CN104253628B - 一种短波预后选器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种短波预后选器，其包括数字控制电路、收发转换电路、波段转换电路、跳频滤波器、译码器、宽带低噪声放大器和收保护电路；数字控制电路通过控制接口与外置短波电台控制单元电连接，数字控制电路接收由短波电台控制单元发送的串行码并转换成并行调谐码分别控制跳频滤波器、波段转换电路和收发转换电路，以实现不同频率点载波信号的传输并迅速对有用信号的载波频率进行切换；收发转换电路包括第一、第二、第三和第四收发转换电路；波段转换电路包括第一、第二波段转换电路；跳频滤波器包括第一、第二跳频滤波器。本发明结构合理，使用稳定、可靠，抗干扰能力强，成本低，具有控制简单、跳频速度快、功耗低、底部噪声小等优点。

Description

一种短波预后选器

技术领域

本发明属于数字调谐跳频技术领域，尤其涉及一种短波预后选器。

背景技术

随着跳频技术的发展，短波预后选器被广泛应用于军事通信系统中，它对通带内频率呈现匹配传输，对阻带内频率失配而进行反射衰减，从而实现信号频谱过滤功能。短波预选器一般接在电台天线开关和射频放大器之间，主要用于提高接收机的选择性，预选器能有效地抑制带外干扰，使接收机的电场辐射敏感度等指标提高和改善，确保接收机在复杂电磁环境中能正常工作。短波后选器一般接在发射机功放前端，主要作用是提高射频信号的纯度，抑制发信时射频单元产生的无用杂波信号，从而提高电台的杂波抑制等指标。现有的短波预后选器大多采用了单片机作为控制电路，单片机的控制方式较为复杂，数据转换输出速度相对较慢，影响了短波预后选器的跳频速度，不利于通信设备的数字化处理；另外，由于单片机在使用中要使用晶体谐振器，容易在短波预后选器通带内引入噪声，影响通信质量。

现有短波预后选器还容易出现的问题：一是预选器信道上的放大器容易损坏；二是预选器和后选器之间的隔离度指标提不高。如果预选器和后选器之间的隔离度差，当发射机工作时，发信号会灌入到接收机中，会影响到收灵敏度，甚至损坏收信道放大器。

发明内容

针对以上问题，本发明提出了一种结构合理，使用稳定、可靠，抗干扰能力强，成本低，具有控制简单、跳频速度快、功耗低、底部噪声小等优点的短波预后选器。

本发明的技术方案如下：

上述的短波预后选器，包括数字控制电路、收发转换电路、波段转换电路、跳频滤波器、译码器、宽带低噪声放大器和收保护电路；所述数字控制电路通过控制接口与外置短波电台控制单元电连接，所述数字控制电路接收由所述短波电台控制单元发送的串行码并转换成并行调谐码分别控制所述跳频滤波器、波段转换电路和收发转换电路，以实现不同频率点载波信号的传输并迅速对有用信号的载波频率进行切换；所述收发转换电路包括分别电连接所述数字控制电路的第一收发转换电路、第二收发转换电路、第三收发转换电路和第四收发转换电路；所述波段转换电路包括分别电连接所述数字控制电路的第一波段转换电路和第二波段转换电路；所述跳频滤波器包括分别电连接所述数字控制电路的第一跳频滤波器和第二跳频滤波器；所述第一收发转换电路电连接后选器射频输入端和预选器射频输出端，同时还双向电连接所述第一波段转换电路；所述第一跳频滤波器双向电连接所述第一波段转换电路并通过并行的衰减器电连接所述第二跳频滤波器；所述第二跳频滤波器双向电连接所述第二波段转换电路；所述第二波段转换电路双向连接于所述第二收发转换电路；所述第二收发转换电路还分别电连接所述第三收发转换电路和第四收发转换电路；所述第三收发转换电路连接于宽带低噪声放大器的输入端，所述宽带低噪声放大器的输出端连接于所述第四收发转换电路；所述第四收发转换电路还电连接后选器射频输出端；所述译码器电连接所述数字控制电路并通过继电器分别电连接所述第一跳频滤波器和第二跳频滤波器；所述收保护电路电连接预选器射频输入端，同时还与所述第三收发转换电路电连接；所述第一波段转换电路与第一跳频滤波器之间还连接有均衡器；所述第一波段转换电路与第二波段转换电路之间还连接有衰减器。

所述短波预后选器，其中：所述数字控制电路为移位寄存器，其接收到控制装置的串行控制命令后，将2位串行码转换成11位并行码A0～A10，其中A0～A7为段内控制码，A8、A9为段外控制码，A10为收发控制码；所述第一跳频滤波器和第二跳频滤波器由所述数字控制电路的段内控制码A0～A7控制，即所述第一跳频滤波器和第二跳频滤波器接收到指令后，其内部的数字电路计算谐振网络参数；所述第一波段转换电路、第二波段转换电路、译码器和继电器由所述数字控制电路的段外控制码A8、A9控制；所述第一收发转换电路、第二收发转换电路、第三收发转换电路和第四收发转换电路由所述数字控制电路的收发控制码A10控制。

所述短波预后选器，其中：所述收发转换电路用于收通道和发通道的选择；所述第一收发转换电路、第二收发转换电路和第三收发转换电路结构相同，所述第四收发转换电路为功率型收发转换电路结构。

所述短波预后选器，其中：所述第一波段转换电路和第二波段转换电路结构相同且用于射频通道的选择，分别控制相应所述跳频滤波器各个频段的射频通道及短波预后选器射频输入与输出的直通功能。

所述短波预后选器，其中：所述第一跳频滤波器和第二跳频滤波器结构相同，均是由数字电路和模拟电路组成；所述数字电路用于接收所述数字控制电路的输出信号，计算谐振网络参数；所述模拟电路用于产生谐振频率，将特定频率点的有用信号输出并将无用信号抑制。

所述短波预后选器，其中：所述译码器和继电器用于电源切换且分别控制跳频滤波器各个频段的工作电源；所述译码器是通过三个并联的继电器分别对应连接所述第一跳频滤波器和第二跳频滤波器。

所述短波预后选器，其中：所述预后选器采用金属导热材料的壳体装短波预后选器单元板。

所述短波预后选器，其中，所述预选器的工作过程为：所述预选器的射频输入接所述收保护电路并经所述第三收发转换电路的收通道，由所述第三收发转换电路的输出接至所述宽带低噪声放大器的输入，所述宽带低噪声放大器的输出经所述第四收发转换电路的收通道和第二收发转换电路的收通道，由所述第二收发转换电路的输出经所述第二波段转换电路和第二跳频滤波器，所述第二跳频滤波器的输出通过并行的多个所述衰减器分别对应接入到所述第一跳频滤波器，所述译码器的输出经三个并联的所述继电器后分别对应接所述第二跳频滤波器和第一跳频滤波器，由所述第一跳频滤波器的输出经所述第一波段转换电路接至所述第一收发转换电路，所述第一收发转换电路的收输出接所述预选器的射频输出端，至此完成预选器的工作。

所述短波预后选器，其中，所述后选器的工作过程为：所述后选器的射频输入接所述第一收发转换电路的发输入端，所述第一收发转换电路的输出接所述第一波段转换电路并经所述第一跳频滤波器，由所述第一跳频滤波器的输出通过并行的多个所述衰减器分别对应接入到所述第二跳频滤波器，所述译码器的输出经三个并联的所述继电器后分别对应接所述第一跳频滤波器和第二跳频滤波器，所述第二跳频滤波器的输出经所述第二波段转换电路、第二收发转换电路的发通道和第三收发转换电路的发通道，所述第三收发转换电路的输出接至所述宽带低噪声放大器的输入，所述宽带低噪声放大器的输出接所述第四收发转换电路，所述第四收发转换电路的发输出接所述后选器的射频输出端，至此完成后选器的工作。

有益效果：

本发明短波预后选器结构设计合理，与现存技术相比，数字控制电路采用移位寄存器，优化了控制方式，提高了短波预后选器的跳频速度；采用宽带低噪声放大器提高了短波预后选器的输出幅度，对于预选器，宽带低噪声放大器先对接收的射频信号进行放大，再经过两级跳频滤波器的滤波，而后选器先经过两级跳频滤波器的滤波后，再对射频信号进行放大，具有大动态、高增益、低噪声的特点；收保护电路能够保护宽带低噪声放大器不易损坏；预选器和后选器公用宽带低噪声放大器，避免了宽带低噪声放大器的损坏，也降低了成本；同时，采用了均衡器，改善了短波预后选器在全频段内的增益平坦度；采用译码器和继电器来分别控制短波预后选器各个波段的工作电源，降低了短波预后选器的功耗，减小了各频段之间的干扰；外置短波电台控制单元发送2位串行码给数字控制电路，数字控制电路转换成11位并行码，分别由8位段内控制码控制跳频滤波器、由2位波段控制码控制波段转换电路、由1位收发控制码控制收发转换电路，实现对不同频率点载波信号的传输，并迅速对有用信号的载波频率进行切换，提高了短波电台抗干扰能力。再则，本发明通过一个金属导热材料的壳体来装短波预后选器单元板，从而使得本发明短波预后选器具有良好的接地和导热性能，并能减小内部电子元件之间的电磁干扰。

附图说明

图1为本发明短波预后选器的结构原理图。

具体实施方式

如图1所示，本发明短波预后选器，包括数字控制电路1、收发转换电路2、波段转换电路3、跳频滤波器4、译码器5、宽带低噪声放大器6和收保护电路7。

该数字控制电路1通过控制接口11与外置短波电台控制单元电连接，该数字控制电路1还分别电连接收发转换电路2、波段转换电路3和跳频滤波器4；其中，该数字控制电路1接收由短波电台控制单元发送的2位串行码并转换成11位并行调谐码，分别由8位段内控制码控制跳频滤波器4，由2位段控制码控制波段转换电路3和译码器5，由1位收发控制码控制收发转换电路2，以实现对不同频率点载波信号的传输并迅速对有用信号的载波频率进行切换，以提高短波电台抗干扰能力。该数字控制电路1为移位寄存器，接收到控制装置的串行控制命令后，将2位串行码转换成11位并行码A0～A10，其中A0～A7为段内控制码，A8、A9为段外控制码，A10为收发控制码。

该收发转换电路2包括第一收发转换电路21、第二收发转换电路22、第三收发转换电路23和第四收发转换电路24；该第一收发转换电路21、第二收发转换电路22和第三收发转换电路23结构相同；该第四收发转换电路24结构与其它三个收发转换电路结构区别在于，其为功率型收发转换电路结构；该收发转换电路2用于收通道和发通道的选择。

该波段转换电路3包括第一波段转换电路31和第二波段转换电路32；其中，该第一波段转换电路31和第二波段转换电路32结构相同，用于射频通道的选择，分别控制相应跳频滤波器4各个频段的射频通道以及短波预后选器射频输入与输出的直通功能；该第一波段转换电路31与第二波段转换电路32之间也连接有衰减器8。

该跳频滤波器4包括第一跳频滤波器41和第二跳频滤波器42；其中，该第一跳频滤波器41和第二跳频滤波器42结构相同，均是由数字电路和模拟电路组成，数字电路用于接收数字控制电路1的输出信号，计算谐振网络参数；模拟电路用于产生谐振频率，将特定频率点的有用信号输出并将无用信号抑制。

该译码器5和继电器9用于电源切换，分别控制跳频滤波器各个频段的工作电源；其中，该译码器5电连接该数字控制电路1并通过三个并联的继电器9分别对应连接第一跳频滤波器41和第二跳频滤波器42。

该宽带低噪声放大器6连接于收发转换电路2的第三收发转换电路23与第四收发转换电路24之间。

该收保护电路7用于保护预选器中的宽带低噪声放大器6，其电连接预选器射频输入端，同时与所述第三收发转换电路23电连接。

其中，该第一收发转换电路21电连接后选器射频输入端和预选器射频输出端，同时还双向电连接该第一波段转换电路31；该第一跳频滤波器41双向电连接该第一波段转换电路31并通过并行的多个衰减器8电连接该第二跳频滤波器42；该第二跳频滤波器42双向电连接该第二波段转换电路32；该第二波段转换电路32双向连接于该第二收发转换电路22；该第二收发转换电路22还分别电连接该第三收发转换电路23和第四收发转换电路24；该第三收发转换电路23连接于宽带低噪声放大器6的输入端，该宽带低噪声放大器6的输出端连接于该第四收发转换电路24；该第四收发转换电路还电连接后选器射频输出端；该第一波段转换电路31与该第一跳频滤波器41之间还连接有均衡器10，该均衡器10用于改善短波预后选器在全频段内的增益平坦度；该第一波段转换电路31与第二波段转换电路32之间也连接有衰减器8。

该第一跳频滤波器41和第二跳频滤波器42由数字控制电路1的段内控制码A0～A7控制，即第一跳频滤波器41和第二跳频滤波器42接收到指令后，其内部的数字电路计算谐振网络参数。该第一波段转换电路31、第二波段转换电路32、译码器5和继电器9由数字控制电路1的段外控制码A8、A9控制；第一波段转换电路31和第二波段转换电路32选通所需频段的射频通路，译码器5和继电器9为所需频段提供工作电源。该第一收发转换电路21、第二收发转换电路22、第三收发转换电路23和第四收发转换电路24由数字控制电路1的收发控制码A10控制。

当数字控制电路1的段外控制码A8、A9同为低电平时，波段转换电路3选通2MHz～3.9999MHz工作，译码器5和继电器9为2MHz～3.9999MHz提供电源；当段外控制码A8为高电平，A9为低电平时，波段转换电路选通4MHz～9.9999MHz工作，译码器5和继电器9为4MHz～9.9999MHz提供电源；当段外控制码A8为低电平，A9为高电平时，波段转换电路选通10MHz～30MHz工作，译码器和继电器为10MHz～30MHz提供电源；当段外控制码A8、A9同为高电平时，射频输入与输出直通。第一收发转换电路21、第二收发转换电路22、第三收发转换电路23和第四收发转换电路24选通预后选器所需射频通路，当数字控制电路1的收发控制码A10为低电平时，收发转换电路2选通后选器工作，当收发控制码A10为高电平时，收发转换电路2选通预选器工作。

本发明短波后选器的工作路线如下：

如图1所示，本发明后选器的射频输入接该第一收发转换电路21的发输入端，该第一收发转换电路21的输出接该第一波段转换电路31，经该第一跳频滤波器41，由第一跳频滤波器41的输出通过并行的多个衰减器8分别对应接入到该第二跳频滤波器42，该译码器5的输出经三个并联的继电器9后分别对应接该第一跳频滤波器41和第二跳频滤波器42，该第二跳频滤波器42的输出经该第二波段转换电路32、第二收发转换电路22的发通道和第三收发转换电路23的发通道，该第三收发转换电路23的输出接至该宽带低噪声放大器6的输入，该宽带低噪声放大器6的输出接该第四收发转换电路24，该第四收发转换电路24的发输出接该后选器的射频输出端，至此完成后选器的工作。

本发明短波预选器的工作路线如下：

如图1所示，本发明预选器的射频输入接收保护电路7，经第三收发转换电路23的收通道并由第三收发转换电路23的输出接至宽带低噪声放大器6的输入，宽带低噪声放大器6的输出经第四收发转换电路24的收通道、第二收发转换电路22的收通道，由第二收发转换电路22的输出经第二波段转换电路32、第二跳频滤波器42，由第二跳频滤波器42的输出通过并行的多个衰减器8分别对应接入到第一跳频滤波器41，译码器5的输出经三个并联的继电器9后分别对应接第二跳频滤波器41和第一跳频滤波器42，第一跳频滤波器42的输出经第一波段转换电路31接至第一收发转换电路21，第一收发转换电路21的收输出接预选器的射频输出端，至此完成预选器的工作。

本发明采用壳体装短波预后选器单元板，壳体为金属导热材料，具有良好的接地和导热性能，并能减小内部电子元件之间的电磁干扰。

本发明短波后选器结构设计合理，经过测试与使用，跳频速度快，功耗低，噪声小，频率选择性好，工作稳定可靠，能有效提高短波电台的技术指标和电磁兼容能力。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种短波预后选器，其特征在于：所述预后选器包括数字控制电路、收发转换电路、波段转换电路、跳频滤波器、译码器、宽带低噪声放大器和收保护电路；

所述数字控制电路通过控制接口与外置短波电台控制单元电连接，所述数字控制电路接收由所述短波电台控制单元发送的串行码并转换成并行调谐码分别控制所述跳频滤波器、波段转换电路和收发转换电路，以实现不同频率点载波信号的传输并迅速对有用信号的载波频率进行切换；

所述收发转换电路包括分别电连接所述数字控制电路的第一收发转换电路、第二收发转换电路、第三收发转换电路和第四收发转换电路；所述波段转换电路包括分别电连接所述数字控制电路的第一波段转换电路和第二波段转换电路；所述跳频滤波器包括分别电连接所述数字控制电路的第一跳频滤波器和第二跳频滤波器；

所述第一收发转换电路电连接后选器射频输入端和预选器射频输出端，同时还双向电连接所述第一波段转换电路；所述第一跳频滤波器双向电连接所述第一波段转换电路并通过并行的衰减器电连接所述第二跳频滤波器；所述第二跳频滤波器双向电连接所述第二波段转换电路；所述第二波段转换电路双向连接于所述第二收发转换电路；所述第二收发转换电路还分别电连接所述第三收发转换电路和第四收发转换电路；所述第三收发转换电路连接于宽带低噪声放大器的输入端，所述宽带低噪声放大器的输出端连接于所述第四收发转换电路；所述第四收发转换电路还电连接后选器射频输出端；

所述译码器电连接所述数字控制电路并通过继电器分别电连接所述第一跳频滤波器和第二跳频滤波器；

所述收保护电路电连接预选器射频输入端，同时还与所述第三收发转换电路电连接；

所述第一波段转换电路与第一跳频滤波器之间还连接有均衡器；

所述第一波段转换电路与第二波段转换电路之间还连接有衰减器。

2.如权利要求1所述的短波预后选器，其特征在于：所述数字控制电路为移位寄存器，其接收到控制装置的串行控制命令后，将2位串行码转换成11位并行码A0～A10，其中A0～A7为段内控制码，A8、A9为段外控制码，A10为收发控制码；

所述第一跳频滤波器和第二跳频滤波器由所述数字控制电路的段内控制码A0～A7控制，即所述第一跳频滤波器和第二跳频滤波器接收到指令后，其内部的数字电路计算谐振网络参数；

所述第一波段转换电路、第二波段转换电路、译码器和继电器由所述数字控制电路的段外控制码A8、A9控制；

所述第一收发转换电路、第二收发转换电路、第三收发转换电路和第四收发转换电路由所述数字控制电路的收发控制码A10控制。

3.如权利要求1所述的短波预后选器，其特征在于：所述收发转换电路用于收通道和发通道的选择；所述第一收发转换电路、第二收发转换电路和第三收发转换电路结构相同，所述第四收发转换电路为功率型收发转换电路结构。

4.如权利要求1所述的短波预后选器，其特征在于：所述第一波段转换电路和第二波段转换电路结构相同且用于射频通道的选择，分别控制相应所述跳频滤波器各个频段的射频通道及短波预后选器射频输入与输出的直通功能。

5.如权利要求1所述的短波预后选器，其特征在于：所述第一跳频滤波器和第二跳频滤波器结构相同，均是由数字电路和模拟电路组成；所述数字电路用于接收所述数字控制电路的输出信号，计算谐振网络参数；所述模拟电路用于产生谐振频率，将特定频率点的有用信号输出并将无用信号抑制。

6.如权利要求1所述的短波预后选器，其特征在于：所述译码器和继电器用于电源切换且分别控制跳频滤波器各个频段的工作电源；所述译码器是通过三个并联的继电器分别对应连接所述第一跳频滤波器和第二跳频滤波器。

7.如权利要求1所述的短波预后选器，其特征在于：所述预后选器采用金属导热材料的壳体装短波预后选器单元板。

8.如权利要求1至7任一所述的短波预后选器，其特征在于，所述预选器的工作过程为：所述预选器的射频输入接所述收保护电路并经所述第三收发转换电路的收通道，由所述第三收发转换电路的输出接至所述宽带低噪声放大器的输入，所述宽带低噪声放大器的输出经所述第四收发转换电路的收通道和第二收发转换电路的收通道，由所述第二收发转换电路的输出经所述第二波段转换电路和第二跳频滤波器，所述第二跳频滤波器的输出通过并行的多个所述衰减器分别对应接入到所述第一跳频滤波器，所述译码器的输出经三个并联的所述继电器后分别对应接所述第二跳频滤波器和第一跳频滤波器，由所述第一跳频滤波器的输出经所述第一波段转换电路接至所述第一收发转换电路，所述第一收发转换电路的收输出接所述预选器的射频输出端，至此完成预选器的工作。

9.如权利要求1至7任一所述的短波预后选器，其特征在于，所述后选器的工作过程为：所述后选器的射频输入接所述第一收发转换电路的发输入端，所述第一收发转换电路的输出接所述第一波段转换电路并经所述第一跳频滤波器，由所述第一跳频滤波器的输出通过并行的多个所述衰减器分别对应接入到所述第二跳频滤波器，所述译码器的输出经三个并联的所述继电器后分别对应接所述第一跳频滤波器和第二跳频滤波器，所述第二跳频滤波器的输出经所述第二波段转换电路、第二收发转换电路的发通道和第三收发转换电路的发通道，所述第三收发转换电路的输出接至所述宽带低噪声放大器的输入，所述宽带低噪声放大器的输出接所述第四收发转换电路，所述第四收发转换电路的发输出接所述后选器的射频输出端，至此完成后选器的工作。