CN108092688A - 一种大功率数据传输收发电台 - Google Patents
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Abstract
本发明一种大功率数据传输收发电台，其数字调制收发机具有发送端口和接收端口，发送端口依次连接PA、LC低通滤波器、PIN开关管后与天线相连，PIN开关管还依次通过低噪声放大电路、LC带通滤波器与接收端口相连，数字调制收发机还具有与基站进行数据传输的串口。本发明一种大功率数据传输收发电台增加了接收数据链路，使得大功率数据传输电台具有收发功能；并且在电源端通过防浪涌保护、电压检测以及防反接保护电路确保电台供电的稳定性；PA输出端通过耦合检波方式判断大功率输出时天线端口状态，从而设置PA的偏置电压，确保PA不会损坏；而且还引入了蓝牙作为无线数据链传输方式；同时还增加了PA的温度保护机制，防止其高温损毁。
Description
技术领域
本发明属于数据传输技术领域，具体涉及一种大功率数据传输收发电台。
背景技术
在传统的测绘作业中，数据传输电台作为基站和移动站之间定位数据传输的一种设备，主要用于将基站的数据向移动站进行单向传输。现在普遍使用的数传电台结构如图1所示，为了使得基站的定位数据能传输更远，移动站的作业半径更大，其采用基于4FSK和GMSK的30W的大功率收发机将基站的定位数据发送给移动站，将电瓶经过简单滤波后为收发机供电。由于数据是从基站向移动站单向传输，因此采用了最为简单的单发射模式，这种结构虽然简化了设计，容易实现，但是同时也带来了一些隐患，主要如下：
1、功能不全，电台没有接收链路，无法使用中继功能，无法通过中继的方式继续扩大覆盖面积；
2、接口单一，只能使用配套的数据电缆，电台的扩展应用比较局限；
3、采用电瓶输出，未考虑正负极反接，其他设备噪声通过电瓶引入，会对电台传输的信号造成的影响；
4、功率放大器(简称PA)采用大功率输出，如果天线没有接(开路状态)，或者天线坏了(短路状态)，一旦发射都会直接烧毁PA。
因此，对现有的数传电台结构进行改进就变得十分有必要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种大功率数据传输收发电台，其通过增加接收链路，使得本电台具备收发的中继传输功能，扩大了覆盖面积。
本发明所采用的技术方案是：一种大功率数据传输收发电台，包括利用电源进行供电的数字调制收发机，所述数字调制收发机具有发送端口和接收端口，所述发送端口依次连接功率放大器、LC低通滤波器、PIN开关管后与天线相连，所述PIN开关管还依次通过低噪声放大电路、LC带通滤波器与所述接收端口相连，所述数字调制收发机还具有与基站进行数据传输的串口。
进一步的，所述低噪声放大电路与PIN开关管之间还设置有ESD隔离电路，所述ESD隔离电路用于提高所述低噪声放大电路的抗静电能力。
进一步的，所述功率放大器的输出端通过微带线耦合有耦合检波电路，所述耦合检波电路与PIN开关管的输出端也通过微带线耦合，所述耦合检波电路用于检测天线的状态：当检测到天线短路或者开路时，所述耦合检波电路调整所述功率放大器的偏置电压；当检测到天线负载接入，所述耦合检波电路恢复所述功率放大器的偏置电压，使所述功率放大器正常工作。
进一步的，所述功率放大器还连接有温度保护电路，所述温度保护电路用于获取所述功率放大器的工作温度，并将所述工作温度模拟信号通过ADC检测电路转换为数字信号发送给所述数字调制收发机，所述数字调制收发机根据所述功率放大器的工作温度控制所述功率放大器的工作状态。
进一步的，所述数字调制收发机还具有无线传输模块、并通过所述无线传输模块进行无线数据传输数据。
优选的，所述无线传输模块为蓝牙模块。
进一步的，所述电源的供电端设置有ADC检测电路，所述ADC检测电路用于获取所述电源的输出电压，当输出电压低于设定值时断开所述电源，停止供电。
进一步的，所述电源与所述数字调制收发机之间设置有防浪涌保护电路，所述防浪涌保护电路至少包括一个TVS二极管吸收所述电源发出的瞬时过电压。
优选的，所述防浪涌保护电路包括至少两个通过功率电感相连的防浪涌保护单元，所述防浪涌保护单元包括若干个互相并联的滤波电容和TVS二极管。
进一步的，所述电源与所述数字调制收发机之间还设置有防反接电路，确保所述电源反接不会损坏所述数字调制收发机。
本发明的一种大功率数据传输收发电台增加了接收数据链路，使得大功率数据传输电台具有收发功能(可以应用电台中继)；并且在电源端通过防浪涌保护、电压检测以及防反接保护电路确保整个电台供电的稳定性；PA输出端通过耦合检波方式判断大功率输出时候天线端口状态，从而设置PA的偏置电压，确保PA不会损坏；而且还引入了蓝牙作为无线数据链，丰富了数据连接的方式；同时还增加了PA的温度保护机制，防止其高温损毁；通过上述方式提高了产品的稳定性和可靠性，使得大功率电台使用更安全、可靠。
附图说明
图1是现有技术中数据传输电台的结构示意图；
图2是本发明的一种大功率数据传输收发电台的结构示意图；
图3是本发明的一种大功率数据传输收发电台的防浪涌保护电路的电路结构图。
图中，1.数字调制收发机，2.功率放大器，3.LC低通滤波器，4.天线，5.PIN开关管，6.ESD隔离电路，7.低噪声放大电路，8.LC带通滤波器，9.耦合检波电路，10.温度保护电路，11.电瓶，12.供电保护模块。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明提供的一种大功率数据传输收发电台的结构如图2所示，包括利用电源进行供电的数字调制收发机1，数字调制收发机1可以采用4FSK、GMSK的调制方式处理信号，数字调制收发机1具有发送端口和接收端口，发送端口依次连接功率放大器2、LC低通滤波器3、PIN开关管5后与天线4相连，即发送信号时，经过数字调制收发机1调制后的信号先经过功率放大、在滤除其高频噪声后经过PIN开关管5导通由天线4发射出去；PIN开关管5还依次通过低噪声放大电路7、LC带通滤波器8与接收端口相连，接收信号时，信号由天线4接收后通过PIN开关管5导通接入、然后经过噪声放大和带通滤波后通过接收端口传输给数字调制收发机1，数字调制收发机1还具有与基站进行数据传输的串口。
进一步的，为了提高低噪声放大电路7的抗静电能力，因此在低噪声放大电路7与PIN开关管5之间设置一个ESD隔离电路6，用于提高低噪声放大电路7的抗静电能力。
本发明的数据传输收发电台为大功率功放输出，如果出现天线4开路、短路的情况，会造成天线驻波恶化，从而导致大量的能量反射回来，造成PA损坏。因此，本发明在PIN开关管5的输出端通过微带线采用耦合方式连接一个耦合检波电路9，耦合检波电路9与PA的输出端通过微带线耦合，耦合检波电路9用于检测天线的状态：当天线4短路或者开路时会耦合辐射能量，耦合检波电路9就可以检测到天线短路或开路状态，然后直接调整PA的偏置电压，使PA的输出功率变小甚至不输出，从而包括PA；当检测到天线4的负载接入，耦合检波电路9恢复功率放大器2的正常偏置电压，使功率放大器2正常工作。通过耦合检波电路9的设置，解决了使用者即使由于误操作造成天线接口的开路和短路状态，也不会对整个电台装置造成损坏。
本发明的数据传输收发电台的PA输出功率较大，因此散热是一个需要重视的问题，特别持续的户外工作，更容易造成PA的工作温度过高，如果不加以检测控制严重的话可能会造成PA烧毁。所以本发明将PA还连接一个温度保护电路10，温度保护电路10通过温度传感器获取功率放大器2的工作温度，并将该温度模拟信号通过ADC检测电路转换为数字信号发送给数字调制收发机1，由于设置了相应的门限温度，数字调制收发机1根据获取的温度信号判断PA的工作温度并控制其工作状态。本实施例中，当PA工作温度在65℃时，设置降低PA的输出功率；如果温度持续升高，达到85℃，则关闭PA，停止信号发射；当达到90℃时，则关闭整个电台电源不再工作，达到关机的效果。
进一步的，数字调制收发机1还具有无线传输模块、并通过无线传输模块进行无线数据传输数据。本实施例中无线传输模块选择蓝牙模块，基站通过蓝牙模块将数据传输给数字调制收发机1的蓝牙模块，然后进行发送。或者通过电台中继的模式，先将基站的数据通过天线4接收下来，然后再通过天线4使用其他的频点发射出去，从而方便本发明与其他带有蓝牙功能的终端互联，增加了其扩展性。
本实施例中，本发明的数据传输收发电台的供电电源采用常规的铅酸电瓶11。电瓶11的过充和过放都会损坏其本身，因此本发明在电瓶11与数字调制收发机1之间设置供电保护模块12保证数字调制收发机1供电电压的稳定性。该供电保护模块12包括设置在电瓶11供电端的ADC检测电路，ADC检测电路检测到电瓶11电压低于设定值(本实施例设定为10.5V)就会停止供电，并发出警告。为了防止电瓶11瞬时放电对数字调制收发机1造成损坏，供电保护模块12还包括设置于电瓶11与数字调制收发机1之间的防浪涌保护电路，防浪涌保护电路至少包括一个TVS二极管吸收电源发出的瞬时过电压。如图3所示，本发明的防浪涌保护电路采用了两级的TVS+功率电感+滤波电容的组合，对电瓶11的输出进行高频、低频的滤波和钳压、抑制，确保了电源输入稳定可靠。具体的，该防浪涌保护电路包括两个相同的防浪涌保护单元，每个防浪涌保护单元包括若干个并联的滤波电容C和TVS管组成，两个防浪涌保护单元之间通过功率电感L相连，二级防浪涌保护单元通过功率电感L还连接一个滤波单元，该滤波单元由多个滤波电容C并联滤波后输出。
为了避免电源正负极反接损坏数字调制收发机1，因此供电保护模块12还包括设置于电源与数字调制收发机1之间的防反接电路。防反接电路可以利用常规的MOS管实现，如果反接时直接隔断直流电源输入，达到保护整个电台的效果。
使用时，安装好电台天线4、通过电瓶11给电台供电，然后通过有线或者无线的方式与电台互连，设置电台工作模式为单发送或者中继，然后电台即可正常工作；而由于本发明的电台内部采用了大量的保护机制和措施，确保了其在各类使用场景中均可以正常工作，而不会损坏。
Claims (10)
1.一种大功率数据传输收发电台，其特征在于，包括利用电源进行供电的数字调制收发机(1)，所述数字调制收发机(1)具有发送端口和接收端口，所述发送端口依次连接功率放大器(2)、LC低通滤波器(3)、PIN开关管(5)后与天线(4)相连，所述PIN开关管(5)还依次通过低噪声放大电路(7)、LC带通滤波器(8)与所述接收端口相连，所述数字调制收发机(1)还具有与基站进行数据传输的串口。
2.如权利要求1所述的一种大功率数据传输收发电台，其特征在于，所述低噪声放大电路(7)与PIN开关管(5)之间还设置有ESD隔离电路(6)，所述ESD隔离电路(6)用于提高所述低噪声放大电路(7)的抗静电能力。
3.如权利要求1所述的一种大功率数据传输收发电台，其特征在于，所述功率放大器(2)的输出端通过微带线耦合有耦合检波电路(9)，所述耦合检波电路(9)与PIN开关管(5)的输出端也通过微带线耦合，所述耦合检波电路(9)用于检测天线的状态：当检测到天线短路或者开路时，所述耦合检波电路(9)调整所述功率放大器(2)的偏置电压；当检测到天线负载接入，所述耦合检波电路(9)恢复所述功率放大器(2)的偏置电压，使所述功率放大器(2)正常工作。
4.如权利要求1所述的一种大功率数据传输收发电台，其特征在于，所述功率放大器(2)还连接有温度保护电路(10)，所述温度保护电路(10)用于获取所述功率放大器(2)的工作温度，并将所述工作温度模拟信号通过ADC检测电路转换为数字信号发送给所述数字调制收发机(1)，所述数字调制收发机(1)根据所述功率放大器(2)的工作温度控制所述功率放大器(2)的工作状态。
5.如权利要求1所述的一种大功率数据传输收发电台，其特征在于，所述数字调制收发机(1)还具有无线传输模块、并通过所述无线传输模块进行无线数据传输数据。
6.如权利要求5所述的一种大功率数据传输收发电台，其特征在于，所述无线传输模块为蓝牙模块。
7.如权利要求1所述的一种大功率数据传输收发电台，其特征在于，所述电源的供电端设置有ADC检测电路，所述ADC检测电路用于获取所述电源的输出电压，当输出电压低于设定值时断开所述电源，停止供电。
8.如权利要求1所述的一种大功率数据传输收发电台，其特征在于，所述电源与所述数字调制收发机(1)之间设置有防浪涌保护电路，所述防浪涌保护电路至少包括一个TVS二极管吸收所述电源发出的瞬时过电压。
9.如权利要求8所述的一种大功率数据传输收发电台，其特征在于，所述防浪涌保护电路包括至少两个通过功率电感相连的防浪涌保护单元，所述防浪涌保护单元包括若干个互相并联的滤波电容和TVS二极管。
10.如权利要求1所述的一种大功率数据传输收发电台，其特征在于，所述电源与所述数字调制收发机(1)之间还设置有防反接电路，确保所述电源反接不会损坏所述数字调制收发机(1)。
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