基于AD9361的手持监测侦察接收机

2019-10-17来源: 科创论坛关键字:AD9361  接收机

    

上次测量了AD9361的抗阻塞性能(https://bbs.kechuang.org/t/82167),原本听各路大神说坑多,除非加上复杂的预选器否则根本没法用,但实测结果推翻了各路“大神”的说法。

从测试来看,性能虽然不算太好,但也算是可以的。除非高档监测接收机,普通接收机如果不开衰减,基本无法抵抗0dBm量级的阻塞信号,比如无线电爱好者常用的几款手持接收机也就能扛-10dBm水平。我测过罗德施瓦茨上一代高档监测接收机,在既不开前放,也不开衰减的前提下,阻塞电平通常在10dBm数量级(似乎这些设备在混频器前都有一级不能旁路的放大)。但这样的抗阻塞性能下,整机噪声系数在20-25dB左右。而9361在-2dBm阻塞电平时的噪声系数可能还比这个好(有待实测)。

所以我和小伙伴们产生了一个想法:能不能用9361之类芯片做一款手持接收机?由于9361是模拟零中频数字化方案,可能镜像稍大,但作为接收机来说足够了。

功耗方面,假设数字信号处理电路(FPGA等)耗电3W,9361耗电1.5W,其它杂七杂八耗电1.5W,功耗能控制到6W以内。对于现代的锂电池而言,如果采用901那样的两并两串,即可工作6小时以上,实际上如果控制好算法复杂度,9361也只开基本的功能,整机功耗有控制到4W的希望,这样就能干10小时,已经相当实用了。

由于9361有较大的出货量,目前人民币价格在350元左右。如果嫌贵,还可以用9363,不到200元。如果对接收的处理带宽要求不高,一百来元的FPGA就应该能胜任,不过解调要想做灵活,还是要借助CPU。从核心器件的成本来看,总的硬件成本应该不算离谱,最终的产品,大家应该都玩得起。

通过软件的工作,这台监测侦察接收机应该能够实现所有模拟模式,和所有能找到解码方法的数字通话(比如所有公开销售的数字对讲机)的监测解调。根据处理带宽的不同,还能提供一定宽度的FFT频谱显示。想起来就觉得好玩。

希望大家交流一下想法,看看这坑要怎么挖。

经过小伙伴们一个星期奋斗,完成了接收机的基本系统方案。然后,第一步,就是做结构设计了。


下个星期应该能做完信号预算,开始画原理图。

由于9361没有找到模型,用9371来计算试试(注意,9371的射频特性相比9361有重大变化,通俗而言可以认为9371是直接怼混频器,没有LNA,所以噪声大得多,但截点高得多,给前级设计留下了更大的发挥空间)。在要求阻塞电平为0dBm时(假设比信号通路中最低的1dB压缩点再低6dB),整机噪声系数为33dB。


当要求尽量高的灵敏度时,必须采用LNA,否则噪声几乎不会低于20dB。如果采用20dB左右的LNA,放置在预选器之后,则可以把在噪声控制在 6dB,如果不考虑输入电路的3dB插损,则为4dB。但阻塞电平在-30dBm以下。


其余指标赶不上精心设计的超外差16位机,不过做监测侦察是够了。

使用9361的话,经手工计算,本坑不需要外加LNA。

这个星期完成了框图,原理图也已经初见规模。这个框图需要冥思苦想,不过说透了其实挺简单的,主要是起一个理清思路的作用。当然原理图还是相当相当麻烦。
如下图,端口进来后先经过电子衰减器,然后经开关分4路。其中三路是接收(9361一个通道刚好三组接收,可以不用再合成一路了)。这三路分三段频率,经过滤波器预选。低频段经过混频器提升到中频,解决9361无法工作到低频的问题。
混频器的本振,就直接用9361的发射输出了,可省一组振荡器。
最后,9361的发射还空闲一路,不用白不用,也接到电子开关上。必要的时候,这个机器可以做信号源使用,如果嫌功率不够,外部放大即可。


9361的数据接到FPGA中,选用ZYNQ的7020,价格便宜量又足,当然比消费级的芯片还是贵。数据打算用USB3。0输出,7020如果有处理不了的复杂任务,可以把IQ传给PC来处理。
经过这样设计,可以说是压榨了9361的绝大部分资源,灵活性也不错,堪称完美


关键字:AD9361  接收机 编辑:北极风 引用地址:http://news.pyfle.com/FPGA/ic477522.html 本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。

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