1.简介

L波段采集回放系统是一套便携式模拟数字采集系统，该系统主要由射频输入模块、中频接收回放模块、FPGA信号处理单元、服务器系统和存储单元等组成。L波段采集回放系统的功能主要用于采集950MHz~2150MHz模拟量射频信号的采集、存储记录与回放，采集与回放信号瞬时带宽高达500MHz。将采集的射频数据通过PCIe接口存储至计算机磁盘阵列，并通过万兆光纤接口发送至本地服务器；除此，可以自定义或把存至本地服务器的数据进行重构播放。本设备主要用于记录试验现场数据并具有类示波器显示能力及数据导出能力，支持长时间不间断采集及事后数据分析和处理。L波段采集回放系统是卫星、雷达等应用的理想工具。

2.规格

?釆集通道数：2；

?釆集信号频率:950MHz~2150MHz；

?釆集信号带宽：500MHz/250MHz/125MHz/40MHz/20MHz/10MHz任意可选；

?采样位宽：14bit（@信号带宽≤40MHz）；

?釆集存储容量：16T/32T/64T固态盘；

?回放通道数 ：2；

?回放信号频率: 950MHz?2150MHz；

?回放信号带宽:500MHz/250MHz/125MHz/40MHz/20MHz/ 10MHz可选；

?回放位宽:16Bit（@信号带宽≤40MHz)；

?历史数据归档、图形化显示、检索；

?提供远程网络控制接口和代码；

?Windows操作系统（也可支持Linux系统）；

?标准19英寸机架安装。

3.应用领域

?

卫星信号接收

卫星信号模拟

无信信号分析

软件无线电测试

4.系统框图

5.硬件系统描述

5.1 射频

射频单元设计成高性能三级超外差下变频器，旨在满足诸如射频仪器，无线通信，卫星链路，软件定义无线电和信号性能等要求苛刻的应用。采用LVTTL电平的异步串口进行通信控制，用户端为主机、下变频器为从机。

射频下变频模块指标：

?下变频器通道数：2；

?输入射频信号频率范围：950~2150MHz；

?输入射频信号功率范围：-80~0dBm；

?变频本振步进：10MHz；

?输出中频信号频率范围：200~700MHz；

?输出中频信号功率范围：-10~0dBm；

?变频通道瞬时带宽：500MHz；

?链路增益范围：0~80dB；

?链路增益步进：0.5dB；

?噪声系数：≤4dB；（最大增益状态测试）

?输出信号杂散抑制度：典型值60dBc，最差值55dBc；（最大增益状态测试）

?输出信号带内谐波抑制度：≥60dBc；

?输入端口驻波比：＜2.0；

?输出端口驻波比：＜2.0；

?本振相位噪声：优于-92dBc/Hz@1kHz；

内部连接图：

射频模块原理框图：

本振相位噪声：

上位机控制接口：

5.2 中频收发模块

宽带中频收发模块规格：

?高分辨率高采样率ADC+DAC 板卡；

?2 路 14 位 2.4GS/s 的 A/D 通道输入；

?2 路 16 位 4.8GS/s D/A 通道输出；

?全功率模拟-3dB 输入带宽可达 9GHz；

?高性能FPGA，采用Xilinx Kintex UltraScale XCKU115-FLVA1517；

?采样信号带宽：500MHz/250MHz/125MHz/40MHz/20MHz/10MHz可选；

?回放信号带宽：500MHz/250MHz/125MHz/40MHz/20MHz/10MHz可选；

?FPGA数字下变频DDC、滤波实时算法；

?标准PCIe3.0x8总线。

算法实现框架：

5.3 计算机系

?标准4U机架式工控机系统

?采用服务器主板架构

?CPU：Intel i9-10900X 主频3.7GHZ，10核20线程

?主板 ：工作站主板

?内存：32GB DDR4 3600 单条16GB，数量2

?电源工业级ATX电源 额定功率800W

?系统盘 SSD 1TB

?数据存储盘：SSD 16TB

?历史数据归档、图形化显示、检索；

?提供远程网络控制接口和代码；

?Windows操作系统（也可支持Linux系统）。

5.4 软件

架构设计包括：

驱动层，主要给上层应用提供驱动接口，包括打开设备、关闭设备、DMA中断、启动DMA、DMA读、DMA写；

软件接口层，主要给上层应用提供接口调用，包括打开板卡、关闭板卡、初始化板卡、读寄存器、写寄存器；

数据处理层，主要给上层应用提供软件配置功能，包括偏置设置、触发设置、时钟配置、采集模式设置、DMA传输块设置、采样率设置等；

展示层，主要完成时域波形、频域波形的显示功能；

通信控制层，主要完成远程控制、数据传输功能。

上位机软件界面示例如下：

5.5.测试数据

采集性能指标：

回放数据性能测试：

6. 产品形态

便携机形态：