CN106100683A - 一种采用射频通信的短波交换矩阵共用系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种采用射频通信的短波交换矩阵共用系统，包括供电模块、主控板模块、无线模块、至少一个16×16交换单元；供电模块与主控板模块、16×16交换单元相连，主控板模块与16×16交换单元相连，无线模块与主控板模块相连，供电模块包括相互连接的交流滤波器和电源模块，主控板模块包括带键盘的VFD显示装置、SPI总线、微处理器，无线模块包括通信电路、射频电路、RS232，16×16交换单元包括16个1:16有源功分器、16个16:1开关。本发明的优点在于：有较高的线性度、较低的噪声以及较高的增益；解决了常规PIN开关二阶互调失真严重的问题；解决了设备体积庞大和线缆多而负载的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种交换机系统，具体涉及一种采用射频通信的短波交换矩阵共用系统。
背景技术
近年来，短波交换矩阵共用系统在民用领域得到了极大的应用，传统的系统已不能满足当前技术发展的要求，因此国内市场迫切需求短波交换矩阵共用系统。随着我国无线电通信事业和广播电视事业的空前发展，国家对短波交换矩阵共用系统的要求越来越高，对该项目产品的需求量正急剧增加。
目前，部队、无线电管理委员会及广电系统正在无线电监控设备有1000多套，这些设备多数技术落后，陈旧老化，已无法适应日益增长的短波交换矩阵共用系统任务，尤其是已无法满足安防的需要。随着国内广播电视事业的快速发展和短波预处理系统的技术进步，我国通信部门等单位在短波交换矩阵的投入将稳步增加。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是我国通信部门等单位的设备多数技术落后，陈旧老化，目的在于提供一种采用射频通信的短波交换矩阵共用系统，解决传统的交换矩阵已无法适应日益增长的短波交换矩阵共用系统任务，尤其是已无法满足安防的需要的问题。
本发明通过下述技术方案实现：
一种采用射频通信的短波交换矩阵共用系统，包括供电模块、主控板模块、无线模块、至少一个16×16交换单元；供电模块与主控板模块、16×16交换单元相连，主控板模块与16×16交换单元相连，无线模块与主控板模块相连。
供电模块：将220V交流电整流为5V、12V的直流电，给主控板模块、16×16交换单元供电；
主控板模块：向16×16交换单元发送控制信号，控制16×16交换单元；
无线模块：通过射频信号与其他设备进行信号交换。
16×16交换单元：接收主控板模块发送的控制信号，对控制需要交换的信号。系统主要采用模块化设计思路，将系统各部分进行独立研究设计，保证项目各模块研发能快速进行系统装配，供电模块给整个交换矩阵供电，主控板模块对输入输出信号进行控制，无线模块和外界进行信号交流，16×16交换单元完成信号交换工作。
所述供电模块包括相互连接的交流滤波器和电源模块；
交流滤波器：将220V交流电经过整流滤波后变成直流电输出到电源模块；
电源模块：接收交流滤波器输送的直流电，变压处理为+5V、-5V和+12V直流输出到主控板模块、16×16交换单元。采用高品质开关电源，将220V外部AC转化为DC供给内部器件使用，并且在器件供电位置加退耦电容，滤除电源处理不干净带来的电源纹波。
所述主控板模块包括带键盘的VFD显示装置、SPI总线、微处理器、通信电路；微处理器与键盘的VFD显示装置和通信电路连接，微处理器通过SPI总线向所述16×16交换单元发送控制信号；
带键盘的VFD显示装置：键盘接收外部输入控制参数，将控制参数发送到微处理器，接收微处理器的数据显示在VFD显示屏上；
SPI总线：连接微处理器与所述16×16交换单元；
微处理器：通过SPI总线接收16×16交换单元传输的信号、通过通信电路接收无线模块的信号，根据控制参数输出控制信号到SPI总线，同时将处理后的信号发送给无线模块；
通信电路：接收无线模块的信号，并发送给微处理器；接收微处理器的信号并发送给无线模块。微处理器从外接键盘或通信电路获取控制参数后通过SPI总线对交换矩阵进行控制，同时通过通信电路向无线模块发送。
所述无线模块包括通信电路、射频电路、RS232；
通信电路：接收无线模块的信号，并发送给微处理器；接收微处理器的信号并发送给无线模块；
射频电路：接收外界射频信号，并发送给通信电路；接收通信电路的信号，转化为射频信号后向外发送；
RS232：通信电路、射频电路之间的连接接口。两模块之间的电缆连接，连接电缆多而负载，并且成本高，公司自己设计盲插式射频连接器，实行了两模块之间的无线缆连接，减小了设备体积，并且扩大了设备的交换规模。在设备维修方面也提升了维修性和可操作性，解决了设备体积庞大和线缆多而负载的问题。
所述16×16交换单元包:16个1:16有源功分器、16个16:1开关，每个1:16有源功分器都分别与每个16:1开关建立连接；
1:16有源功分器：将输入信号分为16份相同的信号分别发送到16个16:1开关；
16:1开关：从16个1:16有源功分器接收信号，合路后输出。交换矩阵单元是背板式交换机上的硬件结构，用于在各个线路板卡之面实现高速的点到点连接，提供了能在插槽之间的各个点到点连接上同时转发数据包的机制。
所述1:16有源功分器上设置有输入低噪声放大器、16:1开关采用PIN开关加固定衰减器，使用差分对消电路。输入放大器的选择不当，将会引起较为严重的互调失真，采用低噪声放大器的线性度高，噪声低，保证设备系统指标重设计要求，采用PIN开关加固定衰减器的方式，研发差分对消的电路设计技术，解决了常规PIN开关二阶互调失真严重的问题，完全达到了系统整体要求。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、一种采用射频通信的短波交换矩阵共用系统，采用功率回退和后馈线性化技术使放大器有较高的线性度、较低的噪声以及较高的增益。
2、一种采用射频通信的短波交换矩阵共用系统，采用PIN开关加固定衰减器的方式，解决了常规PIN开关二阶互调失真严重的问题，完全达到了系统整体要求。
3、一种采用射频通信的短波交换矩阵共用系统，解决了设备体积庞大和线缆多而负载的问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明系统结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1
如图1所示，一一种采用射频通信的短波交换矩阵共用系统，包括供电模块、主控板模块、无线模块、至少一个16×16交换单元；供电模块与主控板模块、16×16交换单元相连，主控板模块与16×16交换单元相连，无线模块与主控板模块相连，采用高品质开关电源，将220V外部AC转化为DC供给内部器件使用,并且在器件供电位置加退耦电容，滤除电源处理不干净带来的电源纹波。开关电源模块外部输入电压: 220V±22V/AC，50Hz±5Hz；输出电源： +12V/DC，+5V/DC，-5V/DC，控制模块采用带键盘的VFD显示装置、SPI总线和单片机组成，无线模块采用RS232接口进行通信，采用射频信号与外界进行信息交换，16×16交换单元包:16个1:16有源功分器、16个16:1开关，每个1:16有源功分器都分别与每个16:1开关建立连接，1:16有源功分器上设置有输入低噪声放大器、16:1开关采用PIN开关加固定衰减器，使用差分对消电路。输入放大器的选择不当，将会引起较为严重的互调失真，采用低噪声放大器的线性度高，噪声低，保证设备系统指标重设计要求，采用PIN开关加固定衰减器的方式，研发差分对消的电路设计技术，解决了常规PIN开关二阶互调失真严重的问题，完全达到了系统整体要求。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种采用射频通信的短波交换矩阵共用系统，其特征在于，包括供电模块、主控板模块、无线模块、至少一个16×16交换单元；供电模块与主控板模块、16×16交换单元相连，主控板模块与16×16交换单元相连，无线模块与主控板模块相连；
供电模块：将220V交流电整流为5V、12V的直流电，给主控板模块、16×16交换单元供电；
主控板模块：向16×16交换单元发送控制信号，控制16×16交换单元；
无线模块：通过射频信号与其他设备进行信号交换；
16×16交换单元：接收主控板模块发送的控制信号，对控制需要交换的信号。
2.根据权利要求1所述的一种采用射频通信的短波交换矩阵共用系统，其特征在于，所述供电模块包括相互连接的交流滤波器和电源模块；
交流滤波器：将220V交流电经过整流滤波后变成直流电输出到电源模块；
电源模块：接收交流滤波器输送的直流电，变压处理为+5V、-5V和+12V直流输出到主控板模块、16×16交换单元。
3.根据权利要求1所述的一种采用射频通信的短波交换矩阵共用系统，其特征在于，所述主控板模块包括带键盘的VFD显示装置、SPI总线、微处理器、通信电路；微处理器与键盘的VFD显示装置和通信电路连接，微处理器通过SPI总线向所述16×16交换单元发送控制信号；
带键盘的VFD显示装置：键盘接收外部输入控制参数，将控制参数发送到微处理器，接收微处理器的数据显示在VFD显示屏上；
SPI总线：连接微处理器与所述16×16交换单元；
微处理器：通过SPI总线接收16×16交换单元传输的信号、通过通信电路接收无线模块的信号，根据控制参数输出控制信号到SPI总线，同时将处理后的信号发送给无线模块；
通信电路：接收无线模块的信号，并发送给微处理器；接收微处理器的信号并发送给无线模块。
4.根据权利要求1所述的一种采用射频通信的短波交换矩阵共用系统，其特征在于，所述无线模块包括通信电路、射频电路、RS232；
通信电路：接收无线模块的信号，并发送给微处理器；接收微处理器的信号并发送给无线模块；
射频电路：接收外界射频信号，并发送给通信电路；接收通信电路的信号，转化为射频信号后向外发送；
RS232：通信电路、射频电路之间的连接接口。
5.根据权利要求1所述的一种采用射频通信的短波交换矩阵共用系统，其特征在于，所述16×16交换单元包括16个1:16有源功分器、16个16:1开关，每个1:16有源功分器都分别与每个16:1开关建立连接；
1:16有源功分器：将输入信号分为16份相同的信号分别发送到16个16:1开关；
16:1开关：从16个1:16有源功分器接收信号，合路后输出。
6.根据权利要求5所述的一种采用射频通信的短波交换矩阵共用系统，其特征在于，所述1:16有源功分器上设置有输入低噪声放大器、16:1开关采用PIN开关加固定衰减器，使用差分对消电路。
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