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)送至本地服務器；除此,，可以自定義或把存至本地服務器的數(shù)據(jù)進行重構播放,。本設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.應用領域

?

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)

?采用服務器主板架構

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

?主板 ：工作站主板 

?內存：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

架構設計包括：

驅動層，主要給上層應用提供驅動接口,，包括打開設備,、關閉設備,、DMA中斷、啟動DMA,、DMA讀,、DMA寫；

軟件接口層,，主要給上層應用提供接口調用,，包括打開板卡、關閉板卡,、初始化板卡,、讀寄存器、寫寄存器,；

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

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)：