[实用新型]一种用于无人机的地空窄带通信系统的接收终端

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于无人机的地空窄带通信系统的接收终端。

背景技术

无人机具有费效比低、零伤亡和部署灵活等优点，可以帮助甚至是代替人类在很多场景中发挥作用，如灾后的人员搜救、基础设施监察等。无论在民用还是军用领域，无人机均有着广阔的应用和发展前景。

可遥测、遥控、数传的无人机的系统包括空-地双向通信和地-地双向通信两部分，按照传输数据类型进行划分，可分为宽带信号通信和窄带信号通信两种类型，其中宽带信号为无人机侦察图像数据传输业务和无人机遥测业务，窄带信号为手持终端与无人机间遥控通信业务，手持终端与车载终端间通信业务。而窄带通信中很重要的一个环节就是它的接收终端，接收终端为无人机终端。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种资源损耗低的、数据处理精确的用于无人机地空窄带通信系统的接收终端。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种用于无人机的地空窄带通信系统的接收终端，它包括射频接收模块、中频滤波模块、ADC和FPGA，射频接收模块接收来自外部的通信信号以及来自FPGA的控制信号，射频接收模块的输出与中频滤波模块连接，中频滤波模块的输出与ADC连接，ADC的输出与FPGA连接，FPGA的时钟控制输出与ADC连接，FPGA的增益控制输出与射频接收模块连接，FPGA还通过内部接口输出解调数据；

所述的FPGA包括下变频模块、小数抽取模块、粗频偏校正模块、窄带滤波模块、位同步模块、精频偏同步模块、译码/判决模块、解交织模块和匀速缓冲模块，下变频模块的输入与ADC连接，下变频模块的输出与小数抽取模块连接，小数抽取模块的输出与粗频偏校正模块连接，粗频偏校正模块的输出与窄带滤波模块连接，窄带滤波模块的输出与位同步模块连接，位同步模块的输出与精频偏同步模块连接，精频偏同步模块的输出与译码/判决模块连接，译码/判决模块的输出与解交织模块连接，解交织模块的输出与匀速缓冲模块连接，匀速缓冲模块的输出通过内部接口输出解调增益。

所述的下变频模块包括正交混频电路、低通滤波电路和数控振荡电路，正交混频电路的输入分别与ADC输入信号和数控振荡电路连接，正交混频电路输出I、Q两路信号至低通滤波电路，低通滤波电路输出I、Q两路信号至小数抽取模块，所述的数控振荡电路使用CORDIC算法。数控振荡电路使用CORDIC算法实现，仅消耗少量的寄存器和加法器资源，不消耗RAM，资源损耗基本上可以忽略不计。

所述的小数抽取模块对下变频模块得到的基带信号进行小数倍抽取，输出信号样值至粗频偏校正模块。

由于解扩后信号带宽只有180kHz左右，而最高多普勒频偏达3kHz，在某些干扰情况下，频偏可能会超出常规的锁相环捕获带之外，所以这里将载波同步部分拆分成“粗频偏校正”和“精频偏同步”两个环节。

所述的粗频偏校正模块包括正交混频电路、消除调制信息电路、FFT电路、谱线峰值搜索电路、计算频偏电路和数控振荡电路，正交混频电路接收来自小数抽取模块输出的信号，正交混频电路的输出分别与窄带滤波模块和消除调制信息电路连接，消除调制信息电路的输出与FFT电路连接，FFT电路的输出与谱线峰值搜索电路连接，谱线峰值搜索电路的输出与计算频偏电路连接，计算频偏电路的输出与数控振荡电路连接，数控振荡电路的输出与正交混频电路连接。

输入信号是4倍符号采样率，进入4次方运算模块，消除QPSK的调制信息，获得单音频点信息。经过FFT和谱线峰值搜索，即可获取粗频偏信息。其中FFT的点数使用2048点，可以获得足够低的残余频偏，保证精频偏同步模块的正常捕获。校正一次后，后续几次FFT得到的粗频偏信息接近，峰值足够，则认为已经稳定，无需再校正；否则认为系统失步，重新进行粗频偏校正。

由于频偏较大，DDC，实施的是稍微宽带的滤波，保证信号谱不受损坏；在粗频偏校正完成后，再进行一次窄带滤波，进一步滤除残余的带外噪声。所述的窄带滤波模块用于进一步滤除残余的带外噪声。

由于窄带信号的信号带宽较小，不使用SCFDE等均衡技术。