1.本发明涉及卫星通信技术领域，具体为基于微处理器和广播信号接收相结合监测卫星信号的电路。
背景技术：2.射频信号在空间传输过程中，由于受到电离层延迟、对流层延迟、太阳黑子运动以及雷暴等极端天气的影响，会造成信号幅度衰减、信号质量恶化，进而影响卫星通信质量，甚至会造成通信中断，因此，设计一种实时监测射频信号的电路，获取实时监测数据，对监测数据进行分析，发现影响射频信号传输的因素，对改善和提高卫星通信质量非常重要。
技术实现要素：3.解决的技术问题
4.针对现有技术的不足，本发明提供了基于微处理器和广播信号接收相结合监测卫星信号的电路，用接收处理模块对卫星广播信号进行放大、滤波和混频处理，得到适合对数检波器处理的70mhz中频信号，经a/d转换电路转换成数字信号，微处理器将数字信号、时间信息和位置信息组合在一起，产生实时监测数据，利用检波电路、a/d转换电路、时钟电路、gps模块和微处理器协调完成射频信号的实时监测，采用混频器、检波器，a/d转换器、时钟电路、gps模块和微处理器组合的方案，实现对射频信号的精确实时监测，完全多级放大对数检波器，动态范围宽，线性斜率大，a/d转换器转换速度快，精度高，实现对小信号的实时监测，gps模块定位快、授时准确，采用usb接口，便于将实时监测数据输出到计算机。
5.技术方案
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于微处理器和广播信号接收相结合监测卫星信号的电路，包括接收处理模块和监控处理模块，所述接收处理模块主要由频率合成器、滤波器、放大器、混频器和检波器组成，所述接收处理模块是完成射频信号的滤波、放大、混频和检波，最终将射频信号转换成电压信号；所述监控处理模块主要由微处理器、a/d转换器、时钟电路、usb接口电路和gps模块组成。
7.在一个优选的实施方式中，所述滤波器为射频信号的接收及滤波处理，所述放大器为射频信号放大处理，所述混频器将经滤波放大后的射频信号与本振信号一起处理产生70mhz的中频信号，所述检波器将70mhz的中频信号转换为电压信号，所述a/d转换器将电压信号转换为数字信号，所述微处理器将数字信号、时间信息和位置信息一起组成实时监测数据，所述usb接口电路为实时监测数据传输的接口。
8.在一个优选的实施方式中，所述处理模块和监控处理模块通过混频器、检波器，a/d转换器、gps模块和微处理器相互配合。
9.在一个优选的实施方式中，所述混频器将射频信号变频到固定70mhz中频信号后再由检波器进行检波处理。
10.在一个优选的实施方式中，所述检波器选用动态范围为-75dbm至+17dbm，线性斜
率为25mv/db，所述a/d转换器为转换速率为1msps，分辨率为12bit。
11.在一个优选的实施方式中，所述gps模块采用每整点定位、校准时钟，每秒输出一幁实时数据。
12.在一个优选的实施方式中，所述usb接口电路与计算机相连接，用户计算机通过usb口与监测设备通信。
13.有益效果
14.本发明提供了基于微处理器和广播信号接收相结合监测卫星信号的电路，具备以下有益效果：用接收处理模块对卫星广播信号进行放大、滤波和混频处理，得到适合对数检波器处理的70mhz中频信号，经a/d转换电路转换成数字信号，微处理器将数字信号、时间信息和位置信息组合在一起，产生实时监测数据，利用检波电路、a/d转换电路、时钟电路、gps模块和微处理器协调完成射频信号的实时监测，采用混频器、检波器，a/d转换器、时钟电路、 gps模块和微处理器组合的方案，实现对射频信号的精确实时监测，完全多级放大对数检波器，动态范围宽，线性斜率大，a/d转换器转换速度快，精度高，实现对小信号的实时监测，gps模块定位快、授时准确，采用usb接口，便于将实时监测数据输出到计算机。
附图说明
15.图1为本发明的硬件电路组成框图。
16.图2为本发明的频率合成器原理图。
17.图3为本发明的滤波、放大、混频及检波原理图。
18.图4为本发明的微处理器工作原理图。
19.图5为本发明的时钟电路和a/d转换电路原理图。
20.图6为本发明的usb接口电路原理图。
具体实施方式
21.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
22.同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
23.以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本技术及其应用或使用的任何限制。
24.对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
25.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
26.本技术实施例可以应用于计算机系统/服务器，其可与众多其它通用或专用计算系统环境或配置一起操作，适于与计算机系统/服务器一起使用的众所周知的计算系统、环境和/或配置的例子包括但不限于：个人计算机系统、服务器计算机系统、瘦客户机、厚客户
机、手持或膝上设备、基于微处理器的系统、机顶盒、可编程消费电子产品、网络个人电脑、小型计算机系统﹑大型计算机系统和包括上述任何系统的分布式云计算技术环境，等等。
27.计算机系统/服务器可以在由计算机系统执行的计算机系统可执行指令 (诸如程序模块)的一般语境下描述。通常，程序模块可以包括例程、程序、目标程序、组件、逻辑、数据结构等等，它们执行特定的任务或者实现特定的抽象数据类型。计算机系统/服务器可以在分布式云计算环境中实施，分布式云计算环境中，任务是由通过通信网络连接的远程处理设备执行的。在分布式云计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备的本地或远程计算系统存储介质上。
28.实施例1
29.参照图1-6，本发明提供一种技术方案：基于微处理器和广播信号接收相结合监测卫星信号的电路，包括接收处理模块和监控处理模块，接收处理模块主要由频率合成器、滤波器、放大器、混频器和检波器组成，接收处理模块是完成射频信号的滤波、放大、混频和检波，最终将射频信号转换成电压信号；监控处理模块主要由微处理器、a/d转换器、时钟电路、usb接口电路和gps模块组成，接收处理模块有利于将天线的射频信号经滤波、放大后，与频率合成器输出的本振信号在混频器里进行混频，产生70mhz的中频信号，中频信号经滤波、放大后进入检波器，最终将中频信号转换为数字信号。
30.其中，滤波器为射频信号的接收及滤波处理，放大器为射频信号放大处理，混频器将经滤波放大后的射频信号与本振信号一起处理产生70mhz的中频信号，检波器将70mhz的中频信号转换为电压信号，a/d转换器将电压信号转换为数字信号，微处理器将数字信号、时间信息和位置信息一起组成实时监测数据，usb接口电路为实时监测数据传输的接口。
31.其中，处理模块和监控处理模块通过混频器、检波器，a/d转换器、gps 模块和微处理器相互配合，时钟电路接收用户初始化的时间，每整点时间，微处理器从gps模块读取时间，为时钟电路校时，时钟电路为实时数据提供时间信息，其与微处理器通过spi口通信；a/d转换芯片将来自检波器的电压信号转换为数字信号，其与微处理器通过spi口通信，微处理器控制频率合成器、时钟电路、a/d转换电路和gps模块，将获取的实时监测数据以每秒一幁的形式通过usb口输出。
32.其中，混频器将射频信号变频到固定70mhz中频信号后再由检波器进行检波处理，10mhz晶振为频率合成器提供频率参考源，微处理器根据广播信道号计算需要给频率合成器送的数据，控制频率合成器产生对应的本振信号，射频信号经滤波放大后，与本振信号一起进入混频器，产生70mhz的中频信号，检波器将70mhz的中频信号转换为电压信号。
33.其中，检波器选用动态为-75dbm，线性斜率为25mv/db，a/d转换器为转换速率为1msps，分辨率为12bit，实现对小信号的实时监测。
34.其中，gps模块采用每整点定位、校准时钟，每秒输出一幁实时数据.
35.其中，usb接口电路与计算机相连接，用户计算机通过usb口与监测设备通信，控制监测设备和取得实时监测数据。
36.实施例2
37.参照图1-6，本发明提供一种技术方案：基于微处理器和广播信号接收相结合监测卫星信号的电路，包括接收处理模块和监控处理模块，接收处理模块主要由频率合成器、滤波器、放大器、混频器和检波器组成，接收处理模块是完成射频信号的滤波、放大、混频和检
波，最终将射频信号转换成电压信号；监控处理模块主要由微处理器、a/d转换器、时钟电路、usb接口电路和gps模块组成，接收处理模块有利于将天线的射频信号经滤波、放大后，与频率合成器输出的本振信号在混频器里进行混频，产生70mhz的中频信号，中频信号经滤波、放大后进入检波器，最终将中频信号转换为数字信号。
38.其中，滤波器为射频信号的接收及滤波处理，放大器为射频信号放大处理，混频器将经滤波放大后的射频信号与本振信号一起处理产生70mhz的中频信号，检波器将70mhz的中频信号转换为电压信号，a/d转换器将电压信号转换为数字信号，微处理器将数字信号、时间信息和位置信息一起组成实时监测数据，usb接口电路为实时监测数据传输的接口。
39.其中，处理模块和监控处理模块通过混频器、检波器，a/d转换器、gps 模块和微处理器相互配合，时钟电路接收用户初始化的时间，每整点时间，微处理器从gps模块读取时间，为时钟电路校时，时钟电路为实时数据提供时间信息，其与微处理器通过spi口通信；a/d转换芯片将来自检波器的电压信号转换为数字信号，其与微处理器通过spi口通信，微处理器控制频率合成器、时钟电路、a/d转换电路和gps模块，将获取的实时监测数据以每秒一幁的形式通过usb口输出。
40.其中，混频器将射频信号变频到固定70mhz中频信号后再由检波器进行检波处理，10mhz晶振为频率合成器提供频率参考源，微处理器根据广播信道号计算需要给频率合成器送的数据，控制频率合成器产生对应的本振信号，射频信号经滤波放大后，与本振信号一起进入混频器，产生70mhz的中频信号，检波器将70mhz的中频信号转换为电压信号。
41.其中，检波器选用动态为-29dbm，线性斜率为25mv/db，a/d转换器为转换速率为1msps，分辨率为12bit，实现对小信号的实时监测。
42.其中，gps模块采用每整点定位、校准时钟，每秒输出一幁实时数据.
43.其中，usb接口电路与计算机相连接，用户计算机通过usb口与监测设备通信，控制监测设备和取得实时监测数据。
44.实施例3
45.参照图1-6，本发明提供一种技术方案：基于微处理器和广播信号接收相结合监测卫星信号的电路，包括接收处理模块和监控处理模块，接收处理模块主要由频率合成器、滤波器、放大器、混频器和检波器组成，接收处理模块是完成射频信号的滤波、放大、混频和检波，最终将射频信号转换成电压信号；监控处理模块主要由微处理器、a/d转换器、时钟电路、usb接口电路和gps模块组成，接收处理模块有利于将天线的射频信号经滤波、放大后，与频率合成器输出的本振信号在混频器里进行混频，产生70mhz的中频信号，中频信号经滤波、放大后进入检波器，最终将中频信号转换为数字信号。
46.其中，滤波器为射频信号的接收及滤波处理，放大器为射频信号放大处理，混频器将经滤波放大后的射频信号与本振信号一起处理产生70mhz的中频信号，检波器将70mhz的中频信号转换为电压信号，a/d转换器将电压信号转换为数字信号，微处理器将数字信号、时间信息和位置信息一起组成实时监测数据，usb接口电路为实时监测数据传输的接口。
47.其中，处理模块和监控处理模块通过混频器、检波器，a/d转换器、gps 模块和微处理器相互配合，时钟电路接收用户初始化的时间，每整点时间，微处理器从gps模块读取时间，为时钟电路校时，时钟电路为实时数据提供时间信息，其与微处理器通过spi口通信；a/d转换芯片将来自检波器的电压信号转换为数字信号，其与微处理器通过spi口通信，微处
理器控制频率合成器、时钟电路、a/d转换电路和gps模块，将获取的实时监测数据以每秒一幁的形式通过usb口输出。
48.其中，混频器将射频信号变频到固定70mhz中频信号后再由检波器进行检波处理，10mhz晶振为频率合成器提供频率参考源，微处理器根据广播信道号计算需要给频率合成器送的数据，控制频率合成器产生对应的本振信号，射频信号经滤波放大后，与本振信号一起进入混频器，产生70mhz的中频信号，检波器将70mhz的中频信号转换为电压信号。
49.其中，检波器选用动态为+17dbm，线性斜率为25mv/db，a/d转换器为转换速率为1msps，分辨率为12bit，实现对小信号的实时监测。
50.其中，gps模块采用每整点定位、校准时钟，每秒输出一幁实时数据.
51.其中，usb接口电路与计算机相连接，用户计算机通过usb口与监测设备通信，控制监测设备和取得实时监测数据。
52.实验例
53.检测实施例1-3检波器动态范围为-75dbm至+17dbm与线性斜率为 25mv/db，a/d转换器为转换速率为1msps，分辨率为12bit，得到以下数据：
[0054][0055]
其中需要特别说明的是当检波器动态范围为-75dbm～-44dbm，线性斜率为 25mv/db，a/d转换器为转换速率为1msps，分辨率为12bit，传输速率为每秒 1000～2000mb；
[0056]
当检波器动态范围为-44dbm～-13dbm，线性斜率为25mv/db，a/d转换器为转换速率为1msps，分辨率为12bit，传输速率为每秒2000～3000mb；
[0057]
当检波器动态范围为-13dbm～+17dbm，线性斜率为25mv/db，a/d转换器为转换速率为1msps，分辨率为12bit，传输速率为每秒1000～20000mb；
[0058]
综上可以得出，本发明中的检波器动态范围为-75dbm至+17dbm，实现了对小信号的实时监测信号强弱情况。
[0059]
本发明的工作原理：
[0060]
监测射频信号的实现电路主要包括：接收处理模块和监控处理模块两部分，接收处理模块主要功能为：10mhz晶振为频率合成器提供频率参考源，微处理器根据广播信道号计算需要给频率合成器送的数据，控制频率合成器产生对应的本振信号；对接收到的信号进行滤波和放大处理；将本振信号和接收信号混频，产生70mhz的中频信号；中频信号经检波器检波处理，将中频信号转换为电压信号送给监控处理模块。
[0061]
监控处理模块主要功能为：控制接收处理模块中的频率合成器产生本振信号；将检波器输出的电压信号转换为数字信号；控制并读取时钟电路的时间信息；控制并读取gps模块的位置信息和定位时间信息；整点给时钟电路校时；将数字信号、时间信息和位置信息组成实时数据信息，通过usb口输出，用户计算机通过usb口与监测设备通信，控制监测设备和取得实时监测数据。
[0062]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
技术特征：1.基于微处理器和广播信号接收相结合监测卫星信号的电路，其特征在于：包括接收处理模块和监控处理模块，所述接收处理模块主要由频率合成器、滤波器、放大器、混频器和检波器组成，所述接收处理模块是完成射频信号的滤波、放大、混频和检波，最终将射频信号转换成电压信号；所述监控处理模块主要由微处理器、a/d转换器、时钟电路、usb接口电路和gps模块组成。2.根据权利要求1所述的基于微处理器和广播信号接收相结合监测卫星信号的电路，其特征在于：所述滤波器为射频信号的接收及滤波处理，所述放大器为射频信号放大处理，所述混频器将经滤波放大后的射频信号与本振信号一起处理产生70mhz的中频信号，所述检波器将70mhz的中频信号转换为电压信号，所述a/d转换器将电压信号转换为数字信号，所述微处理器将数字信号、时间信息和位置信息一起组成实时监测数据，所述usb接口电路为实时监测数据传输的接口。3.根据权利要求1所述的基于微处理器和广播信号接收相结合监测卫星信号的电路，其特征在于：所述处理模块和监控处理模块通过混频器、检波器，a/d转换器、gps模块和微处理器相互配合。4.根据权利要求2所述的基于微处理器和广播信号接收相结合监测卫星信号的电路，其特征在于：所述混频器将射频信号变频到固定70mhz中频信号后再由检波器进行检波处理。5.根据权利要求3所述的基于微处理器和广播信号接收相结合监测卫星信号的电路，其特征在于：所述检波器选用动态范围为-75dbm至+17dbm，线性斜率为25mv/db，所述a/d转换器为转换速率为1msps，分辨率为12bit。6.根据权利要求3所述的基于微处理器和广播信号接收相结合监测卫星信号的电路，其特征在于：所述gps模块采用每整点定位、校准时钟，每秒输出一幁实时数据。7.根据权利要求1所述的基于微处理器和广播信号接收相结合监测卫星信号的电路，其特征在于：所述usb接口电路与计算机相连接。
技术总结本发明涉及卫星通信技术领域，且公开了基于微处理器和广播信号接收相结合监测卫星信号的电路，包括接收处理模块和监控处理模块，接收处理模块主要由频率合成器、滤波器、放大器、混频器和检波器组成，接收处理模块是完成射频信号的滤波、放大、混频和检波，最终将射频信号转换成电压信号；监控处理模块主要由微处理器、A/D转换器、时钟电路、USB接口电路和GPS模块组成，本发明通过设有接收处理模块，用接收处理模块对卫星广播信号进行放大、滤波和混频处理，得到适合对数检波器处理的70MHz中频信号，经A/D转换电路转换成数字信号，微处理器将数字信号、时间信息和位置信息组合在一起，产生实时监测数据。产生实时监测数据。产生实时监测数据。
技术研发人员：张家勋
受保护的技术使用者：中兵通信科技股份有限公司
技术研发日：2022.06.08
技术公布日：2022/11/1
