最新的國產GPS探空儀配合使用，探測距離更遠精度更高。
[0005]本發明提供了如下的技術方案:
[0006]—種便攜式探空儀接收機射頻前端電路，包括:包括:依次電連接的低噪聲放大器、射頻濾波器、混頻器、中頻濾波器、可控增益放大器、檢波器和運算放大器。
[0007]所述低噪聲放大器的噪聲系數小于1.5dB，增益達22dB。
[0008]所述射頻濾波器為高Q值的帶通濾波器。
[0009]混頻器為有源混頻器，能夠提供10dB的增益。
[0010]所述中頻濾波器為中頻帶通濾波器。
[0011]所述可控增益控制放大器、檢波器以及運算放大器組成了自動增益控制電路，對于微弱的輸入信號電平，自動增益控制電路能夠提供35dB的增益。
[0012]本發明的有益效果是:改善了探空儀接收機的功耗，靈敏度更高，能接收處理更微弱的氣象信號，探測距離得到提高；集成度高，體積小重量輕，適合人員攜帶，與最新的GPS探空儀配合使用，便攜性好。
【附圖說明】
[0013]附圖用來提供對本發明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與本發明的實施例一起用于解釋本發明，并不構成對本發明的限制。在附圖中:
[0014]圖1為射頻前端結構圖；
[0015]圖2為射頻前端增益噪聲性能圖；。
[0016]圖3為三階互調測試輸入信號；
[0017]圖4為三階互調測試輸出信號；
[0018]圖5為高次諧波分析結果。
【具體實施方式】
[0019]如圖1-5所示，本發明公開一種便攜式探空儀接收機射頻前端電路，包括:依次相連的低噪聲放大器1、射頻濾波器2、混頻器3、中頻濾波器4、可控增益放大器5、檢波器6和運算放大器7。
[0020]在本實施例中，接收機射頻前端中，低噪聲放大器1的噪聲系數小于1.5dB，增益達22dB。射頻濾波器2為高Q值的帶通濾波器，要求插入損耗小，邊沿陡峭帶外抑制大，能對鏡像頻率起到足夠的抑制作用。混頻器3起到下變頻的作用，為有源混頻器，能夠提供10dB的增益。中頻濾波器4為中頻帶通濾波器，插入損耗小，帶外抑制性能好。
[0021]自動增益控制放大器5、檢波器6以及運算放大器7組成了自動增益控制電路。對于微弱的輸入信號電平，自動增益控制電路能夠提供35dB的增益，當輸入信號電平較高的，為了使輸出電平不超過后端電路的額定值，自動增益控制電路對增益起到一定的壓縮作用。可控增益放大器5的增益大小受運算放大器7的輸出電壓控制，檢波器6對可控增益放大器5的輸出信號進行檢波，輸出一個直流電壓，運算放大器7對檢波器6的輸出電壓與參考電壓進行比較，運算放大器7的輸出電壓控制可控增益放大器的增益大小。自動增益控制放大器5、檢波器6以及運算放大器7組成的自動增益控制電路，使得中頻輸出功率保持在一個穩定的范圍內。
[0022]本發明接收機射頻前端，接收到的信號先通過低噪聲放大器1進行放大和降噪，再經過射頻濾波器2進行濾波處理，混頻器3對信號進行下變頻處理并提供部分增益，然后經由中頻濾波器4濾波得到中頻信號。中頻濾波器4的輸出信號較小時，自控增益控制部分提供足額35dB的增益，中頻濾波器4輸出信號較大時，最后的自動增益控制電路的增益進行壓縮，使得中頻輸出功率穩定在OdBm左右。
[0023]如圖2所示，顯示了射頻前端通路，在不同輸入信號功率情況下，各部分電路的增益、輸出功率和噪聲系數。
[0024]如圖3所示，為測試整個前端電路三階互調特性時的輸入信號情況。
[0025]如圖4所示，為測試整個前端電路三階互調特性時的輸入信號情況。
[0026]如圖5五所示，為前端電路高次諧波的分析結果，可以看出除了所需要的中頻頻率外，其他各次諧波的抑制情況都非常好。
[0027]綜上，本發明改善了探空儀接收機的功耗，靈敏度更高，能接收處理更微弱的氣象信號，探測距離得到提高；集成度高，體積小重量輕，適合人員攜帶，與最新的GPS探空儀配合使用，便攜性好。
[0028]以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，對于本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種便攜式探空儀接收機射頻前端電路，其特征在于，包括:依次電連接的低噪聲放大器、射頻濾波器、混頻器、中頻濾波器、可控增益放大器、檢波器和運算放大器。2.根據權利要求1所述的便攜式探空儀接收機射頻前端電路，其特征在于，所述低噪聲放大器的噪聲系數小于1.5dB，增益達22dB。3.根據權利要求1所述的便攜式探空儀接收機射頻前端電路，其特征在于，所述射頻濾波器為高Q值的帶通濾波器。4.根據權利要求1所述的便攜式探空儀接收機射頻前端電路，其特征在于，混頻器為有源混頻器，能夠提供10dB的增益。5.根據權利要求1所述的便攜式探空儀接收機射頻前端電路，其特征在于，所述中頻濾波器為中頻帶通濾波器。6.根據權利要求1所述的便攜式探空儀接收機射頻前端電路，其特征在于，所述可控增益控制放大器、檢波器以及運算放大器組成了自動增益控制電路，對于微弱的輸入信號電平，自動增益控制電路能夠提供35dB的增益。
【專利摘要】本實用新型提供一種便攜式探空儀接收機射頻前端電路，包括：依次電連接的低噪聲放大器、射頻濾波器、混頻器、中頻濾波器、可控增益放大器、檢波器和運算放大器。本實用新型改善了探空儀接收機的功耗，靈敏度更高，能接收處理更微弱的氣象信號，探測距離得到提高；集成度高，體積小重量輕，適合人員攜帶，與最新的GPS探空儀配合使用，便攜性好。
【IPC分類】H04B1/16, G01W1/08
【公開號】CN205105200
【申請號】CN201520805916
【發明人】湯鹿勇, 王友保
【申請人】南京信息工程大學
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年10月15日