CN101262236A

CN101262236A - 一种可用于传感网网关的单边带数字短波接收机射频装置

Info

Publication number: CN101262236A
Application number: CNA2008100613202A
Authority: CN
Inventors: 庞瑞帆; 刘海涛; 张宏俊; 王营冠; 郑春雷
Original assignee: Microsystem Branch of Jiaxing Center of CAS
Current assignee: Jiaxing Wireless Sensor Network Engineering Center, Chinese Academy of Sciences
Priority date: 2008-04-22
Filing date: 2008-04-22
Publication date: 2008-09-10

Abstract

本发明涉及一种可用于传感网网关的单边带数字短波接收机射频装置，工作频率5MHz～25MHz，包括接收天线、限幅电路、宽带选频电路、接收电路、本振电路等。接收电路由低噪声放大器、第一有源混频器、声表滤波器、第二有源混频器、晶体滤波器、射频放大器、第三有源混频器、有源带通滤波器、AGC电路等组成。采用三次变频超外差结构设计，一中频为240MHz～250MHz，二中频为35MHz～45MHz，三中频为10KHz～20KHz。本发明是一种全新的盲发盲收单向跨海通信网关的射频装置，体积不足半个手机大小，适合4FTSK、BPSK、QPSK调制方式的数字短波远程通信，可在约定时间段内以多频点多模扫频的方式接收信息，实现多频点重复突发通信的功能。

Description

一种可用于传感网网关的单边带数字短波接收机射频装置

技术领域

本发明涉及一种可用于传感网网关的单边带数字(4FTSK、BPSK、QPSK调制)短波突发式通信接收机射频装置。

背景技术

基于4FTSK、BPSK、QPSK的单边带数字短波突发式通信接收机是根据无线传感器网络远程通信与控制的特殊需求，按照用户要求开发的全新的盲发盲收单向跨海通信网关，可在约定时间段内以多频点多模扫频的方式接收信息，实现多频点重复突发通信的功能。由于采用了4FTSK技术，所以具有较好的抗衰落和抗频偏的性能。同时，由于采用了PSK技术，所以在信道条件良好的情况下具有较高的数据传输速率。两种技术组合使用，可以在单向盲发盲收的条件下确保信息的可靠接收。它完全符合无线远程控制和信息传输的需求，是具有全球通信能力的微型化数字短波接收机，可应用于远程通信、垂直指挥等某些特定领域。其主要作用是可在1000公里半径范围内任意一个地点接收指控中心的指令和信息，包括公共电信网络无法覆盖的区域，如：渔船、孤岛、原始森林、极地、荒漠区等，使指控中心的决策人员可以随时将指令和信息传递到远端的接收系统。使用该数字短波接收机以后，可以实现指令和信息的专网远程接收。

该数字短波接收机的核心技术为5MHz～25MHz的射频接收装置。由于该装置体积、功耗受到严格限制，整个射频接收电路不足半个手机大小，要求采用微型化、低功耗设计。由于该装置为远程通信射频模块，要求具有较高的接收灵敏度。由于该装置接收PSK调制信号，要求具有较高的线性度。由于该装置本振电路采用三次变频超外差结构和全频段自动扫频技术，要求宽带选频电路具有中抗和像抗能力。

短波通信始于20世纪初，并广泛应用于军事通信领域。随着卫星通信和移动通信的出现，短波通信传输速率低、信道拥挤、通信质量差等缺点凸现出来，一度受到冷落。近年来，随着数字通信技术、集成电路技术的发展，人们开始利用数字滤波技术、时频分集技术、高速调制解调技术、突发通信技术、自适应选频技术、纠错处理技术等不断改善短波通信质量，提高数据传输速率，推动现代短波通信技术的发展。

目前，国际上尚没有突发式单边带数字短波接收机射频接收装置的文献报道，可供参考的射频装置主要包括短波收音机、手持宽带(含短波)接收机、业余短波电台等，但接收电路相对复杂，而且均为模拟接收机，需要重新设计。

国内710、714、769厂为主要短波通信设备研制单位，曾设计袖珍短波接收机，也是模拟接收机，无法满足上述特定场合的应用需求。射频装置是系统设计的关键，决定了整机的技术性能。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种可用于传感网网关的单边带数字短波接收机射频装置，解决数字短波远程接收的微型化、低功耗、高灵敏度、高线性度问题，满足4FTSK、BPSK、QPSK调制方式的通信，实现约定时间段内多频点多模重复突发通信的功能。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

本发明公开了一种可用于传感网网关的单边带数字短波接收机射频装置，包括接收天线、接收电路、本振电路，其特征在于：接收电路由依次连接的低噪声放大器、第一有源混频器、声表滤波器、第二有源混频器、晶体滤波器、射频放大器、第三有源混频器、有源带通滤波器、AGC电路组成；接收电路的输入通过宽带选频电路与天线连接，输出通过AD转换电路与基带连接；本振电路包括第一本振模块、第二本振模块、第三本振模块，分别与接收电路的第一有源混频器、第二有源混频器、第三有源混频器的本振信号输入端连接。

所述的接收电路的工作频率为5MHz～25MHz，工作带宽20MHz。

所述的接收电路采用三次变频超外差结构设计，一中频为240MHz～250MHz，二中频为35MHz～45MHz，三中频为10KHz～20KHz。

所述的接收电路的体积不足半个手机大小。

所述的接收电路具有较高的线性度，可接收4FTSK、BPSK、QPSK调制方式的数字信息。

所述的接收电路具有较高的接收灵敏度，适合远程通信。

所述的天线采用拉杆天线，长度为40cm。

所述的宽带选频电路包含有5MHz～25MHz宽带滤波电路、中抗和像抗电路。

所述的本振电路包含有受控的DDS+PLL结构的本振模块，可全频段自动扫频。

所述的接收电路的输入端设有限幅保护电路。

本系统建立了5MHz～25MHz远程数字短波接收射频平台，应用于传感网网关、远程控制、垂直指挥等领域。

由于采用了以上的方案，使本发明具备的有益效果在于：能实现远程数字短波接收机的微型化、低功耗、高灵敏度。

附图说明

图1是本发明实施例的射频装置电路图。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步描述。

实施例：

一种可用于传感网网关的单边带数字短波接收机射频装置，包括接收天线1、接收电路、本振电路。其特征在于：接收电路由依次连接的低噪声放大器4、第一有源混频器5、声表滤波器6、第二有源混频器7、晶体滤波器8、射频放大器9、第三有源混频器10、有源带通滤波器11、AGC电路12组成；接收电路的输入通过宽带选频电路2与天线1连接，输出通过AD转换电路与基带连接；本振电路包括第一本振模块、第二本振模块、第三本振模块，分别与接收电路的第一有源混频器5、第二有源混频器7、第三有源混频器10本振信号输入端连接。

5MHz～25MHz的数字短波信号经长度为40cm的拉杆天线1，输入限幅保护电路2，通过宽带选频电路3进行宽带滤波、中频和像频抑制，由低噪声放大器4放大。接收信号在第一有源混频器5与第一本振信号混频，经-50dB带外抑制的窄带声表滤波器6，上变频为244MHz的一中频。一中频信号在第二有源混频器7与固定的第二本振信号混频，经-40dB带外抑制的窄带晶体滤波器8，下变频为40MHz的二中频。二中频信号经射频放大器9放大，在第三混频器10与固定的第三本振信号混频，经有源带通滤波器11，下变频为12KHz的三中频。三中频信号经AGC电路12，送AD转换电路。

射频装置的电路图如图1所示，接收灵敏度可达-110dBm(SNR＝10dB)，功耗小于90mA(3.3V)，体积不足半个手机大小。

Claims

1、一种可用于传感网网关的单边带数字短波接收机射频装置，包括接收天线、接收电路、本振电路，其特征在于接收电路由依次连接的低噪声放大器、第一有源混频器、声表滤波器、第二有源混频器、晶体滤波器、射频放大器、第三有源混频器、有源带通滤波器、AGC电路组成；接收电路的输入通过宽带选频电路与天线连接，输出通过AD转换电路与基带连接；本振电路包括第一本振模块、第二本振模块、第三本振模块，分别与接收电路的第一有源混频器、第二有源混频器、第三有源混频器的本振信号输入端连接。

2、根据权利要求1所述的可用于传感网网关的单边带数字短波接收机射频装置，其特征在于所述的接收电路的工作频率为5MHz～25MHz，工作带宽20MHz。

3、根据权利要求1所述的可用于传感网网关的单边带数字短波接收机射频装置，其特征在于所述的接收电路采用三次变频超外差结构设计，一中频为240MHz～250MHz，二中频为35MHz～45MHz，三中频为10KHz～20KHz。

4、根据权利要求1所述的可用于传感网网关的单边带数字短波接收机射频装置，其特征在于所述的接收电路具有较高的线性度，可接收4FTSK、BPSK、QPSK调制方式的数字信息。

5、根据权利要求1所述的可用于传感网网关的单边带数字短波接收机射频装置，其特征在于所述的接收电路具有较高的接收灵敏度，适合远程通信。

6、根据权利要求1所述的可用于传感网网关的单边带数字短波接收机射频装置，其特征在于所述的天线采用拉杆天线，长度为40cm。

7、根据权利要求1所述的可用于传感网网关的单边带数字短波接收机射频装置，其特征在于所述的宽带选频电路包含有5MHz～25MHz宽带滤波电路、中抗和像抗电路。

8、根据权利要求1所述的可用于传感网网关的单边带数字短波接收机射频装置，其特征在于所述的本振电路包含有受控的DDS+PLL结构的本振模块，可全频段自动扫频。

9、根据权利要求1所述的可用于传感网网关的单边带数字短波接收机射频装置，其特征在于：所述的接收电路的输入端设有限幅保护电路。