射频子板TwinRx

主要特点

• 频率范围：10MHz-6GHz

• 带宽：每个通道80MHz

• 信道特点：两级超外差结构，2个接收通道独立调谐

• 可多通道共享本振

• 支持相位相干和相位对齐

• 电路板两面都带有射频屏蔽罩
  

• 适合的USRP: 只适合X系列（USRP X310/X300）

• 1台X3x0可以安装2张TwinRx子板，组成可以4路同时接收的系统

• 在Ping-Pong模式下，扫频速率可达20GHz/s

• 典型应用：频谱监测、测向

性能描述

    TwinRx子板是针对USRP X310/X300系列设计的一款高性能双接收通道子板，它采用超外差接收机的方式，提供了宽的动态范围和准确的相位同步功能，射频性能达到了高端专业接收机才有的性能，特别适合频谱监测以及测向等应用。RF链路采用了放大器，预选滤波器，衰减器，以及两级混频器，保证了子板的接收信号的良好选择性和杂散性能。接收链路的调谐的范围为10MHz-6GHz，每个通道的瞬时带宽可达80MHz，使得设备能满足同时接收多个不同频带的需求。例如，用户可以单独的调谐两个通道来同时观察上行和下行共160MHz的总带宽。多个子板的接收通道共享本振的能力，能够实现相位对齐操作，进而实现可扩展的多通道的相控阵。接收器也能够通过实现快速跳频来检测跳频发射器。USRP的驱动UHD能够自动配置射频衰减器和前置放大器，来优化接收信号的动态范围，使得系统能够提高接收弱信号的噪声系数性能，以及提高接收强信号的IP3性能。当然，TwinRx也支持RFNoC编程框架，用户可以把运算量很大的算法从计算机无缝移植到FPGA里面，从而实现硬件加速和提升系统实时性能的目的。

TwinRx系统结构图

预选滤波器

射频参数

TwinRx子板的3种工作模式

TwinRx子板支持3种工作模式，分别是独立本振模式（Independent LO’s）、共享本振模式（Phase Coherent LO Sharing）和乒乓模式（Ping-Pong）。下面以2张TwinRx子板安装在1台X310为例分别阐述这3种模式，这个硬件配置包括4个接收通道，而且将4根本振共享连接线连接到对应的端口。

1. 独立本振模式（Independent LO’s）

接收机的4个接收通道各自使用独立的本振信号，每个通道可以在10MHz到6GHz范围内任意设置本振频率，从而可以同时接收4个不同频段的信号。

比如第一张TwinRx子板的Channel 1的中心频率设置为500Mhz，Channel 2的中心频率设置为1.04GHz；第二张TwinRx子板的Channel 1的中心频率设置为2.02Ghz，Channel 2的中心频率设置为4.9GHz。

2. 共享本振模式（Phase Coherent LO Sharing）

设置接收机的1个通道使用自己的本振信号，并且输出本振信号给其他3个接收通道（UHD和GNU Radio都提供了相应的API接口来进行这些设置）。这样4个接收通道就使用了相同的本振信号。同时，TwinRx子板内部也做了特殊设计，使得本振信号到达各个通道的混频器输入端口时，具有相同的相位延时，从而使得4个接收通道的本振信号是同频同相的。

3. 乒乓模式（Ping-Pong）

该模式适用于需要快速改变接收频率的场合，比如频谱扫描和跟踪跳频信号。该模式将每张TwinRx子板的2个接收通道作为1个接收通道来使用。每张子板的2个通道共用射频前端的天线、前置放大器。

每张子板的2个接收通道交替调谐，当Channel 1在1个频点进行接收时，Channel 2进行调谐到下一个频点的操作:

等Channel 1接收工作完成，并且Channel 2调谐完毕、锁相环稳定后，接收通道切换到Channel 2:

在Channel 2进行接收，Channel 1进行调谐到下一个频点的操作:

等Channel 2接收工作完成，并且Channel 1调谐完毕、锁相环稳定后，接收通道切换回Channel 1:

如此反复，省去了改变频点后等待锁相环稳定的时间。设备驱动对这些细节进行了封装，使得在我们用户看来，每张子板只有1个通道在进行快速调谐。

兼容产品

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X300		通用软件无线电平台 USRP X300	查看
X310		通用软件无线电平台 USRP X310	查看