CN109450483B - 一种功率增强装置的收发控制方法以及功率增强装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种功率增强装置的收发控制方法，包括以下步骤；步骤S1、接收并检测手持电台的射频信号强度，根据所述射频信号的强度发送指示信号；步骤S2、根据所述指示信号判断所述射频信号的波形模式；步骤S3、结合所述指示信号以及波形模式进行收发切换控制。本发明不需要与手持电台进行控制线缆连接，不需要获取控制信号，即可完成功率增强装置的收发切换控制。

Description

一种功率增强装置的收发控制方法以及功率增强装置

技术领域

本发明涉及电台功率增强装置技术领域，具体涉及一种功率增强装置的收发控制方法以及功率增强装置。

背景技术

针对用户反应的单兵手持式电台在山地、丛林等复杂地形下通信距离较差的问题，我们希望在不更改波形体制的前提下进行功率增强。现有的功率增强装置通常需要连接控制线缆进行信息交互，使用不方便。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种功率增强装置的收发控制方法以及功率增强装置，解决现有技术中功率增强装置需要连接控制线缆进行信息交互，使用不方便的技术问题。

为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种功率增强装置的收发控制方法，包括以下步骤；

步骤S1、接收并检测手持电台的射频信号强度，根据所述射频信号的强度发送指示信号；

步骤S2、根据所述指示信号判断所述射频信号的波形模式；

步骤S3、结合所述指示信号以及波形模式进行收发切换控制。

本发明还提供一种功率增强装置，所述功率增强装置包括场强检测芯片以及控制电路；

所述场强检测芯片通过射频线缆与外部手持电台电连接，并用于接收并检测手持电台的射频信号强度；

所述控制电路与所述场强检测芯片电连接，并用于根据所述射频信号的强度发送指示信号；根据所述指示信号判断所述射频信号的波形模式；结合所述指示信号以及波形模式进行收发切换控制。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：本发明简化了功率增强装置与手持电台之间的接口以及线缆的连接，仅需要单根射频线缆连接，不需要控制线缆连接，通过射频信号的强弱变化来判断手持电台的收发状态，进而控制功率增强功率本身发射通路接收通路的建立以及切换。

附图说明

图1是本发明提供的功率增强装置的收发控制方法的流程图；

图2是本发明提供的功率增强装置的工作原理图；

图3是时隙收发模式的射频信号与功率增强装置的收发通路之间的关系图；

图4是通信数据传输实验框图；

图5是跳收发模式的射频信号与功率增强装置的收发通路之间的关系图；

图6是测试模式的射频信号与功率增强装置的收发通路之间的关系图。

附图标记：

1、场强检测芯片，2、控制电路，21、比较器，22、控制器，10、手持电台。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：

如图1所示，本发明的实施例1提供了一种功率增强装置的收发控制方法，包括以下步骤；

步骤S1、接收并检测手持电台的射频信号强度，根据所述射频信号的强度发送指示信号；

步骤S2、根据所述指示信号判断所述射频信号的波形模式；

步骤S3、结合所述指示信号以及波形模式进行收发切换控制。

本发明充分研究了手持电台的超短波体制波形，获取不同波形模式的射频信号由弱到强和由强到弱的持续时间长短，进而通过指示信号来表现射频信号的强弱变化，通过指示信号的变化来判断手持电台采用的是哪种波形模式，结合指示信号以及波形模式对功率增强模块进行发射通路、接收通路的建立以及切换。

本发明提供的收发控制方法，不需要获取控制信号，只需要获取手持电台的射频信号，即可完成对功率增强装置的收发控制，减少了功率增强装置与手持电台之间线缆的连接。本发明在不改变波形体制的前提下，实现了对手持电台的功率增强，且线缆连接简单，使得功率增强装置小型化、轻量化、便于携带。

优选的，所述步骤S1具体为：

判断所述射频信号的强度是否高于设定阈值，如果是，则将所述指示信号置为高电平，否则将所述指示信号置为低电平。

通过检测射频信号的强度，捕捉射频信号由强到弱以及由弱到强的变化，并根据射频信号的强弱变化输出相应电压的指示信号，使得后续可以根据指示信号判断射频信号的波形模式，根据指示信号以及波形模式对功率增强装置的发射通道以及接收通道进行建立以及切换。

优选的，所述步骤S2具体为：

步骤S21、判断所述指示信号为高电平的持续时间是否在第一设定时间范围内，如果是，则判定所述波形模式为时隙收发模式；否则转步骤S22；

步骤S22、判断所述指示信号为高电平的持续时间是否在第二设定时间范围内，第二设定时间范围大于第一设定时间范围，如果是，则判定所述波形模式为跳收发模式，否则转步骤S23；

步骤S23、判断所述指示信号为高电平的时间是否超出第二设定时间范围，如果是则判定所述波形模式为测试模式。

本发明充分研究了手持电台的超短波体制波形，获取不同波形模式的射频信号由弱到强和由强到弱的持续时间长短，作为波形模式判断的依据。手持电台采用超短波体制波形，现有超短波体制波形包括三种，波形特征分别如下表所示：

根据不同波形模式的特点，进行波形模式的判断。判断方法具体为：对指示信号为高电平的持续时间T1进行计时，如果高电平的持续时间T1位于第一设定时间范围内，第一设定时间范围为A1-A2，A1<A_R<A2,则可判断是时隙收发模式；如果高电平的持续时间T1位于第二设定时间范围内，第二设定时间范围为B1-B2，B1<B_R<B2,A2<B1，则可判断是跳收发模式；如果高电平的持续时间T1大于B2微秒，即超出B1-B2范围，则可判断是测试模式。

优选的，所述波形模式为时隙收发模式时，所述步骤S3中收发切换控制具体为：

在所述指示信号由低电平转化为高电平时切换至发射通路；在所述指示信号由高电平转换为低电平时，对所述指示信号为低电平的持续时间进行计时，并判断所述指示信号为低电平的持续时间是否大于第三设定时间，如果是则切换至接收通路，否则保持发射通路。

当检测到指示信号转换为高电平时，随即将通路切换到发射通路，并对高电平的持续时间T1进行计时，如果高电平的持续时间T1在第一设定时间范围内，则可判定为时隙收发模式，当所述指示信号由高电平切换为低电平时，对指示信号为低电平的持续时间T2进行计时，如果低电平的持续时间T2不大于A_H微秒，说明一个发送时隙还未完成，继续保持发射通路；如果低电平的持续时间大于A_H微秒，说明发送时隙结束，随即切换至接收通路。A_H微秒即所述第三设定时间。

优选的，所述波形模式为跳收发模式时，所述步骤S3中收发切换控制具体为：

在所述指示信号由低电平转换为高电平时切换至发射通路；在所述指示信号有高电平转换为低电平时，对所述指示信号为低电平的持续时间进行计时，并判断所述指示信号为低电平的时间是否大于第四设定时间，如果是则切换至接收通路，否则按跳进行发射通路以及接收通路的切换。

当检测到指示信号转换为高电平时，随即将通路切换到发射通路，并对高电平的持续时间T1进行计时，如果高电平的持续时间T1在第二设定时间范围内，则可判定为跳收发模式，当所述指示信号由高电平切换为低电平时，对指示信号为低电平的持续时间T2进行计时，如果低电平的持续时间T2不大于B_H微秒，说明还未发送完成，按跳进行收发切换；如果低电平的持续时间T2大于B_H微秒，说明发送结束，随即切换至接收通路。B_H微秒即所述第四设定时间。

按跳进行收发切换具体指，当指示信号为高电平时切换至发射通路，当指示信号为低电平时切换至接收通路。

优选的，所述波形模式为测试模式时，所述步骤S3中收发切换控制具体为：

所述指示信号为高电平时切换至发射通路；所述指示信号为低电平时切换至接收通路。

测试模式时，在未检测到指示信号为低电平期间，始终保持发射通路即可。

实施例2：

如图2所示，本发明的实施例2提供了一种功率增强装置，所述功率增强装置包括场强检测芯片1以及控制电路2；

所述场强检测芯片1通过射频线缆与外部手持电台10电连接，并用于接收并检测手持电台10的射频信号强度；

所述控制电路2与所述场强检测芯片1电连接，并用于根据所述射频信号的强度发送指示信号；根据所述指示信号判断所述射频信号的波形模式；结合所述指示信号以及波形模式进行收发切换控制。

本发明提供的功率增强装置，基于上述收发控制方法，因此，上述收发控制方法所具备的技术效果，功率增强装置同样具备，在此不再赘述赘述。

优选的，所述控制电路2包括比较器21以及控制器22；

所述比较器21与所述场强检测芯片1电连接，并用于判断所述射频信号的强度是否高于设定阈值；

所述控制器22与所述比较器21电连接，并用于在所述射频信号的强度高于设定阈值时将所述指示信号置为高电平，在所述射频信号的强度不高于设定阈值时将所述指示信号置为低电平。

优选的，所述控制器22还用于，判定所述波形模式为时隙收发模式后，在所述指示信号为高电平时切换至发射通路；在所述指示信号为低电平时，对所述指示信号为低电平的时间进行计时，并判断所述指示信号为低电平的时间是否大于第三设定时间，如果是则切换至接收通路，否则保持发射通路。

优选的，所述控制器22还用于，判定所述波形模式为跳收发模式后，在所述指示信号为高电平时切换至发射通路；在所述指示信号为低电平时，对所述指示信号为低电平的时间进行计时，并判断所述指示信号为低电平的时间是否大于第四设定时间，如果是则切换至接收通路，否则按跳进行发射通路以及接收通路的切换。

由于功率增强装置没有控制信号输入，因此功率增强装置的收发控制需要通过检测射频信号的强度来实现，根据射频信号的强弱变化判断手持电台的工作状态，进而调整功率增强装置的工作状态。功率增强装置进行收发切换时，存在一定延时，因此下面对收发切换时间进行评估，并验证收发切换时间是否会对传输波形造成影响。

这里所讲到的收发切换时间是指射频信号高于设定阈值的转换点到功率增强装置到发射通路建立的时间，以及射频信号低于设定阈值的转换点到功率增强模块建立接收通路的时间。这里单纯从硬件角度去考虑收发切换所需要的时间。

收发切换时间包括四个部分：

射频信号检测时间：射频信号有变化到把这个变化送给控制器的时间。主要包括场强检测芯片检测时间和比较器延迟时间。本发明中场强检测芯片优选采用响应时间更快的对数检波器，试验数据表明，选用对数检波器的检测电压响应时间在1微秒左右；而比较器的处理时间为ns级；预计总时间不会超过2微秒。

控制器处理时间：控制器接收到指示信号到输出相应控制信号的时间。控制器工作在高速时钟下，处理时间在ns级。

功率增强装置发射准备时间：功率增强装置收到控制信号到功率增强装置发射通路建立稳定的时间，包括收发PIN管开关时间和功放管的信号建立时间，预计总时间约30微秒左右。

功率增强装置接收准备时间：功率增强装置收到控制信号到功率增强装置切换至接收通路的时间，包括功放管的信号关断时间以及PIN管开关时间，因为功放激励信号是提前消失，故预计总时间在10微秒内。

综上，预计整个接收通路、发射通路的切换时间在40微秒以内可以完成。

基于上述计算，下面收发切换时间对波形的影响进行分析。

通过检测输入射频信号强度判断并切换发射或接收通路，必然会引起一部分波形的丢失，上面已经分析需占用大约40微秒的时间，在由收转到发的过程中，功率增强装置未准备好之前的波形会丢失。下面就对在什么地方会丢失波形、丢失多少波形及其影响进行分析论证，验证是否会对波形通信造成影响。

分别对三种不同波形模式进行分析：

时隙收发模式，时隙收发模式的射频信号与功率增强装置的收发通路之间的关系如图3所示。

1)功率增强装置延迟40微秒准备好：指示信号检测时间10微秒和功率增强装置切换稳定时间30微秒，收转发；

2)功率增强装置比发时隙晚120微秒转收：指示信号检测时间10微秒、指示信号为低时间阈值90微秒及功放由发切到收时间20微秒；

3)功放收发控制没有按跳控制的原因：实测模式A波形的上一跳与下一跳之间的间隔时间不固定以及部分跳之间没有间隔时间。

由图3中关系可知，每个时隙第一跳会丢失前端40微秒，虽然发通路会延迟120微秒转到收，但由于时隙与时隙之间间隔大于1跳的时间，故不会影响发转收；由于超短波体制波形前65微秒用于信道自动增益控制，即AGC，丢失前40微秒可能会影响第一跳的AGC控制。

利用手持式电台对超短波体制波形的每跳前端截断一定时间后进行通信数据传输实验，试验框图如图4所示。

测试结果表明，前端波形少量时间的丢失并没有引起AGC控制问题，对时隙收发模式波形的数传灵敏度没有影响。

跳收发模式，跳收发模式的射频信号与功率增强装置的收发通路之间的关系如图5所示。

1)功率增强装置延迟40微秒准备好：指示信号检测时间10微秒和功率增强装置切换稳定时间30微秒，收转发；

2)第一跳延迟30微秒转收：在第一跳无法知道是什么波形发射，故需要在第一跳射频信号结束后做判断，指示信号检测时间10微秒和功放切换稳定时间20微秒，发转收；

3)在除第一跳外其余跳的射频信号时间可以估计，故可以提前控制功放；

4)发射过程结束后有一段B_Z微秒的发通路时间，B_Z小于B_R且小于B_H：由于无法预知结束位置，这里的做法是在每跳结束后B_H微秒建立发射通路，如果B_H微秒还没有检测到高电平指示信号，则功率增强装置通路由发转收；包括指示信号检测时间10微秒、功率增强装置切换稳定时间20微秒，发转收，以及判断阈值时间20微秒。

由图5中的关系可知，会影响一个数据传输过程的第一跳的前40微秒，对于跳收发模式波形第一跳为同步跳，而少量同步信息丢失并不影响通信；跳收发模式形收发切换时间大于一跳时间，在发射结束后的这段时间内有一段B_Z微秒的发射不会影响接收；

测试模式，测试模式的射频信号与功率增强装置的收发通路之间的关系如图6所示。

1)功率增强装置延迟40微秒准备好：指示信号检测时间10微秒和功率增强装置切换稳定时间30微秒，收转发；

2)延迟30微秒转收：指示信号检测时间10微秒和功率增强装置切换稳定时间20微秒，发转收。

测试模式主要应用于测试，采用的是FM调制方式，丢失前端40微秒波形对测试没有影响。

以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种功率增强装置的收发控制方法，其特征在于，包括以下步骤；

步骤S1、接收并检测手持电台的射频信号强度，根据所述射频信号的强度发送指示信号；

步骤S2、根据所述指示信号判断所述射频信号的波形模式；

步骤S3、结合所述指示信号以及波形模式进行收发切换控制；

所述步骤S1具体为：

判断所述射频信号的强度是否高于设定阈值，如果是，则将所述指示信号置为高电平，否则将所述指示信号置为低电平；

所述步骤S2具体为：

步骤S21、判断所述指示信号为高电平的持续时间是否在第一设定时间范围内，如果是，则判定所述波形模式为时隙收发模式；否则转步骤S22；

步骤S22、判断所述指示信号为高电平的持续时间是否在第二设定时间范围内，第二设定时间范围大于第一设定时间范围，如果是，则判定所述波形模式为跳收发模式，否则转步骤S23；

步骤S23、判断所述指示信号为高电平的时间是否超出第二设定时间范围，如果是则判定所述波形模式为测试模式。

2.根据权利要求1所述的功率增强装置的收发控制方法，其特征在于，所述波形模式为时隙收发模式时，所述步骤S3中收发切换控制具体为：

在所述指示信号由低电平转化为高电平时切换至发射通路；在所述指示信号由高电平转换为低电平时，对所述指示信号为低电平的持续时间进行计时，并判断所述指示信号为低电平的持续时间是否大于第三设定时间，如果是则切换至接收通路，否则保持发射通路。

3.根据权利要求1所述的功率增强装置的收发控制方法，其特征在于，所述波形模式为跳收发模式时，所述步骤S3中收发切换控制具体为：

在所述指示信号由低电平转换为高电平时切换至发射通路；在所述指示信号由高电平转换为低电平时，对所述指示信号为低电平的持续时间进行计时，并判断所述指示信号为低电平的时间是否大于第四设定时间，如果是则切换至接收通路，否则按跳进行发射通路以及接收通路的切换。

4.根据权利要求1所述的功率增强装置的收发控制方法，其特征在于，所述波形模式为测试模式时，所述步骤S3中收发切换控制具体为：

所述指示信号为高电平时切换至发射通路；所述指示信号为低电平时切换至接收通路。

5.一种功率增强装置，其特征在于，所述功率增强装置包括场强检测芯片以及控制电路；

所述场强检测芯片通过射频线缆与外部手持电台电连接，并用于接收并检测手持电台的射频信号强度；

所述控制电路与所述场强检测芯片电连接，并用于根据所述射频信号的强度发送指示信号；根据所述指示信号判断所述射频信号的波形模式；结合所述指示信号以及波形模式进行收发切换控制；

所述控制电路包括比较器以及控制器；

所述比较器与所述场强检测芯片电连接，并用于判断所述射频信号的强度是否高于设定阈值；

所述控制器与所述比较器电连接，并用于在所述射频信号的强度高于设定阈值时将所述指示信号置为高电平，在所述射频信号的强度不高于设定阈值时将所述指示信号置为低电平；

根据所述指示信号判断所述射频信号的波形模式，具体为：

步骤S21、判断所述指示信号为高电平的持续时间是否在第一设定时间范围内，如果是，则判定所述波形模式为时隙收发模式；否则转步骤S22；

步骤S22、判断所述指示信号为高电平的持续时间是否在第二设定时间范围内，第二设定时间范围大于第一设定时间范围，如果是，则判定所述波形模式为跳收发模式，否则转步骤S23；

步骤S23、判断所述指示信号为高电平的时间是否超出第二设定时间范围，如果是则判定所述波形模式为测试模式。

6.根据权利要求5所述的功率增强装置，其特征在于，所述控制器还用于，判定所述波形模式为时隙收发模式后，在所述指示信号为高电平时切换至发射通路；在所述指示信号为低电平时，对所述指示信号为低电平的时间进行计时，并判断所述指示信号为低电平的时间是否大于第三设定时间，如果是则切换至接收通路，否则保持发射通路。

7.根据权利要求5所述的功率增强装置，其特征在于，所述控制器还用于，判定所述波形模式为跳收发模式后，在所述指示信号为高电平时切换至发射通路；在所述指示信号为低电平时，对所述指示信号为低电平的时间进行计时，并判断所述指示信号为低电平的时间是否大于第四设定时间，如果是则切换至接收通路，否则按跳进行发射通路以及接收通路的切换。

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