[发明专利]基于软件无线电的超宽带数字卫星信标接收方法及接收机

权利要求书

1.基于软件无线电的超宽带数字卫星信标接收方法，其特征在于，具体步骤包括：

步骤一、天线控制器根据待接收卫星信标信号的频率，经数字信号处理模块向超宽带射频前端发出频率、增益预置指令，将超宽带射频前端的接收频率预置为信标频率，带宽设置为最宽，增益设置为最大；

步骤二、超宽带射频前端在设定的频率范围内接收来自LNB下变频后的中频输入信号，将信号进行放大、滤波、下变频到零中频信号后，通过ADC进行数字化处理，最后输出到数字信号处理模块；

步骤三、数字信号处理模块中的频率计算模块通过其内部软件对接收到的数字信号进行快速傅里叶变换，得到接收信号的数字频谱，同时，计算信号数字频谱中幅度最大值频率点对应的具体频率值，一起发送到功率计算模块中，功率计算模块通过其内部软件计算接收信号数字频谱中幅度最大值频率点对应的具体功率值和信噪比；

步骤四、如功率计算模块判断信噪比≥6dB，则代表已经搜索到信标信号，数字信号处理模块转入锁定模式；否则，返回步骤二继续搜索；

步骤五、频率计算模块通过控制接口模块向射频前端发出频率调整指令，降低超宽带射频前端的频率带宽和ADC的采样频率，然后，频率计算模块根据射频前端最新采集的信号，重新计算已锁定频带内接收信号的数字频谱，同时，重新计算信号数字频谱中幅度最大值频率点所对应的具体频率值，并一起发送到功率计算模块中，功率计算模块对重新接收到的信号数字频谱中幅度最大值频率点对应的具体功率值和信噪比进行计算；

步骤六、如计算出的功率值已经饱和，即超出射频前端AD模块的最大处理幅度值，则功率计算模块通过控制接口模块发送增益调整指令，对超宽带射频前端的增益进行调整，直至找到一个合适的增益电压值，使超宽带射频前端工作在最优状态，随后，功率计算模块重新计算调整后射频前端信号数字频谱中已锁定频带内幅度最大值频率点所对应的具体功率值和信噪比；

步骤七、如功率计算模块判断信噪比≥10dB，则代表锁定信号的质量满足要求，控制接口模块输出已锁定频带内幅度最大值频率点所对应的频率值和功率值信息到外界天线控制器，否则，返回步骤二重新搜索信号。

2.根据权利要求1所述的基于软件无线电的超宽带数字卫星信标接收方法，其特征在于，所述步骤二中，输入信号由超宽带射频前端中的可变增益放大器进行信号放大，由正交混频器和本振信号进行混频，降频为零中频信号后分解为I、Q两路，I、Q两路信号分别经过I路放大器和Q路放大器放大，经I路滤波器和Q路滤波器分别滤波，然后通过I路ADC和Q路ADC分别进行数字采样，最后输出到数字信号处理模块中。

3.根据权利要求1所述的基于软件无线电的超宽带数字卫星信标接收方法，其特征在于，所述步骤五中，频率调整方式为将频率带宽减小到计算得到的信号数字频谱幅度最大值频率点所对应的频率值的5～8倍，ADC采样频率减小为计算得到信号数字频谱幅度最大值频率点所对应的频率值的10～16倍。

4.根据权利要求1所述的基于软件无线电的超宽带数字卫星信标接收方法，其特征在于，所述步骤六中，增益调整方式为由高到低按级进行增益调整，先选择最高增益，搜索并跟踪到信号后，如果信号幅度过大，则依次降低增益。

5.根据权利要求4所述的基于软件无线电的超宽带数字卫星信标接收方法，其特征在于，每级的增益调整范围为10dB。

6.一种根据上述权利要求1所述基于软件无线电的超宽带数字卫星信标接收方法制成的接收机，其特征在于，包括信号相互连通的超宽带射频前端和数字信号处理模块，以及为二者提供电源的电源模块；

所述超宽带射频前端包括信号连通的可变增益放大器和正交混频器以及连接在正交混频器上的本振，还包括一路串联在正交混频器输出端上的I路放大器、I路滤波器和I路ADC，以及另一路串联在正交混频器输出端上的Q路放大器、Q路滤波器和Q路ADC；

所述数字信号处理模块包括顺序连通的频率计算模块、功率计算模块，以及分别与频率计算模块、功率计算模块相连的控制接口模块；

所述可变增益放大器接收数字信号处理模块发送的增益预置或调整指令，对接收到的输入下变频后的中频信号进行可变增益放大；

所述本振接收数字信号处理模块发送的频率预置或调整指令，与正交混频器一起对接收到的输入下变频后的中频信号进行混频，将可变增益放大器的输出信号进一步降频为零中频信号，并分解为I、Q两路；

所述I路放大器、I路滤波器、I路ADC以及Q路放大器、Q路滤波器、Q路ADC分别对正交混频器输出的I路信号和Q路信号进行放大、滤波和数字采样处理，并输出I、Q两路数字信息到数字信号处理模块中；

所述频率计算模块以快速傅里叶变换为基础，得到接收信号的数字频谱，计算信号数字频谱中幅度最大值频率点所对应的具体频率值，一起发送到功率计算模块中，并通过控制接口模块向超宽带射频前端发出频率调整指令；

所述功率计算模块计算接收到的信号数字频谱中幅度最大值频率点所对应的具体功率值和信噪比，判断功率值是否饱和以及信噪比是否满足要求，并通过控制接口模块向超宽带射频前端发出增益调整指令；

所述控制接口模块负责数字信号处理模块与超宽带射频前端以及外界天线控制器之间的信息传输。