CN106099267B - 一种电调双工器校频系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电调双工器自动校频系统，涉及微波通信领域。该系统包括校频单元、第一开关、第二开关、发电调滤波器、收电调滤波器、环行器、射频自环器和低噪声放大器等；校频单元将接收信号进行变频放大滤波后，将滤波信号依次进行取样、比较、判决和计数，达到预设阈值后，输出发指定频率至发电调滤波器或者输出收指定频率至收电调滤波器。本发明通过校频单元和开关相配合，使得电调双工器实现自动校频，具有智能化、自动化程度高的特点；机电结合，软硬结合，可在宽频率范围内自动改变校准工作频率；调谐速度快，并且在高低温环境下保持双工器工作频率的准确性、稳定性；是一种通用性强、集成化高的电调双工器自动校频系统。

Description

一种电调双工器校频系统

技术领域

本发明涉及通信领域中的一种微波电调双工器自动校频系统，可以快速、准确地改变电调双工器的频率，尤其适合用于高频段、宽频带通信设备。

背景技术

现有技术中专利号为CN201320615583.X的中国实用新型专利公开了“一种C波段电调双工器”，目前使用的电调双工器，只采用一组常温下固定的定标数据，该数据存储在单片机内，通过单片机控制电调滤波器的步进电机改变电调滤波器频率。由于振动、环境温度的变化，导致中心频率偏离，而该电调滤波器不具备频率自检能力，无法确定频率是否准确，从而无法自我恢复原频率，影响通信设备正常工作。

发明内容

为了克服现有技术中的不足，本发明提供一种电调双工器校频系统，通过校频单元可以快速、准确地改变电调双工器的频率。本发明无需常温下固定的定标数据，而是根据电调双工器目前的工作环境及工作状态，在任意环境下，通过电调双工器校频系统实时、准确地改变电调双工器的频率，尤其适合高频段、宽频带的电调双工器。由于不采用以前的定标方案，使得调试过程更简单可靠，该系统还具有射频自环检测功能。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种电调双工器校频系统包括射频自环器7、低噪声放大器8、发电调滤波器4、收电调滤波器5、环行器6、校频单元1、第一开关2和第二开关3。

发电调滤波器4用于接收功放信号，经耦合端输出耦合信号至第二开关3的公共端；发电调滤波器4用于通过第三控制线接收校频单元1输出的发指定频率，并将其中心频率调谐至发指定频率后对功放信号进行滤波，输出发功率信号至环行器6；

发电调滤波器4用于接收外部功放信号，经耦合端输出耦合信号至第二开关3的公共端；发电调滤波器4用于通过第三控制线接收校频单元1输出的发指定频率，并将其中心频率调谐至发指定频率后，对功放信号进行滤波，输出发滤波信号至环行器6；

收电调滤波器5用于接收射频自环器7输出的变频后的耦合信号；用于通过第四控制线接收校频单元1输出的收指定频率，并将其中心频率调谐至收指定频率后，对环形器6输入的射频信号进行滤波，并输出收滤波信号至第一开关2的第一通道；

第一开关2用于在第一开关控制信号的控制下，将公共端与第二通道或者第一通道选通；第一开关2的公共端输出耦合信号或者收滤波信号到低噪声放大器8的输入端；第一开关2的第一通道连接收电调滤波器5的输出端；

第二开关3用于在第二开关控制信号的控制下将公共端与第二通道或者第一通道选通；第二开关3的第二通道与第一开关2的第二通道相连通；第二开关3的第一通道连接射频自环器7的输入端；

射频自环器7用于将收到的耦合信号变频到收电调滤波器5的频率后输出至收电调滤波器5的耦合端；

低噪声放大器8用于将耦合信号或者收滤波信号进行低噪声放大处理后输出；

环行器6用于接收外部射频信号或者输出发滤波信号；

校频单元1用于将第一开关控制信号和第二开关控制信号一一对应输出至第一开关2和第二开关3；校频单元1用于接收处理后的低噪声放大器8的输出信号，将接收信号进行变频、放大、滤波后，将滤波信号依次进行取样、比较、判决和计数，达到预设阈值后，输出发指定频率至发电调滤波器4；校频单元1用于接收处理后的低噪声放大器8的输出信号，将接收信号进行变频、放大、滤波后，将滤波信号依次进行取样、比较、判决和计数，达到预设阈值后，输出收指定频率至收电调滤波器5。

其中，调节发电调滤波器4的工作频率时，校频单元1输出的第一控制信号用于接通第一开关2的公共端和第二通道，第二控制信号用于接通第二开关3的公共端和第二通道；调节收电调滤波器5的工作频率时，校频单元1输出的第一控制信号用于接通第一开关2的公共端和第一通道，第二控制信号用于接通第二开关3的公共端和第一通道。

其中，包括变频器、放大器、滤波器和可编程门电路FPGA，在可编程门电路FPGA中包括抽样判决器、计数器和控制模块；

抽样判决器用于将变频、放大、滤波后的接收信号进行采样，得到不同时刻的采样值后，将采样值与预设阈值进行比较并得到判决结果；

计数器用于统计大于预设阈值的采样值，并输出至控制模块；

控制模块用于根据大于预设阈值的采样值得到收指定频率或者发收指定频率，还用于生成第一开关控制信号和第二开关控制信号，通过第三控制线输出发指定频率至发电调滤波器4，通过第四控制线输出收指定频率至收电调滤波器5，通过第一控制线输出第一开关控制信号至第一开关2，通过第二控制线输出第二开关控制信号至第二开关3。

其中，所述自环器和低噪声放大器安装在一个盒体内。

由于采用了上述技术方案，本发明所取得的技术进步在于：

1.本发明的电调双工器校频系统，充分利用原有设备中的部件,简单增加了两只射频开关和校频单元及其软件，通过校频软件控制，实现对发电调滤波器和收电调滤波器校频功能。

2.本发明采用了校频单元，其中安装了校频电路，校频软件安装在校频电路中的可编程门电路FPGA中，校频软件通过控制线分别控制开关，选择发电调滤波器及收电调滤波器，使得发、收滤波器按照设置的频率自动改频。

3.本发明的电调双工器校频系统，不需要常温下固定的定标数据，而是根据电调双工器目前的工作环境及工作状态，通过自动校频系统，实时校准电调双工器频率。更为重要的是，该系统改变电调双工器频率，不受环境温度的影响，随时改频,解决了原来电调滤波器使用一套定标数据,在高温或低寒环境下，导致频带中心频率不准、甚至无法满足需求的问题。

4.本发明巧妙利用了低噪声放大器、射频自环器及开关，使得校频系统能分别改变发电调滤波器、收电调滤波器的工作频率，使频率改变更灵活，准确，并具备各种环境条件的普适性，极大提高电调滤波器的实用性与可靠性。

5.本发明采用了在收电调滤波器、发电调滤波器腔体的侧壁上安装同轴耦合口，直接耦合出射频信号的方案，无需另外增加耦合器，既可完成校频工作，节省成本与体积，同时为设备提供射频自环信号，简化设备连接关系，具有收发双工、自环耦合、频率校准等一体化多功能的特点，满足设备集成化的要求，提高实用能力。

6.本发明采用了软件控制、一体化设计、系列化、模块化结构的新要求，能够应用于L、C、X、Ku等多波段，为电调滤波器在更高频段的应用奠定了基础。

附图说明

图1是本发明的一种电调双工器校频系统的框图。

图2是本发明的一种电调双工器校频系统的结构示意图。

图3是本发明的校频单元原理框图。

其中，1-校频单元，2-第一开关，3-第二开关，4-发电调滤波器，5-收电调滤波器，6-环形器，7-射频自环器，8-低噪声放大器，9-收电调滤波器输出端，10-发电调滤波器耦合输出端，11-第三控制线，12-第四控制线，13-18、25、26-同轴电缆，19-收电调滤波器耦合输入端，20-发电调滤波器功率输入端，21-第一控制线，22-第二控制线，23-低噪声放大器输出端，24-天线口，27-校频单元收信号输入端。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

图1是本发明的一种电调双工器校频系统框图。校频单元1驱动发电调滤波器4，同时控制第一开关2、第二开关3，使发电调滤波器4的耦合端与低噪声放大器8的输入端连通，校频单元1接收处理后的低噪声放大器8的输出信号，经变频、放大、滤波、可编程门电路FPGA处理后输出发指定频率，改变发电调滤波器4频率。然后，校频单元1驱动收电调滤波器5，同时控制第一开关2、第二开关3，使射频自环器7的输出端与收电调滤波器5的耦合端连通，低噪声放大器8的输入端与收电调滤波器5的输出端连通，校频单元1接收处理后低噪声放大器8的输出信号，经变频、放大、滤波、可编程门电路FPGA处理后输出收指定频率，改变收电调滤波器5频率。

如图2所示的一种电调双工器校频系统，包括校频单元1、第一开关2、第二开关3、发电调滤波器4、收电调滤波器5、环行器6、射频自环器7、低噪声放大器8及同轴电缆13、14、15、16、17、18、25、26；

校频单元1通过第三控制线11与发电调滤波器4连接，通过第四控制线12与收电调滤波器5连接，通过第一控制线21与第一开关2连接，通过第二控制线22与第二开关3连接；

第二开关3的COM端通过同轴电缆13与发电调滤波器4耦合端连接，J2端通过同轴电缆14与第一开关2的J2端连接；J1端通过同轴电缆18与所述射频自环器7输入端连接；

第一开关2的COM端通过同轴电缆15与低噪声放大器8输入端连接；J1端通过同轴电缆16与收电调滤波器5的输出端连接；

收电调滤波器5的耦合端通过同轴电缆17与射频自环器7输出端连接；

工作时，首先改变发电调滤波器4的工作频率，校频单元1驱动发电调滤波器4同时控制第二开关3的COM端与其J2端连通，第一开关2的COM端与其J2端连通，第一开关2、第二开关3通过同轴电缆14连接，从而使发电调滤波器的耦合端与低噪声放大器8的输入端连通。此时，发电调滤波器4接收外部功放信号，经耦合端输出耦合信号至第二开关3的公共端，经过上述开关通道，发电调滤波器4通过第三控制线11调谐至发指定频率，耦合信号由低噪声放大器8的输入端输入并经放大处理后，通过外部设备输出至校频单元1收信号输入端27，经校频单元1处理后，预置发频率到发指定频率，进行发电调滤波器4改频；发电调滤波器4将其中心频率调谐至发指定频率，然后对功放信号进行滤波，输出发滤波信号至环行器6。

而后，收电调滤波器5自动校频，校频单元1控制第二开关3的COM端与其J1端连通，第一开关2的COM端与J1连通，J1与收电调滤波器5的输出端口9通过同轴电缆16级接，低噪声放大器8输入端与第一开关2的COM端通过同轴电缆15连接；发电调滤波器4接收外部功放信号，经耦合端输出耦合信号至第二开关3的公共端；经过上述开关通道，耦合信号由射频自环器7的输入端输入，射频自环器7将收到的耦合信号变频到收电调滤波器5的收指定频率后，输出至收电调滤波器5的耦合端19；收电调滤波器5通过第四控制线12调谐至收指定频率后，对射频自环器7输入的变频信号进行滤波，输出收滤波信号至第一开关2的第一通道；第一开关2的公共端输出收滤波信号至低噪声放大器8放大后输出；低噪声放大器8的收滤波信号经低噪声放大处理后，通过外部设备输出至校频单元收信号输入端27；经校频单元处理后，预置收频率到收指定频率；收电调滤波器5完成自动校频。

图3是本发明的校频单元实现框图。实施例中，校频单元1包括变频器、放大器、滤波器、可编程门电路FPGA；可编程门电路FPGA中包括抽样判决器、计数器和控制模块。来自低噪声放大器8输出的收信号经过处理后，输入至校频单元1的输入端，再经过变频、放大、滤波，输入到FPGA中，然后经过抽样判决器采样判决得到判决结果输出至计数器；计数器统计大于预设阈值的采样值并输出至控制模块；控制模块根据大于预设阈值的采样值得到控制数据，该控制数据即为发电调滤波器或者收电调滤波器的转动步进，根据该转动步进调谐发电调滤波器或者收电调滤波器，使得滤波器的中心频率刚好停在预置频率上；控制模块生成第一开关控制信号和第二开关控制信号；通过第一开关控制信号和第二开关控制信号控制开关通道、选择发电调滤波器及收电调滤波器校频通道，使得发、收滤波器按照设置的频率自动改频。

本发明安装如下：本发明采用了软件控制、一体化集成的方式，可以安装在一个盒体内，也可以根据实际需要灵活安装。

Claims (4)

1.一种电调双工器校频系统，包括射频自环器(7)、低噪声放大器(8)、发电调滤波器(4)、收电调滤波器(5)和环行器(6)；其特征在于：还包括校频单元(1)、第一开关(2)和第二开关(3)；

发电调滤波器(4)用于接收外部功放信号，经耦合端输出耦合信号至第二开关(3)的公共端；发电调滤波器(4)用于通过第三控制线接收校频单元(1)输出的发指定频率，并将其中心频率调谐至发指定频率后，对功放信号进行滤波，输出发滤波信号至环行器(6)；

收电调滤波器(5)用于接收射频自环器(7)输出的变频后的耦合信号；用于通过第四控制线接收校频单元(1)输出的收指定频率，并将其中心频率调谐至收指定频率后，对环形器(6)输入的射频信号进行滤波，并输出收滤波信号至第一开关(2)的第一通道；

第一开关(2)用于在第一开关控制信号的控制下，将公共端与第二通道或者第一通道选通；第一开关(2)的公共端输出耦合信号或者收滤波信号到低噪声放大器(8)的输入端；第一开关(2)的第一通道连接收电调滤波器(5)的输出端；

第二开关(3)用于在第二开关控制信号的控制下将公共端与第二通道或者第一通道选通；第二开关(3)的第二通道与第一开关(2)的第二通道相连通；第二开关(3)的第一通道连接射频自环器(7)的输入端；

射频自环器(7)用于将收到的耦合信号变频到收电调滤波器(5)的频率后输出至收电调滤波器(5)的耦合端；

低噪声放大器(8)用于将耦合信号或者收滤波信号进行低噪声放大处理后输出；

环行器(6)用于接收外部射频信号或者输出发滤波信号；

校频单元(1)用于将第一开关控制信号和第二开关控制信号一一对应输出至第一开关(2)和第二开关(3)；校频单元(1)用于接收处理后的低噪声放大器(8)的输出信号，将接收信号进行变频、放大、滤波后，将滤波信号依次进行取样、比较、判决和计数，达到预设阈值后，输出发指定频率至发电调滤波器(4)；校频单元(1)用于接收处理后的低噪声放大器(8)的输出信号，将接收信号进行变频、放大、滤波后，将滤波信号依次进行取样、比较、判决和计数，达到预设阈值后，输出收指定频率至收电调滤波器(5)。

2.根据权利要求1所述的一种电调双工器校频系统，其特征在于：调节发电调滤波器(4)的工作频率时，校频单元(1)输出的第一控制信号用于接通第一开关(2)的公共端和第二通道，第二控制信号用于接通第二开关(3)的公共端和第二通道；调节收电调滤波器(5)的工作频率时，校频单元(1)输出的第一控制信号用于接通第一开关(2)的公共端和第一通道，第二控制信号用于接通第二开关(3)的公共端和第一通道。

3.根据权利要求1所述的一种电调双工器校频系统，其特征在于：所述的校频单元(1)包括变频器、放大器、滤波器和可编程门电路FPGA，在可编程门电路FPGA中包括抽样判决器、计数器和控制模块；

抽样判决器用于将变频、放大、滤波后的接收信号进行采样，得到不同时刻的采样值后，将采样值与预设阈值进行比较并得到判决结果；

计数器用于统计大于预设阈值的采样值，并输出至控制模块；

控制模块用于根据大于预设阈值的采样值得到收指定频率或者发指定频率，还用于生成第一开关控制信号和第二开关控制信号，通过第三控制线输出发指定频率至发电调滤波器(4)，通过第四控制线输出收指定频率至收电调滤波器(5)，通过第一控制线输出第一开关控制信号至第一开关(2)，通过第二控制线输出第二开关控制信号至第二开关(3)。

4.根据权利要求1所述的一种电调双工器校频系统，其特征在于：所述自环器和低噪声放大器安装在一个盒体内。