Wideband全频点北斗信号模拟器

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所属分类:信号模拟

Wideband全频点北斗信号模拟器 Wideband全频点北斗信号模拟器

 

LabSat 3 Wideband是一种具有3个独立可调节宽带通道的RF信号录制和回放系统。它可录制和回放大多数GNSS信号,甚至包括少量非GNSS信号。三个RF通道全部共用一个共同采样速率,可从10MHz调节至60MHz。

每个信号可选择1、2或3比特I和Q信号量化。根据通道带宽和量化组合情况,LabSat 3 Wideband会调节可用的RF通道数量,以将录制数据带宽保持在一个能确保连续文件传送的速率范围内。

由于宽带录制允许每个RF通道捕获多GNSS频率,LabSat 3 Wideband 的配置流程就涉及到选择最适合捕获所需GNSS信号的频段。LabSat 3 Wideband 的作用方式是仅显示适合所选带宽的GNSS频段频率。可选SatGen软件包能根据用户定义的轨迹生成模拟卫星信号,让待执行的测试可模拟全球任何时间、日期或地点。

产品特点

  • 可录制高达56Mhz的宽带宽
  • 紧凑、轻便和易携带
  • 完全独立
  • 三个频率组/通道
  • 电池续航长达2小时
  • 易于使用的一键录制
  • 2、4或6比特捕获

LabSat 3 Wideband 支持众多适用于汽车、航空航天和高精度RTK测量及车辆控制等行业的强大功能。它包含多达三个RF通道,可用于多星座测试、RS232 录制、双CAN总线录制、数字事件捕获和惯性传感器记录。

运行原理

系统概览

LabSat 3 Wideband包含许多录制和回放模块,以及一个高精度时钟生成器,均由一个CPU和FPGA控制。

Wideband全频点北斗信号模拟器

 

时钟生成

为确保同步,所有关键系统时钟均由单个低噪音时钟合成器生成。该系统从内部TCXO或可选OCXO或外部时钟输入端口获取参考输入,在LabSat3 Wideband 内生成所需的全部时钟频率。

录制

LabSat 3 Wideband的录制和回放版本具有1至3个录制模块,具体取决于装置类型。每一个此类模块均可设置为1、2或3位量化,RF输入可在一个装置内的所有录制模块间分割。
每个录制模块均具有以下阶段:

  • 一个增益为8dB的LNA(低噪音放大器)。
  • 一个生成所需信号中心频率的本机振荡器。
  • 一个可将RF输入转换为基带I和Q信号的正交混频器。
    每个 I 和 Q 信号随后均穿过:
  • 一个低通基带滤波器。
  • 一个动态范围为72dB的自动增益控制(AGC),运行期间16至256个样本。
  • 一个具有高达60Mhz可变采样频率的3位ADC。
    采集到的I和Q样本先在FPGA内缓冲,然后传送至系统CPU以保存在内部SSD上。每个录制通道的中心频率可单独设置,从而可根据要求调节带宽和比特等级,让任一通道均可捕获一系列GNSS频率。

回放

根据装置类型,LabSat 3 Wideband 的所有型号均具有1至3个回放模块。每个回放模块均自动设置为1、2或3比特I和Q量化,以便与录制的信号匹配。在回放期间,I和Q数据从储存媒介读取,并被缓冲至FGPA。FPGA随后将这些样本按照要求的速率传送至回放模块。
每个回放模块均具有以下阶段:

  • 两个运行频率高达60Mhz的DAC,它们将I和Q数据转换为模拟信号。
  • 一个生成所需信号中心频率的本机振荡器。
  • 一个将I和Q信号组合为所要求频率的单个信号的正交调制器。
  • 一个可提供0至90dB衰减量的可变衰减器。
    每个回放阶段的输出均被组合、过滤和进一步衰减,以使信号等级达到GNSS信号范围通常具有的高端位置。最后得到的信号在LabSat3 Wideband上的RF输出端口与用于监控信号的内部GNSS接收器之间分拆。
    在录制阶段,每个通道的中心频率均自动设置,确保了不同录制设置的灵活性。由于每个通道拥有独立可调的可变衰减器,因此可根据需要改变一段录制内容中不同星座的相关信号等级。
    使用注意事项
    录制
    与任何电子设备一样,LabSat 3 Wideband输出少量其它的RF能量。由于GNSS信号的微弱性,建议将包括LabSat 3 Wideband在内的任何电气设备均尽可能远离任何GNSS天线放置,并保持低于天线接地面水平线。
    信号等级
    如上所示,录制路径包含一个AGC阶段。由于可能的输入信号等级范围较宽,需要该阶段来保持输入信号处于适合数字化的等级。由于GNSS信号和噪音均同等放大,因此该流程对于所录制信号的SNR等级没有影响。但由于此输入信号的规范化过程,输出的RF信号强度对于设定的衰减等级将恒定不变,因此不会准确体现所录制的绝对信号等级。
    信号SNR
    理想情况下,由于信号和带内噪声均被录制和回放,一个所录制和回放的GNSS信号的SNR将与观测实时信号时所见的相同。遗憾的是,由于录制和回放系统的量化本质,所观测到的信号强度将不可避免地会有所降低。
    技术规格:
LabSat 3 Wideband
星座数量 GPS L1、L2、L5;

Galileo E1、E5a/b、E6;

GLONASS L1、L2、L3;

北斗 B1、B2、B3;

QZSS L1、L2、L5;

IRNSS L5;

带内 SBAS;

用户定义的频带,例如Iridium和SiriusXM Radio

输出信号级别 可调节-73dBm至-160dBm
RF 通道 3
RF 通道 1 中心 频率 可选择
RF 通道 2 中心 频率 可选择
RF 通道 3 中心 频率 可选择
观测到的卫星数量 全部可见
取 样频率 10、30、56MHz
带宽 10MHz、30MHz(3个通道) 56Mhz(2个通

道)

量子化 1、2或3位(I&Q)
数据格式 I&Q
额外记录 2个CAN通道、2个数字化通道、1个RS232

通道

可拆除式电池组
附带媒体储存器 1TB SSD和8GB SD卡(SD卡仅用于固件升级)
有源天线电源 3.26 v
基准振荡器 10 MHz OCXO +/- 0.3 ppm
运行电压 8v 至 30 VDC
尺寸 167mmx128mmx46mm
重量 1.2 kg

Wideband 结构图
LabSat 3 Wideband 尺寸(毫米)

 

Wideband全频点北斗信号模拟器

连接
名称 连接 描述
电源 2引脚LEMO 8至30VDC电源输入
主机 USB USB 用于连接USB储存装置
以太网 RJ45 远程存取和控制(详情请联系当地经销商
USB USB NMEA 输出。(需要PC驱动器,请参阅LabSat网站)
RF输出 SMA 用于连接至所测试接收器的RF信号回放输出
RF输入 SMA 来自天线的RF信号输入
REF输入 SMA 10MHz 基准时钟输入和输出
扩展 36 路 MDR 1-PPS、NMEA、数字 I/O、CAN 总线、RS232

扩展端口 36 路 MDR 型连接器
LabSat 3 Wideband背侧的扩展连接器可用于访问多种信号,包括CAN总线、RS232、1PPS和数字化输入/输出。附件RLACS202用于提供用户信号访问,以便集成至用户的测试系统。引脚功能在用户手册内予以说明。

 

Wideband全频点北斗信号模拟器

 

描述 部件编号
LabSat 3 Wideband 装置
LabSat 3 手提箱 RLACS197
主电源 — Lemo 2W 插头 RLVBACS020
4GB SD 卡 RLACS137
USB3.0 SD 卡读卡器 RLACS204
2 向 Lemo 至 12V 插头线缆 — 2 米 RLCAB010L
带 SMA 接头的 Wideband GNSS 磁性天线 — 3 米 RLACS249
SMA-SMA 线缆 — 1 米 RLCAB071-1
SMA 插头至 MCX 插头线缆 — 1 米 RLCAB082-1
SMA 插头至 MMCX 插头线缆 — 1 米 RLCAB083-1
SMA 插头至 TNC 插头线缆 — 1 米 RLCAB084-1
LabSat 3 Wideband 电池 RLACS229
连接适配器的 LabSat 3 扩展接头(包含螺丝刀) RLACS202
LabSat 3 Wideband 手册 在线
LabSat 3 Wideband 线缆识别表 LS03W-CABIDEN
LabSat 3 Wideband 快速入门指南 LS03WGUIDE

 

可选附件

描述 部件编号
LabSat 3 Wideband 1TB SSD LS03WSSD-1TB
LabSat 3 偶极天线 RLACS219
USB3.0 双插槽读卡器 RLACS204