L波段射頻采集存儲回放系統
1.簡介
L波段采集回放系統是一套便攜式模擬數字采集系統，該系統主要由射頻輸入模塊、中頻接收回放模塊、FPGA信號處理單元、服務器系統和存儲單元等組成。L波段采集回放系統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。將采集的射頻數據通過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據進行重構播放。本設備主要用于記錄試驗現場數據并具有類示波器顯示能力及數據導出能力，支持長時間不間斷采集及事后數據分析和處理。L波段采集回放系統是衛星、雷達等應用的理想工具。
2.規格
?釆集通道數：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固態盤；
?回放通道數 ：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)；
?歷史數據歸檔、圖形化顯示、檢索；
?提供遠程網絡控制接口和代碼；
?Windows操作系統（也可支持Linux系統）；
?標準19英寸機架安裝。
3.應用領域
衛星信號接收
衛星信號模擬
無信信號分析
軟件無線電測試
4.系統框圖
5.硬件系統描述
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：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：≤4dB；（最大增益狀態測試）
?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 中頻收發模塊
寬帶中頻收發模塊規格：
?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數字下變頻DDC、濾波實時算法；
?標準PCIe3.0x8總線。
算法實現框架：
5.3 計算機系
?標準4U機架式工控機系統
?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，數量2
?電源工業級ATX電源 額定功率800W
?系統盤 SSD 1TB
?數據存儲盤：SSD 16TB
?歷史數據歸檔、圖形化顯示、檢索；
?提供遠程網絡控制接口和代碼；
?Windows操作系統（也可支持Linux系統）。
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；
數據處理層，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、數據傳輸功能。
上位機軟件界面示例如下：
5.5.測試數據
采集性能指標：
回放數據性能測試：
6. 產品形態
便攜機形態：
