CN104883201A - 基于单天线的全双工流星余迹通信装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于单天线的全双工流星余迹通信装置，它涉及流星余迹通信领域。本发明包括链路控制器、调制解调器、收发信机、功率放大器和双工器。本发明采用一种承受功率大、传入损耗小、收发隔离度高的双工器，在保证系统通信性能的前提下，将接收通道和发送通道合并为一个全双工通道，通过一付天线即可完成不同流星余迹通信设备之间的全双工通信，从而减少了天线的数量，降低了天线架设场地的要求，缩短了流星余迹通信的开通架设时间。本发明具有承受功率大、收发隔离度高、开通架设简单方便、集成化程度高、性能稳定可靠等特点，特别适用于天线架设场地受限或对开通架设有时间要求的流星余迹通信场合。
Description
技术领域
本发明涉及流星余迹通信领域，尤其是涉及基于单天线的全双工流星余迹通信装置，特别适用于天线架设场地受限或对开通架设有时间要求的全双工流星余迹通信场合。
背景技术
流星余迹通信传输损耗约180dB左右、传输路径长达2000km，大部分接收信号的强度在-110dBm之间，因此流星余迹通信需要很高的系统增益来保证系统的性能。
在全双工流星余迹通信中，通常采用几百至几千瓦的高功率发射机来提高系统增益，同时对高功率发射机的带外噪声进行约120dB左右的抑制，以避免落入接收通道内的发射机边带噪声强度高于接收信号强度，形成同频干扰，影响通信性能。
由于流星余迹通信高发射功率、高接收灵敏度和高系统增益的特点以及工作频段的限制，目前还没有一种承受功率大、插入损耗小，收发隔离度高的双工器装置，能够满足全双工流星余迹通信的需要。当采用全双工通信方式时，只能在一定距离上架设收、发两付天线，利用空间隔离来保证收发通道之间的隔离度，同时保证系统增益不受损失。这在一定程度上提高了对天线架设场地的要求，同时也增加了流星余迹通信的开通架设时间。
发明内容
本发明的目的在于避免上述背景技术中的不足之处而提供一种基于单天线的全双工流星余迹通信装置。本发明采用一种承受功率大、传入损耗小、收发隔离度高的双工器，在保证系统通信性能的前提下，将接收通道和发送通道合并为一个全双工通道，通过一付天线即可完成不同流星余迹通信站点之间的全双工通信，从而减少了天线的数量，降低了天线架设场地的要求，缩短了流星余迹通信的开通架设时间。本发明具有承受功率大、收发隔离度高、开通架设简单方便、集成化程度高、性能稳定可靠等特点。
本发明的目的是这样实现的：基于单天线的全双工流星余迹通信装置，包括链路控制器1、调制解调器2、收发信机3、功率放大器4和双工器5；
所述的链路控制器1将由输入输出端口1接收到的外部报文数据进行分组和编码形成报文分组数据；根据其输入端口3接收的突发帧内的错误信息组织待发送的报文分组数据并形成突发帧，通过输出端口2输出突发帧至调制解调器2的输入端口1；将由其输入端口3接收到的突发帧内的报文分组数据进行校验，将正确的报文分组数据整合成完整的数据报文后，根据接口协议将完整的数据报文由输入输出端口1输出；
调制解调器2将由输入端口1接收到的突发帧调制成中频信号，并由输出端口2输出至收发信机3的输入端口1；将由其输入端口3接收到的中频信号进行解调形成突发帧，并由输出端口4输出至链路控制器1的输入端口3；
收发信机3将由输入端口1接收到的已调制的中频信号转换为射频信号，并由输出端口2输出至功率放大器4的输入端口1；其输入端口3接收来自双工器5的滤除干扰后的射频信号，并将收到的射频信号转换为中频信号并由输出端口4输出至调制解调器2的输入端口3；
功率放大器4将接收到的射频信号进行功率放大，并由输出端口2输出至双工器5的输入端口1；
双工器5由输入端口1接收放大后的射频信号，完成带外抑制后由输入输出端口2输出；由输入输出端口2接收到的射频信号滤除带外干扰后由输出端口3输出至收发信机3的输入端口3。
其中，所述双工器5包括匹配负载6、第一功分移相器7、第一腔体带通滤波器8、第二腔体带通滤波器9、第二功分移相器10和第三腔体带通滤波器11；
所述的匹配负载6吸收由第一功分移相器7的输出端口1输出的反射信号；
第一功分移相器7将由输入端口3接收到的射频信号功率等分成两路后分别由输出端口2和输出端口4输出至第一腔体带通滤波器8和第二腔体带通滤波器9的输入端口1；其输出端口1输出来自输出端口2和输出端口4的反射信号；
第一腔体带通滤波器8和第二腔体带通滤波器9分别对接收到的射频信号进行带外抑制，由各自的输出端口2分别对应输出至第二功分移相器10的输入端口1和输入端口3；
第二功分移相器10将来自输入端口1和输入端口3的射频信号分别移相后进行合成形成射频合成信号并由输入输出端口2输出至外部天线；同时由其输入输出端口2接收来自外部天线的射频信号并将该射频信号移相后由输出端口4输出至第三腔体带通滤波器11的输入端口1；
第三腔体带通滤波器11将接收到的射频信号滤除带外干扰后由输出端口2输出至收发信机3的输入端口3。
本发明相比背景技术有如下优点：
1.本发明由于采用双工器5将收发两个独立的通道转换为收发共用的一个通道，减少了天线数量，降低了流星余迹通信对天线架设场地的要求，缩短了开通架设的时间。
2.本发明采用的双工器5具有承受功率大，插入损耗小，收发隔离度高的特点，使用后不会影响流星余迹通信的性能。
3.本发明开通架设简单方便、具有集成化程度高、性能稳定可靠等特点，特别适用于流星余迹通信场地受限的场合。
附图说明
图1是本发明的电原理方框图；
图2是本发明双工器5实施例的电原理方框图。
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说明。
参照图1至图2，本发明由链路控制器1、调制解调器2、收发信机3、功率放大器4和双工器5组成，图1是本发明的电原理方框图，实施例按图1连接线路。
链路控制器1的作用是将接收的外部报文数据并进行分组和编码；根据接收到的错误信息组织待发送的报文分组数据送至调制解调器2；将接收到的校验正确的报文分组数据整合成完整的数据报文后，根据接口协议将完整的数据报文发送输出。
调制解调器2完成突发帧的调制，并将已调制的中频信号输出至收发信机3；将收到的中频调制信号进行解调，将解调数据送至链路控制器1。
收发信机3将调制后的中频信号转换为射频信号送至功率放大器5；将收到的滤除干扰后的射频信号转换为中频信号送至调制解调器2。
功率放大器4射频信号进行功率放大后送至双工器5。
双工器5的作用是完成收发射频信号的滤波，并将收发两个独立的通道转换为收发共用一个通道。
实施例中链路控制器1、调制解调器2采用现场可编程门阵列(FPGA)集成电路制作，收发信机3和功率放大器4由通用集成电路制作。
图2是本发明的双工器5实施例的电原理图，实施例按图2连接线路。双工器5由匹配负载6、两个功分移相器7、10和三个腔体带通滤波器8、9、11组成。匹配负载6吸收由第一功分移相器7输出的反射信号。两个功分移相器7、10的作用均是将输入的射频信号进行功率等分并完成射频信号的移相。三个腔体带通滤波器8、9、11均只要完成射频信号的带外抑制。实施例中两个功分移相器7、10和三个腔体带通滤波器8、9、11全部采用金属材料加工制作。
功分移相器7将接收到的大功率射频信号功率等分，一路移相180°后输出至腔体带通滤波器8，另一路移相90°后输出至腔体带通滤波器9；
功分移相器10将腔体带通滤波器8输出的移相180°的射频信号移相90°，将腔体带通滤波器9输出的移相90°的射频信号移相180°，两路射频信号同相叠加后经输入输出端口2输出至外部天线；功分移相器10将腔体带通滤波器9输出的移相90°的射频信号移相90°，将腔体带通滤波器8输出的移相180°的射频信号移相180°，两路射频信号在输出端口4反相叠加后消失；
功分移相器10将由输入输出端口2接收来自外部天线的射频信号并功率等分为两路信号，由于收发射频信号的频率不同，两路信号分别经输入端口1和输入端口3全反射至输出端口4和输入/输出端口2；全反射至输入/输出端口2的两路信号分别移相180°和360°，反相叠加后消失；全反射至输出端口4的两路信号移相270°，同相叠加后输出至第三腔体带通滤波器11。
本发明简要原理如下：外部报文数据按照接口协议进入链路控制器1，链路控制器1根据收到的调制解调器2的数据错误信息重新组织报文分组数据组织成突发帧输出至调制解调器2，调制解调器2完成突发帧的调制，并将已调制的中频信号输出至收发信机3，收发信机3将中频信号转变为射频信号，经功率放大器4放大后送至双工器5，双工器5对发射的射频信号滤波后输出。双工器5将接收的射频信号滤波后送至收发信机3，收发信机3将接收到的射频信号转换为中频信号，并将中频信号送至调制解调器2，调制解调器2将输入的中频信号进行解调，并将解调的突发帧送至链路控制器1，链路控制器1将接收的突发帧进行校验，将错误的数据信息自动请求重传，将校验正确的报文分组数据进行整合形成完整的报文，并将报文数据按照接口协议发送输出。
本发明中链路控制器1、调制解调器2、收发信机3和功率放大器4集成在一个高5U的19英寸通信机箱内。通信机箱和双工器5的所有部件安装在19英寸的通信机柜内，机柜背面安装外部数据信号接口、供电接口和天线接口，组装成本发明。
Claims (2)
1.基于单天线的全双工流星余迹通信装置，包括链路控制器(1)、调制解调器(2)、收发信机(3)和功率放大器(4)，其特征在于：还包括双工器(5)；
所述的链路控制器(1)将由输入输出端口1接收到的外部报文数据进行分组和编码形成报文分组数据；根据其输入端口3接收的突发帧内的错误信息组织待发送的报文分组数据并形成突发帧，通过输出端口2输出突发帧至调制解调器(2)的输入端口1；将由其输入端口3接收到的突发帧内的报文分组数据进行校验，将正确的报文分组数据整合成完整的数据报文后，根据接口协议将完整的数据报文由输入输出端口1输出；
调制解调器(2)将由输入端口1接收到的突发帧调制成中频信号，并由输出端口2输出至收发信机(3)的输入端口1；将由其输入端口3接收到的中频信号进行解调形成突发帧，并由输出端口4输出至链路控制器(1)的输入端口3；
收发信机(3)将由输入端口1接收到的已调制的中频信号转换为射频信号，并由输出端口2输出至功率放大器(4)的输入端口1；其输入端口3接收来自双工器(5)的滤除干扰后的射频信号，并将收到的射频信号转换为中频信号并由输出端口4输出至调制解调器(2)的输入端口3；
功率放大器(4)将接收到的射频信号进行功率放大，并由输出端口2输出至双工器(5)的输入端口1；
双工器(5)由输入端口1接收放大后的射频信号，完成带外抑制后由输入输出端口2输出；由输入输出端口2接收到的射频信号滤除带外干扰后由输出端口3输出至收发信机(3)的输入端口3。
2.根据权利要求1所述的基于单天线的全双工流星余迹通信装置，其特征在于：所述双工器(5)包括匹配负载(6)、第一功分移相器(7)、第一腔体带通滤波器(8)、第二腔体带通滤波器(9)、第二功分移相器(10)和第三腔体带通滤波器(11)；
所述的匹配负载(6)吸收由第一功分移相器(7)的输出端口1输出的反射信号；
第一功分移相器(7)将由输入端口3接收到的射频信号功率等分成两路后分别由输出端口2和输出端口4输出至第一腔体带通滤波器(8)和第二腔体带通滤波器(9)的输入端口1；其输出端口1输出来自输出端口2和输出端口4的反射信号；
第一腔体带通滤波器(8)和第二腔体带通滤波器(9)分别对接收到的射频信号进行带外抑制，由各自的输出端口2分别对应输出至第二功分移相器(10)的输入端口1和输入端口3；
第二功分移相器(10)将来自输入端口1和输入端口3的射频信号分别移相后进行合成形成射频合成信号并由输入输出端口2输出至外部天线；同时由其输入输出端口2接收来自外部天线的射频信号并将该射频信号移相后由输出端口4输出至第三腔体带通滤波器(11)的输入端口1；
第三腔体带通滤波器(11)将接收到的射频信号滤除带外干扰后由输出端口2输出至收发信机(3)的输入端口3。
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