[發明專利]一種用于接收GSM-R信號的接收裝置

有效

• 申請號: 201210564097.X
• 申請日: 2012-12-21
• 公開（公告）號: CN103001687A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 賽景波;劉霄;劉杰;佟秋薇;李志敏;劉瑞;褚丹丹
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: H04B7/08
• 分類號: H04B7/08;H04B1/16
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 吳蔭芳

1.一種用于接收GSM-R信號的接收裝置，其特征在于，該GSM-R接收裝置由兩個通道和控制單元組成，兩個通道分別是上行信號接收通道和下行信號接收通道；

上行信號接收通道接收的信號頻率范圍為885MHz-889MHz，上行信號接收通道由6個模塊構成，分別是上行信號接收天線（101）、上行信號聲表面波濾波器模塊（102）、上行信號低噪聲放大器模塊（103）、上行信號UHF接收機模塊（104）、上行信號中頻濾波器模塊（105）和上行信號中頻放大器模塊（106）；上行信號接收天線（101）采用接收頻段在800-900MHz的單鞭天線，接收885MHz-889MHz上行頻段的信號；上行信號聲表面濾波器模塊（102）由聲表面濾波器和匹配網絡組成，聲表面濾波器采用中心頻率為881.5MHz，帶寬為25MHz的帶通濾波器，匹配網絡由電容C3和電感L3組成，聲表面濾波器接收上行信號接收天線（101）發來的信號經匹配網絡發送至上行信號低噪聲放大器模塊（103），電容C3串聯在聲表面波濾波器輸出端與低噪聲放大器輸入端的信號通路中，電感L3并聯在聲表面波濾波器輸出端與低噪聲放大器輸入端的信號通路中；上行信號低噪聲放大器模塊（103）由低噪聲放大器和輸出端匹配網絡構成，低噪聲放大器采用噪聲系數為1.51dB，增益范圍17.9dB-15dB的低噪聲放大器，該低噪聲放大器輸出三階交調截取點為37dBm，工作頻率范圍為50MHz-3GHz，輸出端匹配網絡由電容C15和電感L5組成，低噪聲放大器接收上行信號聲表面濾波器模塊（102）發送的信號，經輸出端匹配網絡發送至上行信號UHF接收機模塊（104），電容C15串聯在低噪聲放大器輸出端和UHF接收機輸入端的信號通路中，電感L5并聯在低噪聲放大器輸出端和UHF接收機輸入端的信號通路中；上行信號UHF接收機模塊（104）包括的UHF接收機及其外圍的匹配電路，UHF接收機集成了低噪聲放大器和混頻器，通過UHF接收機的3腳信號輸入端，將經上行信號低噪聲放大器模塊（103）的輸出信號輸入到集成在UHF接收機中的低噪聲放大器，完成信號的第二次放大，將UHF接收機中的低噪聲放大器輸出的信號經UHF接收機的混頻器完成信號的下變頻，從UHF接收機的28腳中頻信號輸出端輸出中頻信號，UHF接收機由SPI總線配置為high-side模式，high-side模式作為混頻器的工作模式，該模式下混頻器輸出的中頻信號的頻率=本地振蕩器輸出信號的頻率-UHF接收機中混頻器的輸入信號的頻率，其中UHF接收機中混頻器的輸入信號的頻率即UHF接收機中低噪聲放大器輸出信號的頻率，UHF接收機模塊（104）中外圍匹配電路包括調諧電感，元件L13作為調諧電感，并聯在UHF接收機的模擬輸入引腳10和模擬輸入引腳11，采用6.5nH-6.8nH的電感；上行信號中頻濾波器模塊（105）包括中頻濾波器及匹配網絡，中頻濾波器采用中心頻率為10.7MHz的陶瓷濾波器，中頻濾波器的帶寬為230KHz，匹配網絡包括中頻濾波器的輸入端阻抗匹配網絡以及輸出端阻抗匹配網絡，輸入端阻抗匹配網絡包括電容C37和電阻R17，電容C37串聯在UHF接收機中頻輸出端與中頻濾波器之間的信號通路上，電阻R17并聯在UHF接收機中頻輸出端與中頻濾波器之間的信號通路上，輸出端阻抗匹配網絡包含電感L17和電容C59，電感L17串聯在中頻濾波器與中頻放大器之間的信號通路上，電容C59并聯聯在中頻濾波器與中頻放大器之間的信號通路上，完成中頻濾波器的輸出端阻抗匹配，上行信號UHF接收機模塊（104）輸出的下變頻信號經過中頻濾波器的輸入端阻抗匹配網絡后進入中頻濾波器濾波，再經輸出端阻抗匹配網絡發送至上行信號中頻放大器模塊（106）；上行信號中頻放大器模塊（106）由增益為16.5dB，工作頻段為DC-1000MHz，噪聲系數為3dB的中頻放大器級聯構成，中頻放大器模塊采用3級級聯的方式；

下行信號接收通道接收的信號頻率范圍為930MHz-934MHz，下行信號接收通道由6個模塊構成，分別是下行信號接收天線（108）、下行信號聲表面波濾波器模塊（109）、下行信號低噪聲放大器模塊（110）、下行信號UHF接收機模塊（111）、下行信號中頻濾波器模塊（112）和下行信號中頻放大器模塊（113）；下行信號接收天線（108）采用接收頻段在900-1000MHz的單鞭天線，接收930MHz-934MHz下行頻段的信號；下行信號聲表面濾波器模塊（109）由聲表面濾波器和匹配網絡組成，聲表面濾波器采用中心頻率為942.5.5MHz，帶寬為35MHz的帶通濾波器，匹配網絡由電容C1和電感L1組成，聲表面濾波器接收下行信號接收天線（108）發來的信號經匹配網絡發送至下行信號低噪聲放大器模塊（110），電容C1串聯在聲表面波濾波器輸出端與低噪聲放大器輸入端的信號通路中，電感L1并聯在聲表面波濾波器輸出端與低噪聲放大器輸入端的信號通路中；下行信號低噪聲放大器模塊（110）由低噪聲放大器和輸出端匹配網絡構成，低噪聲放大器采用噪聲系數為1.51dB，增益范圍17.9dB-15dB的低噪聲放大器，該低噪聲放大器輸出三階交調截取點為37dBm，工作頻率范圍為50MHz-3GHz，輸出端匹配網絡由電容C7和電感L6組成，低噪聲放大器接收上行信號聲表面濾波器模塊（110）發送的信號，經輸出端匹配網絡發送至上行信號UHF接收機模塊（111），電容C7串聯在低噪聲放大器輸出端和UHF接收機輸入端的信號通路中，電感L6并聯在低噪聲放大器輸出端和UHF接收機輸入端的信號通路中；下行信號?UHF接收機模塊（111）采用的是UHF接收機及其外圍的匹配電路，UHF接收機集成了低噪聲放大器和混頻器，通過UHF接收機的3腳信號輸入端，將經上行信號低噪聲放大器模塊（110）的輸出信號輸入到集成在UHF接收機中的低噪聲放大器，完成信號的第二次放大，將UHF接收機中的低噪聲放大器輸出的信號經UHF接收機的混頻器完成信號的下變頻，從UHF接收機的28腳中頻信號輸出端輸出中頻信號，UHF接收機由SPI總線配置為low-side模式，low-side模式作為混頻器的工作模式，該模式下混頻器輸出的中頻信號的頻率=?UHF接收機中混頻器的輸入信號的頻率-本地振蕩器輸出信號的頻率，其中UHF接收機中混頻器的輸入信號的頻率即UHF接收機中低噪聲放大器輸出信號的頻率，UHF接收機模塊（111）中外圍匹配電路包括調諧電感，元件L11作為調諧電感，并聯在UHF接收機的模擬輸入引腳10和模擬輸入引腳11，采用4.7nH-5.1nH的電感；下行信號中頻濾波器模塊（112）包括中頻濾波器及匹配網絡，中頻濾波器采用中心頻率為10.7MHz的陶瓷濾波器，中頻濾波器的帶寬為230KHz，匹配網絡包括中頻濾波器的輸入端阻抗匹配網絡以及輸出端阻抗匹配網絡，輸入端阻抗匹配網絡包括電容C38和電阻R16，電容C38串聯在UHF接收機中頻輸出端與中頻濾波器之間的信號通路上，電阻R16并聯在UHF接收機中頻輸出端與中頻濾波器之間的信號通路上，輸出端阻抗匹配網絡包含電感L16和電容C58，電感L16串聯在中頻濾波器與中頻放大器之間的信號通路上，電容C58并聯聯在中頻濾波器與中頻放大器之間的信號通路上，完成中頻濾波器的輸出端阻抗匹配，下行信號UHF接收機模塊（112）輸出的下變頻信號經過中頻濾波器的輸入端阻抗匹配網絡后進入中頻濾波器濾波，再經輸出端阻抗匹配網絡發送至上行信號中頻放大器模塊（113）；下行信號中頻放大器模塊（113）由增益為16.5dB，工作頻段為DC-1000MHz，噪聲系數為3dB的中頻放大器級聯構成，中頻放大器模塊采用3級級聯的方式；

控制單元通過控制UHF接收機進行信道選擇。