漏缆安防系统信号接收模块设计与实现

发布时间：2020-06-02 18:47

【摘要】：漏缆安防系统是以一对平行埋地的漏泄同轴电缆作为收发天线进行入侵探测、报警及定位的系统,具有随形安装、隐蔽性高、全天候工作、全方位警戒等优点,该系统在安防行业具有广泛的应用前景。信号接收模块作为该系统信号接收与信号处理的最前端,其性能的好坏直接决定接收信号质量的优劣,从而影响该系统能否完成入侵探测、报警及定位功能,因此设计并实现适用于漏缆安防系统的信号接收模块具有十分重要的意义。本文依托于“基于漏缆的周界入侵探测系统关键技术研究”项目,采用了系统级、电路级、元件级的设计方法,通过方案确定、仿真设计、硬件实现与测试,最终完成适用于漏缆安防系统的信号接收模块。本文主要工作内容如下:1.简要介绍漏缆安防系统的结构与工作原理,对比分析超外差结构、零中频结构、低中频结构、镜频抑制结构及数字中频结构5种接收模块的信号处理过程及优缺点。根据本系统的发射信号特点及采用的信号处理方法,确定采用零中频结构方案进行设计。本系统对信号接收模块提出的指标要求为:工作频率为40MHz、100MHz或200MHz,灵敏度-85dBm,噪声系数≤12dB,动态范围58~72dB,最小载噪比10dB。2.根据信号接收模块的指标,完成信号接收模块各单元的器件选型,并进行链路预算仿真。链路预算仿真与计算结果表明:该接收模块灵敏度-95.98dBm,噪声系数1.02dB,功率增益为66.53dB,最小载噪比10dB,满足漏缆安防系统对信号接收模块提出的指标要求。对链路中低噪声放大器、混频器、基带放大器单元进行电路设计、PCB版图设计、实物制作及测试,测试结果表明实物能满足设计要求。3.对信号接收模块进行功能性测试,并在漏缆安防系统平台上进行实验。对接收信号进行处理,结果表明通过接收模块的信号能够完成定位功能,进而说明本文设计的信号接收模块能够承担信号接收与处理任务,最终适用于漏缆安防系统项目。
【图文】：

漏泄同轴电缆,设备,接收模块

图 1.1 YDPD-LC400 型漏泄同轴电缆周界报警设备接收模块的发展现状收模块技术的应用十分广泛，覆盖了譬如雷达系统、无线通信测绘以及射频识别系统等各个领域[15]，同时各频段的接收模块也它的发展绝不是昙花一现，而是在过去的基础上越发完善，更号接收模块对于漏缆安防系统而言同样十分重要。块出现的标志是金属屑检波器的发明[16]，，之后便出现了接收模里外，接收距离有限。随后人们发现在终端接有两端含大金属射模块，能够大幅度提高接收距离。1906 年，随着石英检波器石英接收模块的诞生，其灵敏度比金属屑检波器接收模块更高真空三极管接收模块取代了这种接收模块，此时检波管从石英三极管[16]。[17]

仿真原理图,仿真原理图,频带,选择性

从而提高系统的灵敏度。3.3 信号接收模块的链路仿真根据选择器件的参数，利用 ADS(Advanced Design System)软件搭建系统级原理图，ADS 电子设计自动化软件是美国安捷伦公司的产品，因为其具有能够对系统、电路和电磁模型进行仿真的强大功能，并且具有方便、高效及精确的优点[46]，从而利用该软件能够对整个链路进行频带选择性仿真、增益预算仿真、频谱仿真、链路预算仿真等[52]，根据这些仿真结果可以对接收模块设计提供一定的理论指导。3.3.1 频带选择性仿真频带选择性仿真的系统原理图如图 3.2 所示，在 ADS 软件中利用 S 参数仿真控制器对变频器前端低噪声放大器和带通滤波器的频率选择性进行分析。本文设计的漏缆安防系统使用载波频率为 40MHz、100MHz、200MHz 的单载频脉冲周期信号。在原理图中通过对滤波器的参数进行调整，可以观察到其频带选择的变化。
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN911.7

【参考文献】