CN104467908A - X频段地空传输宽带收发信机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种X频段地空传输宽带收发信机，它是涉及宽带数字微波通信领域中的一种传输装置，该收发信机由发功率控制、发变频、发综合器、晶振、射频滤波器组、收变频、收综合器、中频滤波器、电源、监控等组成。本发明各电路采用模块化设计，它具有集成度高、体积小、工作频段宽、功能全面、器件选型容易、调试难度低，使用简单，通用性好等优点，特别适用于X频段宽带数字微波通信系统。

Description

X频段地空传输宽带收发信机

技术领域

本发明涉及宽带数字微波通信领域中的一种X频段地空传输宽带收发信机，特别适用于地空传输数字微波通信系统中作为高频通信设备所用。

背景技术

宽带数据链是一类以传送图像、视频、雷达等战术情报信息为主，具有视距及超视距能力和组网功能的数据链系统，在美军称为通用数据链(CDL)，也被称为宽带数据链。宽带数据链拥有其它数据链无法比拟的通信带宽，能够很好地解决网络中心战中图像、视频等大容量侦察情报高速传输的难题。因此，开发高频段，支持超高通信带宽的小型化、通用化、模块化收发信机具有十分重要的意义。

目前国内收发信机的研制方面，民品领域受制于国家无线电委员会对信号带宽、无线电资源的配置约束，只能在较窄的信道带宽内发展高阶调制技术，这样对整机功耗、功放效率、射频线性化等指标提出了极高的要求，难以适应空中平台设备小型化、高速、远距离传输的新要求；军品领域传统的收发信机带宽只有几十MHz，难以适应宽带信号的传输，随着高速AD/DA和大规模FPGA的发展，高速宽带并行处理算法也得到了较快的发展，急需配套的地空传输用宽带收发信机。

研制X频段宽带收发信机，关键在于实现收发信机的模块化、轻型化、多功能、抗干扰等关键技术，解决宽带收发信机杂散控制难、宽带器件幅频特性差等难题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于解决超高通信带宽的系统要求，而提供一种采用宽频带、低相噪等技术，研制适用于X频段的，具有定频大容量视距地空传输能力和远距离空空传输为一体，具备适用于多种速率传输的小型化收发信机。X频段地空传输宽带收发信机工作在X频段，相比传统的微波和散射频段，具有频率较高，频带资源可利用性高的特点。设备采用特殊的抗衰落、抗多径措施，能够确保在地空信道下信息的可靠传输。

为解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案来实现：

X频段地空传输宽带收发信机，其特征在于包括：发功率控制1、发变频2、发综合器3、第一功分器4、晶振5、第一开关6、第一射频滤波器7、第二射频滤波器8、第二开关9、功放10、双工器11、低噪声放大器12、收综合器13、收变频14、中频滤波器15、电源16和监控17；

发功率控制1的输入端口1接收外接中频输入信号，进行幅度调整并由输出端口2输出至发变频2的输入端口1；发变频2的输入端口2接收发综合器3输出端口2输出的发本振，发变频2将接收的幅度调整后的中频输入信号上变频至X波段并由输出端口3输出至第一开关6输入端口1；第一开关6将接收的X波段射频信号在监控信号的控制下选择滤波通道并由输出端口3输出至第一射频滤波器7的输入端口1或由输出端口2输出至第二射频滤波器8的输入端口1；第一射频滤波器7和第二射频滤波器8对接收的X波段射频信号分别进行滤波处理并由输出端口2分别输出至第二开关9的输入端口3和输入端口2；第二开关9将接收的滤波处理后的X波段射频信号由输出端口1输出至功放10的输入端口1；功放10将接收的滤波处理后的X波段射频信号进行功率放大并由输出端口2输出至双工器11的输入端口2；双工器11将接收的功率放大后的X波段射频信号进行滤波并由天线口3输出射频信号；

双工器11接收天线发送的射频信号，进行滤波处理并由输出端口1输出至低噪声放大器12的输入端口2；低噪声放大器12将接收的滤波处理后的射频信号进行低噪声放大并由输出端口1输出至收变频14的输入端口3；收变频14的输入端口2接收综合器13输出端口1输出的收本振，收变频14将接收的低噪声放大的射频信号进行下变频得到中频输出信号并由输出端口1输出至中频滤波器15的输入端口2；中频滤波器15将接收的中频输出信号进行滤波处理并输出端口1输出；

晶振5的输出端口1输出参考信号到第一功分器4的输入端口1；第一功分器4将接收的参考信号分成两路并由输出端口2和输出端口3分别输出至发综合器3输入端口1和收综合器13输入端口2；发综合器3将接收的参考信号进行倍频锁相得到发本振并由输出端口2输出至发变频2的输入端口2；收综合器13将接收的参考信号进行倍频锁相得到收本振并由输出端口2输出至收变频14的输入端口2。

其中，发综合器3与收综合器13共用晶振5产生的时钟。

本发明与背景技术相比有如下优点：

1、本发明按照功能进行模块化设计，实现了收发信机的集成化、模块化、小型化。

2、本发明具有超宽的工作带宽，从而为系统提供了更多的信道资源。

3、本发明射频滤波器采用同轴腔结构设计，矩形系数好，能够较好的实现发射通道带外杂散的抑制。

4、本发明选用了简化的电路设计，通过辅助幅度均衡等措施，能够完全满足宽带信号对收发信机幅频、群时延波动等指标的要求。

5、本发明功能比较全。本发明具有良好的模块自检、功率调节、可检测接收电平值等功能。

附图说明

图1是本发明电原理方框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细的描述。

本实施例中频输入信号为900MHz，参考信号频率为100MHz，发本振频率为7850MHz或8350MHz，收本振频率为8350MHz或7850MHz。参照图1，本发明由发功率控制1、发变频2、发综合器3、第一功分器4、晶振5、第一开关6、第一射频滤波器7、第二射频滤波器8、第二开关9、功放10、双工器11、低噪声放大器12、收综合器13、收变频14、中频滤波器15、电源16和监控17组成，图1为本发明的电原理方框图，实施例按图1连接线路。

本发明中的发功率控制1的作用是对中频900MHz信号进行幅度调整后送至发变频。

本发明中的发变频2的作用是将中频信号做混频处理，变频至X波段。

本发明中的发综合器3的作用是为发变频提供需要的低相噪发本振。

本发明中的第一功分器4的作用是将晶振产生的参考信号功分成两个幅度相位相等的信号。

本发明中的晶振5的作用是为发综合器、收综合器提供高稳低相噪的参考信号。

本发明中的第一开关6的作用是对来自发变频的信号进行通道选择。

本发明中的第一射频滤波器7的作用是对发变频后的信号进行选择滤波，滤除带外的干扰。

本发明中的第二射频滤波器8的作用是对发变频后的信号进行选择滤波，滤除带外的干扰。

本发明中的第二开关9的作用是对来自第一射频滤波器7或第二射频滤波器8的信号进行选择输出。

本发明中的功放10的作用是对发射频信号进行功率放大。

本发明中的双工器11的作用是对发信号选择性滤波后至天线口输出射频信号，对收信号进行选择性滤波后输出。

本发明中的低噪声放大电路12用于接收装置的的前端，其作用是放大接收到的微弱信号，降低噪声干扰。

本发明中的收综合器13的作用是为收变频提供需要的低相噪收本振。

本发明中的收变频14的作用是将X波段射频信号做混频处理，变频至中频900MHz。

本发明中的中频滤波器15的作用是对输出的中频信号进行滤波，以抑制带外杂散和噪声，解调器再对中频输出信号进行信号处理。

本发明中的电源16提供整个收发信机装置的直流工作电压，电源16分别输出电压V至发功率控制1、发变频2、发综合器3、晶振5、第一开关6、第二开关9、功放10、低噪声放大器12、收综合器13和收变频14的电源端口。

本发明中的监控17采用一片FPGA芯片对电路工作状态进行设置，监控17分别输出监控信号至发功率控制1、发变频2、发综合器3、第一开关6、第二开关9、功放10、低噪声放大器12、收综合器13和收变频14的监控端口。

本发明简要工作原理如下：

发射端：中频输入信号先进行幅度调整，调整后的中频信号与发本振混频变为射频信号，通过开关选择相应的滤波通道，滤除本振干扰，再进入功放放大后连接至双工器滤波，滤波后的射频信号经天线口输出。

接收端：来自天线的信号经过双工器滤波后送至低噪声放大器，经过低噪声放大后的信号与收本振混频变为中频信号，中频信号在中频滤波器中滤波，滤除带外干扰，中频输出信号至解调器解调处理。

本发明安装结构如下：

本设计采用模块化设计，所有安装在一个密封机箱内，机箱高度为2U，机箱前面板有天线端口，用电缆连接到收发信机双工器端口，收发信机中频输入输出端口连接到调制解调器端口，本发明安装完成。

Claims (2)

1.X频段地空传输宽带收发信机，其特征在于包括：发功率控制(1)、发变频(2)、发综合器(3)、第一功分器(4)、晶振(5)、第一开关(6)、第一射频滤波器(7)、第二射频滤波器(8)、第二开关(9)、功放(10)、双工器(11)、低噪声放大器(12)、收综合器(13)、收变频(14)、中频滤波器(15)、电源(16)和监控(17)；

发功率控制(1)的输入端口1接收外接中频输入信号，进行幅度调整并由输出端口2输出至发变频(2)的输入端口1；发变频(2)的输入端口2接收发综合器(3)输出端口2输出的发本振，发变频(2)将接收的幅度调整后的中频输入信号上变频至X波段并由输出端口3输出至第一开关(6)输入端口1；第一开关(6)将接收的X波段射频信号在监控信号的控制下选择滤波通道并由输出端口3输出至第一射频滤波器(7)的输入端口1或由输出端口2输出至第二射频滤波器(8)的输入端口1；第一射频滤波器(7)和第二射频滤波器(8)对接收的X波段射频信号分别进行滤波处理并由输出端口2分别输出至第二开关(9)的输入端口3和输入端口2；第二开关(9)将接收的滤波处理后的X波段射频信号由输出端口1输出至功放(10)的输入端口1；功放(10)将接收的滤波处理后的X波段射频信号进行功率放大并由输出端口2输出至双工器(11)的输入端口2；双工器(11)将接收的功率放大后的X波段射频信号进行滤波并由天线口3输出射频信号；

双工器(11)接收天线发送的射频信号，进行滤波处理并由输出端口1输出至低噪声放大器(12)的输入端口2；低噪声放大器(12)将接收的滤波处理后的射频信号进行低噪声放大并由输出端口1输出至收变频(14)的输入端口3；收变频(14)的输入端口2接收综合器(13)输出端口1输出的收本振，收变频(14)将接收的低噪声放大的射频信号进行下变频得到中频输出信号并由输出端口1输出至中频滤波器(15)的输入端口2；中频滤波器(15)将接收的中频输出信号进行滤波处理并输出端口1输出；

晶振(5)的输出端口1输出参考信号到第一功分器(4)的输入端口1；第一功分器(4)将接收的参考信号分成两路并由输出端口2和输出端口3分别输出至发综合器(3)输入端口1和收综合器(13)输入端口2；发综合器(3)将接收的参考信号进行倍频锁相得到发本振并由输出端口2输出至发变频(2)的输入端口2；收综合器(13)将接收的参考信号进行倍频锁相得到收本振并由输出端口2输出至收变频(14)的输入端口2。

2.根据权利要求1所述的X频段地空传输宽带收发信机，其特征在于：发综合器(3)与收综合器(13)共用晶振(5)产生的时钟。