[發(fā)明專利]一種小型化電磁傳感器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810072825.2
• 申請(qǐng)日: 2018-01-25
• 公開（公告）號(hào): CN108106640A
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊建喜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京星航信通科技有限公司
• 主分類號(hào): G01D5/12
• 分類號(hào): G01D5/12;H04B1/40
• 代理公司: 北京細(xì)軟智谷知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11471
• 代理人: 張丹

1.一種小型化電磁傳感器，其特征在于，包括：頻率綜合器及依次相接的寬帶天線、射頻前端模塊、中頻處理模塊和輸出接口，其中，

所述寬帶天線用于感應(yīng)空間電磁信號(hào)；所述射頻前端模塊包括采用鍵合技術(shù)集成在同一芯片上的射頻開關(guān)陣列和多個(gè)射頻通道，所述射頻開關(guān)陣列用于將不同頻率的空間電磁信號(hào)分別接入到不同的射頻通道，任一所述射頻通道內(nèi)設(shè)有一混頻器，所述混頻器用于將該射頻通道內(nèi)的空間電磁信號(hào)下變頻為一特定頻率的中頻信號(hào)；所述頻率綜合器用于在所述中頻處理模塊的控制下為各射頻通道提供下變頻的本地振蕩信號(hào)；

所述中頻處理模塊用于將所述特定頻率的中頻信號(hào)下變頻為基帶數(shù)字信號(hào)，并對(duì)所述基帶數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理以輸出空間電磁信號(hào)的特性信息；其中，所述空間電磁信號(hào)的特性信息包括：頻率、幅值和相位。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型化電磁傳感器，其特征在于，任一所述射頻通道內(nèi)還設(shè)有帶通濾波器、低噪放大器、可變?cè)鲆娣糯笃骱偷屯V波器；所述帶通濾波器、低噪放大器、混頻器、可變?cè)鲆娣糯笃骱偷屯V波器依次相接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的小型化電磁傳感器，其特征在于，所述射頻開關(guān)陣列包括第一射頻開關(guān)陣列和第二射頻開關(guān)陣列，其中，

所述第一射頻開關(guān)陣列的輸入端與所述寬帶天線相連，輸出端與各射頻通道的帶通濾波器相連；所述第二射頻開關(guān)陣列的輸入端與各射頻通道的低通濾波器相連，輸出端與所述中頻處理模塊相連；

所述第一射頻開關(guān)陣列用于將不同頻率的空間電磁信號(hào)分別接入到不同的射頻通道；所述第二射頻開關(guān)陣列用于按預(yù)設(shè)時(shí)序?qū)⒏魃漕l通道輸出的特定頻率的中頻信號(hào)輸送給所述中頻處理模塊。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的小型化電磁傳感器，其特征在于，所述中頻處理模塊包括射頻收發(fā)器及與所述射頻收發(fā)器相連的處理器，其中，

所述射頻收發(fā)器用于接收各射頻通道輸送的特定頻率的中頻信號(hào)，并將所述特定頻率的中頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為基帶數(shù)字信號(hào)輸出給所述處理器；所述處理器用于對(duì)所述基帶數(shù)字信號(hào)進(jìn)行分析運(yùn)算，并輸出空間電磁信號(hào)的特性信息。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的小型化電磁傳感器，其特征在于，所述處理器包括：

加窗模塊，用于對(duì)所述射頻收發(fā)器輸出的基帶數(shù)字信號(hào)進(jìn)行加窗運(yùn)算，得到特定時(shí)域范圍內(nèi)的基帶數(shù)字信號(hào)；

FFT模塊，用于對(duì)所述特定時(shí)域范圍內(nèi)的基帶數(shù)字信號(hào)進(jìn)行FFT運(yùn)算，得到頻域響應(yīng)信號(hào)；

取模模塊，用于對(duì)所述頻域響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行取模運(yùn)算，得到空間電磁信號(hào)的頻譜幅度值；

數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊，用于對(duì)所述頻域響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行壓縮，并通過(guò)所述輸出接口發(fā)送給外部設(shè)備。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的小型化電磁傳感器，其特征在于，所述射頻收發(fā)器選用AD9361集成收發(fā)芯片，所述處理器選用ZYNQ7020系列AP-SOC芯片。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的小型化電磁傳感器，其特征在于，所述處理器引出的SPI接口與AD936的SPI控制接口相連接，用于對(duì)AD9361的參數(shù)配置。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的小型化電磁傳感器，其特征在于，所述處理器外接2000MB的DDR芯片，同時(shí)還設(shè)置了SD卡接口；

AD9361的基帶數(shù)據(jù)接口與所述處理器的PL端相連，所述處理器通過(guò)時(shí)序匹配和控制，將接收到的基帶數(shù)字信號(hào)通過(guò)內(nèi)部AXI-DMA所連接的AXI總線發(fā)送給所述DDR芯片。

9.根據(jù)權(quán)利要求1～8任一項(xiàng)所述的小型化電磁傳感器，其特征在于，所述寬帶天線包括用于感應(yīng)低頻空間電磁信號(hào)的環(huán)形天線和用于感應(yīng)高頻空間電磁信號(hào)的圓錐天線。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的小型化電磁傳感器，其特征在于，還包括殼體，所述殼體上設(shè)置有多個(gè)天線接口，所述寬帶天線可插拔地設(shè)置在所述天線接口中；所述射頻前端模塊和中頻處理模塊設(shè)置在所述殼體內(nèi)，所述輸出接口嵌設(shè)在所述殼體上。