宽带单比特接收机可在2GHz~18GHz带宽频率范围内对实时侦收到的雷达信号进行快速参数测量,并将测量结果以脉冲描述字输出,可以实现瞬时测频、测幅、测向等功能。
实时输出令人满意的PDW是小型化电子战接收机追求的目标。“令人满意的PDW”和“实时输出”都是小型化电子战接收机设计的最大挑战。面对日益复杂的战场环境,在2GHz-18GHz的超宽带实时带宽内,同时满足高灵敏度和大的动态范围的前提下,高精度的瞬时测频、测幅和TOA等信息的PDW实时输出,是新一代小型化电子战接收机追求的目标。应识科技超宽带单比特数字接收机UBR200B可在2GHz-18GHz频率的宽带内对实时侦收到的雷达信号进行参数测量,在16GHz的实时宽带内,同时提供-75dBm的灵敏度和65dB的大动态,并将测量结果以脉冲描述字实时输出,可以实时瞬时测频、测幅、测向等功能,而体积只有一部IPone6 Plus那么大。
电磁环境监测
使用单通道UBR200B,实时监测电磁环境中的雷达信号,测量信号参数,实时输出PDW,并在后端使用PC或者其他嵌入式设备使用频谱图、频谱瀑布图和列表方式显示周边电磁态势,大大提高了环境监测设备的小型化和实时性,同时可以记录环境的PDW信息,大大降低了记录环境信号的数据量。
单通道瞬时测频和频率引导
在宽窄带宽结合的应用中,宽带侦测接收机UBR200B负责对电磁环境宽开监测,发现感兴趣的信号后,将窄带侦查系统的中心频率变换到兴趣频率点附近,利用窄带侦查单元的大线性动态特性详细分析信号的特性。UBR100A可以完全替代传统的模拟瞬测,在多信号同时到达的情况下,仍可以保持正确的测频结果输出,而不像传统的模拟瞬测在多信号同时到达的时候会出错。
在干扰引导模式下,UBR200B可以提供更快的瞬时测频时间,将常规的1us测频时间提升到300ns。
多通道比幅测向应用
将UBR200B多个通道并行使用,可替代传统的模拟比幅测向系统,最大程度的发挥单比特接收机动态大、灵敏度高、测幅精确度高的特点,改善传统比幅测向系统的整体性能。
多通道比相测向和TDOA测向定位
UBR200B依靠高采样率和先进的算法,提供高精度的相位误差和TOA误差。在输入信号为-50dBm的情况下,1σ的相位误差为1.065°(RMS),TOA误差可以达到120ps(RMS),为精确定位需求提供更多的手段。
RWR
UBR200B提供高精度的测幅功能和小型化的体积,可实现雷达告警接收机的小型化设计和集成化设计。
ELINT
UBR200B在2GHz-18GHz的范围内实时输出雷达信号的脉宽、重频、到达时间、幅度、频率等信息,并可以实时记录PDW并建立ELINT数据库,可根据记录的PDW可以调取回放,可以实现便携式的ELINT记录存储回放。
1、输入信号频率范围:2GHz~18GHz;
2、瞬时带宽:16GHz(2-18G全覆盖);
3、输入信号动态范围:不低于65dBm(-75dBm~-10dBm);
4、灵敏度:(前端噪声系数6dB条件下);
常规模式:
不低于-75dBm (PW≥150ns);
不低于-68 dBm ( 150ns>PW>50ns);
快速引导模式:相比常规模式提高8dB左右
5、脉冲信号脉宽测量范围:50ns~CW;
6、可适应信号类型:脉冲、线性调频、连续波等;
7、测频时间:
常规模式:1us;
快速引导模式:300ns;
8、测频精度(灵敏度以上6dB、单点频条件下均方根误差):
常规模式:
a)不低于1MHz(PW>=0.25us);
b)不低于5 MHz(0.25us>PW>0.05us);
快速引导模式:
a)不低于5MHz(PW>=0.1us);
b)不低于10 MHz(0.1us>PW>0.05us);
9、电磁兼容性
符合GB4824 -1996 标准
10、电源要求
+12VDC/4A
11、环境适应性
a)使用:温度范围-40℃~55℃
b)存储:温度范围-50℃~85℃
12、功耗:平均优于25W
设备名称 | 功能 | 规格 | 数量 | 备注 |
射频前端 | 将射频信号放大到后端接收机需要的功率区间 | 输入频率范围:2GHz~18GHz 噪声系数:优于6dB | 1只 | |
单比特接收模块 | 接收射频信号,对信号参数编码,使用光纤或电传输介质输出脉冲描述字 | 输入频率范围:2GHz~18GHz (其他详见规格说明) | 1只 | |
射频电缆 | 输入射频信号,并在微波前端和单比特接收模块之间传输射频信号 | 2GHz~18GHz | 2根 | 微波前端输入为SMA阳头; 微波前端到单比特接收模块分别为SMA和SMP阳头 |
光缆 | 光纤输出脉冲描述字 | 4芯850nm波长多模光纤 | 1根 | 转成4个单LC接口 |
调试口转接板 | J63A调试口转标准调试口 | 1块 | 将J63A的插座接口转接成FPGA和ARM的标准调试口,与XS4插座连接 | |
加电线 | 单模块调试供电输入 | J63A插座加电使用 | 1只 | 与XS5插座连接 |
电源适配器 | 交流电供电 | 1套 |
超宽带单比特接收机UBR200B由微波前端、单比特接收模块和相关的射频电缆以及数据输出光缆组成。可测量输入射频信号的频率、功率、到达时间和脉宽参数,并使用用户定义的逻辑格式输出。多个单比特接收机可组合使用,用于方位测量。单比特接收机将射频信号放大到量化器件可以处理的电平,使用高速量化器件将输入信号量化为1bit高速数据,接收机内部的信号处理单元实时对数据做时频域分析,并对时频数据编码处理,提取信号的时间和频率参数,最终使用光纤接口将数据输出。
图1 系统连接关系
单比特接收模块的内部框图如下:
超宽带数字接收处理模块接收外部输入的2~18GHz带宽的射频信号,将其功分两路,一路直接送给SDLVA保证大动态的线性视频幅度输出给单比特采样处理板,另一路经过多级放大输出给单比特采样处理板量化处理。
图2 超宽带数字接收处理模块原理框图
超宽带单比特接收机UBR200B可在2GHz~18GHz频率范围内对侦收到的雷达信号进行快速参数测量,并将测量结果以脉冲描述字符输出。
1.物理接口
图3 超宽带数字接收模块物理接口
XS1,XS2为SMA插座,印制板上为阳头;
XS1:射频信号输入
XS2:低速相参时钟输入(可选用)
XS3:光纤连接器,印制板上接插件型号为RFM/1ZKAN35(贵航)
850nm波长光纤,最高支持10.3125G传输速率,2收2发
XS4:印制板上接插件型号为J63A-2E2-037-321-TH(贵航)
DBT模块的调试接口
XS5:印制板上接插件型号为J63A-2E2-069-321-TH(贵航)
DBT模块的对外接口插座,具体的管脚定义如下表所示:
线号 | 信号名称 | 备注 |
1,2,3,4,5,6,7,8 | VCC_+12V_ALLIN | 供电 |
9,10,11,12,13,14,15,16 | GND | 供电 |
15,17 | CAN_CANH, CAN_CANL | CAN总线 |
36,38 | DATA_LVDS_OUT0 | LVDS_OUT |
40,42 | DATA_LVDS_OUT2 | LVDS_OUT |
44,46 | DATA_LVDS_OUT4 | LVDS_OUT |
48,50 | DATA_LVDS_OUT6 | LVDS_OUT |
54,56 | DATA_LVDS_OUT10 | LVDS_OUT |
58,60 | DATA_LVDS_OUT11 | LVDS_OUT |
62,64 | DATA_LVDS_OUT12 | LVDS_OUT |
66,68 | DATA_LVDS_OUT14 | LVDS_OUT |
37,39 | DATA_LVDS_OUT1 | LVDS_OUT |
41,43 | DATA_LVDS_OUT3 | LVDS_OUT |
45,47 | DATA_LVDS_OUT5 | LVDS_OUT |
49,51 | DATA_LVDS_OUT7 | LVDS_OUT |
55,57 | DATA_LVDS_OUT8 | LVDS_OUT |
59,61 | DATA_LVDS_OUT9 | LVDS_OUT |
63,65 | DATA_LVDS_OUT13 | LVDS_OUT |
67,69 | DATA_LVDS_OUT15 | LVDS_OUT |
18,20 | DATA_LVDS_OUT16 | LVDS_OUT |
19,21 | DATA_LVDS_OUT17 | LVDS_OUT |
22,24 | DATA_LVDS_IN0 | LVDS_IN |
28,30 | DATA_LVDS_IN1 | LVDS_IN |
32,34 | DATA_LVDS_IN3 | LVDS_IN |
23,25 | DATA_LVDS_IN2 | LVDS_IN |
29,31 | DATA_LVDS_IN4 | LVDS_IN |
33,35 | DATA_LVDS_IN5 | LVDS_IN |
26,27,52,53 | GND |
2.逻辑接口
单比特接收机脉冲描述字定义如下:
序号 | 定义 | 位宽 | 说明 |
1 | 到达时间 | 32bit | LSB:25ns,循环计数 |
2 | 频率 | 16bit | LSB:0.5MHz |
3 | 频率_max | 16bit | 25ns测量一次,脉宽范围内频率最大值 |
4 | 频率_min | 16bit | 25ns测量一次,脉宽范围内频率最小值 |
5 | 功率 | 16bit | LSB:0.5dBm |
6 | 脉宽 | 18bit | LSB:25ns |
7 | 标志 | 8bit | Bit0:连续波标志,高有效,其他保留 |
视用户的需求,脉冲描述字可通过XS5的硬线自定义报文传输,也或者通过XS3光纤采用1GBASE-X以太网协议或者其它协议传输。
同样视用户的需求,输入控制命令可通过XS5的硬线自定义报文传输,也或者通过XS3光纤采用1GBASE-X以太网协议或者其它协议传输。
+12VDC/4A
参见性能指标,指标参数均为实测结果
超宽带单比特数字接收机UBR200B模块体积大小为150mm*79mm*17.5mm,单模块的重量约为400g,适合于二次开发和集成使用。