机载信号采集系统是基于USRP-LW E320软件无线电设备的机载数据采集系统，专为无人机等飞行平台设计，实现了70MHz-6GHz频段全覆盖的射频信号采集、处理与存储。系统具备高带宽、低延迟、高可靠性等特点，满足数据的实时采集需求。

本系统采用高性能机载数据采集与传输架构，构建低延迟、高带宽、高可靠的机载数据采集系统。硬件核心采用工业级加固工控机，配备万兆网口（10Gbps），与USRP-LW E320软件无线电数据采集模块通过光纤万兆以太网直连，确保50MB/s+级别的持续数据流盘能力，满足高采样率传感器的实时存储需求。

射频前端采用高精度信号调理设计，结合可编程低通滤波器（LPF）和超低噪声宽带放大器（LNA），有效抑制带外干扰并提升信号信噪比，保障数据采集的精准性。

供电系统采用多电压域（19V/12V/5V）DC直出架构，由0.5度电（500Wh）高能量密度UPS电池组直接供电，确保在整机峰值功耗下仍可维持30min以上的不间断运行。

（1）采样带宽：≥50MHz。

（2）软硬件支持采样时长：≥30min；

（3）电池可支持工作时长：≥30min。

（4）记录信号频率范围：USRP-LW E320：70MHz-6GHz。

（5）数据流盘：USRP-LW E320：单通道或双通道同步采集时，最大信号带宽56MHz持续数据流盘且不丢点；

（6）可视化分析：实时频谱图，瀑布图等。

（7）纯二进制IQ数据文件, 方便 MATLAB或者其他软件进行分析。

（8）可长时录制, 选择回放所关注的一小段时间的信号。

（1）一台工控机

采用工业级加固设计的主控工控机，配备 Intel i7-9700K处理器，支持万兆网卡，确保端口 10Gbps  全双工传输能力。通过多队列DMA优化降低CPU负载，结合SSD阵列，实现 50MB/s+ 持续流盘，满足高采样率传感器（如1MHz振动信号）的长时记录需求。

（2）一台可编程SDR（USRP-LW E320）

为达成宽频率覆盖、大带宽数据采集、低噪声与高动态范围、硬件加速与实时处理能力以及开放的软件框架等要求，选择USRP-LW E320软件定义无线电设备作为测试验证平台的硬件方案。

（3）两台低噪声放大器

选用前置微波接收，高线性增益 30dB，频率范围0.05-4GHz的低噪声放大器（LNA），提升故障信号的检出率与信噪比，提升系统性能。外壳采用铝合金喷砂工艺，具有较高的机械可靠性、耐磨性。

（4）两台低通滤波器

选用DC-1.9GHz频段、5W、精密SMA母头高抑制、低损耗、射频微波同轴低通滤波器，滤除无关频段噪声，精准捕捉L波段振动传感器或遥测信号。

（5）两台UPS移动电源

选用鑫品科XPK-30150超大容量移动电源，输出电压0-30V可调节，支持载荷所有有源模块的供电电压。支持全协议快充，支持长时间供电，边充电边放电（USP不中断模式）。优选三元聚合物锂电池，相比圆柱形液态电池，同等容量下，重量更轻（仅为3kg），体积更小（200mm*126mm*75mm），铝合金材质，安全耐用。

（6）一个定制的加固机箱

将工控机、USRP-LW E320 软件无线电设备、低噪声放大器（LNA）、低通滤波器（LPF）及供电单元集成于一个具有防水防尘能力的机箱内，总重量控制在15kg以内，适用于无人机、飞行器等机载平台的射频信号采集与实时处理。

（7）一套机载信号采集软件

依托 Ubuntu部署的基于GNU Radio的机载信号采集软件。

（1）射频的连接

采用1台USRP-LW E320模拟机载信号采集端，USRP-LW E320 2个接收通道通过射频线缆连接2台低噪放，2台低噪放通过射频线缆连接2台低通滤波器，2台低通滤波器通过射频线缆连接天线。

（2）数据的连接

工控机与USRP-LW E320之间使用万兆光纤通过SFP+接口进行数据传输，确保50MB/s+级别的持续数据流盘能力，满足高采样率传感器的实时存储需求；软件层面部署基于GNU Radio的机载信号采集软件。

（3）电源的连接

通过XPK-30150超大容量移动电源4个供电接口连接工控机、USRP-LW E320、2台低噪放。

（一）航空科研测试

适配无人机、小型飞行器等科研平台，采集 70MHz-6GHz 频段内的机载传感器信号（如振动、遥测信号），生成的二进制 IQ 数据可直接用于 MATLAB 分析，助力科研人员验证设备性能、优化信号算法。

（二）无人机通信监测

在无人机执行巡检、测绘任务时，实时采集其通信链路信号，通过频谱图、瀑布图可视化分析，监测信号稳定性，滤除带外干扰，保障无人机与地面站的低延迟数据传输。

（三）应急通信保障

应急场景下（如灾害现场、临时通信盲区），依托系统便携性（15kg 内加固机箱）与 30min + 续航能力，快速搭建临时信号采集节点，捕捉关键通信信号，为应急指挥提供数据支撑。