L波段射頻采集存儲(chǔ)回放系統(tǒng)
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(wàn)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(zhǎng)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(wú)信信號(hào)分析
軟件無(wú)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(wú)線通信,,衛(wèi)星鏈路,軟件定義無(wú)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):
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坤馳科技VPX-LX642是一款雙3A5000處理器的VPX主控板,,遵循6U VPX標(biāo)準(zhǔn),,板卡PCB支持軍用加固結(jié)構(gòu),主要應(yīng)用于航空航天,、車載,、艦載等惡劣環(huán)境...
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瞬態(tài)記錄儀
基于以太網(wǎng) 高達(dá)120MS/s的采樣頻率 高達(dá)16位分辨率 滿量程精度0.03%
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SC5312A 丨IQ解調(diào)器
300 MHz至6 GHz的直接IQ解調(diào)器
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M2p.65xx-16bit任意波形發(fā)生器
8通道任意波形發(fā)生,40-125M信號(hào)發(fā)生速率,,16bit轉(zhuǎn)化精度,,±6V信號(hào)輸出范圍