CN109728832A - 一种无基站长距离通信设备及其通信方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无基站长距离通信设备及其通信方法，属于无基站通信技术领域，一种无基站长距离通信设备，包括对讲机本体，对讲机本体上连接有发射键，对讲机本体的一侧壁上连接有显示屏、话筒和喇叭，且话筒位于显示屏和喇叭之间，对讲机本体的上端固定连接有发射天线和收发天线，对讲机本体的上端连接有信道旋钮，且信道旋钮位于发射天线和收发天线之间，对讲机本体内连接有音频放大器Ⅰ、调制电路、高频放大器、震荡器、和收发带通滤波器，可以实现利用对讲机的原理，设备自身接收信号的同时可发射中继的信号，无需基站的中继，即可实现较大范围的多设备通信，大幅提升了通信的距离，满足了分散性大范围团队的通信需求。

Description

一种无基站长距离通信设备及其通信方法

技术领域

本发明涉及无基站通信技术领域，更具体地说，涉及一种无基站长距离 通信设备及其通信方法。

背景技术

一般长距离的通信都需要通信基站作为信号的中继，通信基站，又名无 线基站，是指与用户手机进行通信的低功率无线天线，根据其服务范围大小 及用户多少，发射功率从几瓦到上百瓦不等。一般情况下，基站天线被安装 在离地面15-50米的建筑物或发射塔上。广义的通信基站，是基站子系统的 简称。以GSM网络为例，包括基站收发信机(BTS)和基站控制器(BSC)。一 个基站控制器可以控制十几以至数十个基站收发信机。而在WCDMA等系统中， 类似的概念称为NodeB和RNC，狭义的通信基站，即公用移动通信基站是无线 电台站的一种形式，是指在一定的无线电覆盖区中，通过移动通信交换中心， 与移动电话终端之间进行信息传递的无线电收发信电台。

在很多野外或人烟稀少的情况下，基本上没有通信基站的建立，如果进 行团队的作业必须依靠卫星电话或对讲机，其中较为稳定的通信方式就是卫 星电话，但是卫星电话的成本较高，而且只能进行一对一的通信，对于团队 的作业十分的不方便，一般较为方便的是使用对讲机，对讲机的英文名称是 是一种双向移动通信工具，在不需要任何网络支持的情况下，就可以通话， 没有话费产生，适用于相对固定且频繁通话的场合。对讲机目前有三大类： 模拟对讲机、数字对讲机、IP对讲机。

但是一般对讲机使用的范围是有限的，团队活动的范围较广时，其中一 个对讲机发出的信号距离较远的对讲机无法收到，请参阅图5，A-E代表团队 中不同位置的对讲机，当A发出的信号范围仅仅包括B和E的话，B和E能够 收到A发出的信号，但是C和D均无法收到A的信号，在沟通上就会存在很 大的问题。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种无基站长距离 通信设备及其通信方法，它可以实现利用对讲机的原理，设备自身接收信号 的同时可发射中继的信号，无需基站的中继，即可实现较大范围的多设备通 信，大幅提升了通信的距离，满足了分散性大范围团队的通信需求。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种无基站长距离通信设备，包括对讲机本体，所述对讲机本体上连接 有发射键，所述对讲机本体的一侧壁上连接有显示屏、话筒和喇叭，且话筒 位于显示屏和喇叭之间，所述对讲机本体的上端固定连接有发射天线和收发 天线，所述对讲机本体的上端连接有信道旋钮，且信道旋钮位于发射天线和 收发天线之间，所述对讲机本体内连接有音频放大器Ⅰ、调制电路、高频放 大器、震荡器、和收发带通滤波器，所述话筒、音频放大器Ⅰ、调制电路、 高频放大器、收发带通滤波器和收发天线依次电性连接，所述震荡器与调制 电路电性连接，所述对讲机本体内连接有选频放大器、混频电路、本振、中 放电路、解调电路、音频识别选择模块和音频放大器Ⅱ，所述收发带通滤波 器、选频放大器、混频电路、中放电路、解调电路、音频识别选择模块、音 频放大器Ⅱ和喇叭依次电性连接，所述收发带通滤波器与收发天线连接，所 述对讲机本体内连接有频率调制器、高频震荡器、功率放大器、功率驱动器 和天线匹配回路，所述音频放大器Ⅱ、频率调制器、高频震荡器、功率放大 器、功率驱动器、天线匹配回路和发射天线依次电性连接，它可以实现利用 对讲机的原理，设备自身接收信号的同时可发射中继的信号，无需基站的中 继，即可实现较大范围的多设备通信，大幅提升了通信的距离，满足了分散 性大范围团队的通信需求。

进一步的，所述对讲机本体远离显示屏的一侧壁上固定连接有太阳能电 池板，所述对讲机本体的内部连接有蓄电池，所述太阳能电池板与蓄电池电 性连接，在野外可通过太阳能发电，便于解决充电的问题。

进一步的，所述对讲机本体内的电路芯片为D1800芯片，D1800为单片 FM/AM收音机电路，FM部分包含混频，本振中放，鉴频，静噪，低通滤波器 等，AM部分包括高放检波，此外还有音频驱动级和功放电路，可满足本案的 需求。

进一步的，所述话筒和喇叭上均连接有防尘网，可在一定程度上防止灰 尘的进入。

进一步的，所述发射天线和收发天线上均涂有荧光层，所述荧光层上涂 有聚四氟乙烯层，荧光层可使设备在光线不足时易于被发现，聚四氟乙烯层 易于清洁，稳定性好，耐磨性好，便于保护发射天线和收发天线。

进一步的，所述对讲机本体的外侧壁上铺设有硅胶垫，所述硅胶垫上刻 有防滑纹，手拿时不易发生打滑。

进一步的，所述对讲机本体内固定连接有GPS定位模块和北斗定位模块， 便于搜救者和团队其他成员确定位置。

进一步的，所述显示屏的屏幕类型为IPS液晶屏，与传统的LCD屏相比， 相应速度快，可视角度大，最大可达到178度，可从不同的角度看清楚显示 屏上显示的内容。

进一步的，所述音频识别选择模块包括音频分析模块和音频选择模块， 音频分析模块可分析当前的语音信号与上次语音信号的相似度，当相似度大 于99％，且间隔时间小于3秒时，即可判定为相同的语音信号，在音频选择模 块的作用下不会传递至音频放大器Ⅱ，不至于反复受到其他设备中继的信号。

一种无基站长距离通信设备，其通信方法为：包括以下步骤：

步骤一、开启对讲机本体的电源，通过转动信道旋钮调节至团队所在的 信道，按下发射键后对准话筒开始说话；

步骤二、话筒将说话的声音转化为电信号，经过音频放大器Ⅰ放大后传 递至调制电路，在震荡器的作用下进行调制，然后传递至高频放大器将信号 放大，通过收发带通滤波器和收发天线将信号传出；

步骤三、收发天线接收到信号后，通过收发带通滤波器传递至选频放大 器，然后到达混频电路，在本振的作用下进行混频，混频后的信号先后传递 至中放电路和解调电路，再通过音频识别选择模块的识别和选择，到达音频 放大器Ⅱ，最后通过喇叭将发出声音；

步骤四、声音信号到达音频放大器Ⅱ的同时会依次经过频率调制器和高 频震荡器，再经过功率放大器对功率进行放大，然后依次经过功率驱动器和 天线匹配回路，最后通过发射天线将信号再次发射，完成中继的作用。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本方案可以实现利用对讲机的原理，设备自身接收信号的同时可发 射中继的信号，无需基站的中继，即可实现较大范围的多设备通信，大幅提 升了通信的距离，满足了分散性大范围团队的通信需求。

(2)对讲机本体远离显示屏的一侧壁上固定连接有太阳能电池板，对讲 机本体的内部连接有蓄电池，太阳能电池板与蓄电池电性连接，在野外可通 过太阳能发电，便于解决充电的问题。

(3)对讲机本体内的电路芯片为D1800芯片，D1800为单片FM/AM收音 机电路，FM部分包含混频，本振中放，鉴频，静噪，低通滤波器等，AM部分 包括高放检波，此外还有音频驱动级和功放电路，可满足本案的需求。

(4)话筒和喇叭上均连接有防尘网，可在一定程度上防止灰尘的进入。

(5)发射天线和收发天线上均涂有荧光层，荧光层上涂有聚四氟乙烯层， 荧光层可使设备在光线不足时易于被发现，聚四氟乙烯层易于清洁，稳定性 好，耐磨性好，便于保护发射天线和收发天线。

(6)对讲机本体的外侧壁上铺设有硅胶垫，硅胶垫上刻有防滑纹，手拿 时不易发生打滑。

(7)对讲机本体内固定连接有GPS定位模块和北斗定位模块，便于搜救 者和团队其他成员确定位置。

(8)显示屏的屏幕类型为IPS液晶屏，与传统的LCD屏相比，相应速度 快，可视角度大，最大可达到178度，可从不同的角度看清楚显示屏上显示 的内容。

(9)音频识别选择模块包括音频分析模块和音频选择模块，音频分析模 块可分析当前的语音信号与上次语音信号的相似度，当相似度大于99％，且间 隔时间小于3秒时，即可判定为相同的语音信号，在音频选择模块的作用下 不会传递至音频放大器Ⅱ，不至于反复受到其他设备中继的信号。

附图说明

图1为本发明的结构示意图一；

图2为本发明的结构示意图二；

图3为本发明的电路原理图；

图4为本发明的D1800芯片结构示意图；

图5为现有技术中对讲机通信示意图。

图中标号说明：

1对讲机本体、2显示屏、3话筒、4喇叭、5发射天线、6收发天线、7 信道旋钮、8太阳能电池板、9音频放大器Ⅰ、10调制电路、11高频放大器、 12震荡器、13收发带通滤波器、14选频放大器、15混频电路、16本振、17 中放电路、18解调电路、19音频识别选择模块、20音频放大器Ⅱ、21频率 调制器、22高频震荡器、23功率放大器、24功率驱动器、25天线匹配回路、26发射键。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例；而 不是全部的实施例，基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做 出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例；都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶 /底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为 了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具 有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。 此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相 对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语 “安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”， 可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接， 也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是 两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解 上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1，一种无基站长距离通信设备，包括对讲机本体1，对讲机本 体1上连接有发射键26，对讲机本体1的一侧壁上连接有显示屏2、话筒3 和喇叭4，且话筒3位于显示屏2和喇叭4之间，对讲机本体1的上端固定连 接有发射天线5和收发天线6，对讲机本体1的上端连接有信道旋钮7，且信 道旋钮7位于发射天线5和收发天线6之间。

请参阅图2，对讲机本体1远离显示屏2的一侧壁上固定连接有太阳能电 池板8，对讲机本体1的内部连接有蓄电池，太阳能电池板8与蓄电池电性连 接，在野外可通过太阳能发电，便于解决充电的问题。

话筒3和喇叭4上均连接有防尘网，可在一定程度上防止灰尘的进入， 发射天线5和收发天线6上均涂有荧光层，荧光层上涂有聚四氟乙烯层，荧 光层可使设备在光线不足时易于被发现，聚四氟乙烯层易于清洁，稳定性好， 耐磨性好，便于保护发射天线5和收发天线6，对讲机本体1的外侧壁上铺设 有硅胶垫，硅胶垫上刻有防滑纹，手拿时不易发生打滑。

显示屏2的屏幕类型为IPS液晶屏，与传统的LCD屏相比，相应速度快， 可视角度大，最大可达到178度，可从不同的角度看清楚显示屏2上显示的 内容，对讲机本体1内固定连接有GPS定位模块和北斗定位模块，便于搜救 者和团队其他成员确定位置。

请请参与图3，对讲机本体1内连接有音频放大器Ⅰ9、调制电路10、高 频放大器11、震荡器12、和收发带通滤波器13，话筒3、音频放大器Ⅰ9、 调制电路10、高频放大器11、收发带通滤波器13和收发天线6依次电性连 接，震荡器12与调制电路10电性连接，对讲机本体1内连接有选频放大器 14、混频电路15、本振16、中放电路17、解调电路18、音频识别选择模块 19和音频放大器Ⅱ20，收发带通滤波器13、选频放大器14、混频电路15、 中放电路17、解调电路18、音频识别选择模块19、音频放大器Ⅱ20和喇叭4 依次电性连接，收发带通滤波器13与收发天线6连接，对讲机本体1内连接 有频率调制器21、高频震荡器22、功率放大器23、功率驱动器24和天线匹 配回路25，音频放大器Ⅱ20、频率调制器21、高频震荡器22、功率放大器 23、功率驱动器24、天线匹配回路25和发射天线5依次电性连接。

请参阅图4，对讲机本体1内的电路芯片为D1800芯片，D1800为单片FM/AM 收音机电路，FM部分包含混频，本振中放，鉴频，静噪，低通滤波器等，AM 部分包括高放检波，此外还有音频驱动级和功放电路，可满足本案的需求。

音频识别选择模块19包括音频分析模块和音频选择模块，音频分析模块 可分析当前的语音信号与上次语音信号的相似度，当相似度大于99％，且间隔 时间小于3秒时，即可判定为相同的语音信号，在音频选择模块的作用下不 会传递至音频放大器Ⅱ20，不至于反复受到其他设备中继的信号。

请参阅图5，本方案可以最终实现团队内多个设备之间的通信，通信方法 为：包括以下步骤：

步骤一、开启对讲机本体1的电源，通过转动信道旋钮7调节至团队所 在的信道，按下发射键26后对准话筒3开始说话；

步骤二、话筒3将说话的声音转化为电信号，经过音频放大器Ⅰ9放大后 传递至调制电路10，在震荡器12的作用下进行调制，然后传递至高频放大器 11将信号放大，通过收发带通滤波器13和收发天线6将信号传出；

步骤三、收发天线6接收到信号后，通过收发带通滤波器13传递至选频 放大器14，然后到达混频电路15，在本振16的作用下进行混频，混频后的 信号先后传递至中放电路17和解调电路18，再通过音频识别选择模块19的 识别和选择，到达音频放大器Ⅱ20，最后通过喇叭4将发出声音；

步骤四、声音信号到达音频放大器Ⅱ20的同时会依次经过频率调制器21 和高频震荡器22，再经过功率放大器23对功率进行放大，然后依次经过功率 驱动器24和天线匹配回路25，最后通过发射天线5将信号再次发射，完成中 继的作用。

本方案可以实现利用对讲机的原理，设备自身接收信号的同时可发射中 继的信号，无需基站的中继，即可实现较大范围的多设备通信，大幅提升了 通信的距离，满足了分散性大范围团队的通信需求。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不 局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根 据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明 的保护范围内。

Claims (10)

1.一种无基站长距离通信设备，包括对讲机本体(1)，所述对讲机本体(1)上连接有发射键(26)，其特征在于：所述对讲机本体(1)的一侧壁上连接有显示屏(2)、话筒(3)和喇叭(4)，且话筒(3)位于显示屏(2)和喇叭(4)之间，所述对讲机本体(1)的上端固定连接有发射天线(5)和收发天线(6)，所述对讲机本体(1)的上端连接有信道旋钮(7)，且信道旋钮(7)位于发射天线(5)和收发天线(6)之间，所述对讲机本体(1)内连接有音频放大器Ⅰ(9)、调制电路(10)、高频放大器(11)、震荡器(12)、和收发带通滤波器(13)，所述话筒(3)、音频放大器Ⅰ(9)、调制电路(10)、高频放大器(11)、收发带通滤波器(13)和收发天线(6)依次电性连接，所述震荡器(12)与调制电路(10)电性连接，所述对讲机本体(1)内连接有选频放大器(14)、混频电路(15)、本振(16)、中放电路(17)、解调电路(18)、音频识别选择模块(19)和音频放大器Ⅱ(20)，所述收发带通滤波器(13)、选频放大器(14)、混频电路(15)、中放电路(17)、解调电路(18)、音频识别选择模块(19)、音频放大器Ⅱ(20)和喇叭(4)依次电性连接，所述收发带通滤波器(13)与收发天线(6)连接，所述对讲机本体(1)内连接有频率调制器(21)、高频震荡器(22)、功率放大器(23)、功率驱动器(24)和天线匹配回路(25)，所述音频放大器Ⅱ(20)、频率调制器(21)、高频震荡器(22)、功率放大器(23)、功率驱动器(24)、天线匹配回路(25)和发射天线(5)依次电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种无基站长距离通信设备，其特征在于：所述对讲机本体(1)远离显示屏(2)的一侧壁上固定连接有太阳能电池板(8)，所述对讲机本体(1)的内部连接有蓄电池，所述太阳能电池板(8)与蓄电池电性连接。

3.根据权利要求1所述的一种无基站长距离通信设备，其特征在于：所述对讲机本体(1)内的电路芯片为D1800芯片。

4.根据权利要求1所述的一种无基站长距离通信设备，其特征在于：所述话筒(3)和喇叭(4)上均连接有防尘网。

5.根据权利要求1所述的一种无基站长距离通信设备，其特征在于：所述发射天线(5)和收发天线(6)上均涂有荧光层，所述荧光层上涂有聚四氟乙烯层。

6.根据权利要求1所述的一种无基站长距离通信设备，其特征在于：所述对讲机本体(1)的外侧壁上铺设有硅胶垫，所述硅胶垫上刻有防滑纹。

7.根据权利要求1所述的一种无基站长距离通信设备，其特征在于：所述对讲机本体(1)内固定连接有GPS定位模块和北斗定位模块。

8.根据权利要求1所述的一种无基站长距离通信设备，其特征在于：所述显示屏(2)的屏幕类型为IPS液晶屏。

9.根据权利要求1所述的一种无基站长距离通信设备，其特征在于：所述音频识别选择模块(19)包括音频分析模块和音频选择模块。

10.根据权利要求1所述的一种无基站长距离通信设备，其特征在于：其通信方法为：包括以下步骤：

步骤一、开启对讲机本体(1)的电源，通过转动信道旋钮(7)调节至团队所在的信道，按下发射键(26)后对准话筒(3)开始说话；

步骤二、话筒(3)将说话的声音转化为电信号，经过音频放大器Ⅰ(9)放大后传递至调制电路(10)，在震荡器(12)的作用下进行调制，然后传递至高频放大器(11)将信号放大，通过收发带通滤波器(13)和收发天线(6)将信号传出；

步骤三、收发天线(6)接收到信号后，通过收发带通滤波器(13)传递至选频放大器(14)，然后到达混频电路(15)，在本振(16)的作用下进行混频，混频后的信号先后传递至中放电路(17)和解调电路(18)，再通过音频识别选择模块(19)的识别和选择，到达音频放大器Ⅱ(20)，最后通过喇叭(4)将发出声音；

步骤四、声音信号到达音频放大器Ⅱ(20)的同时会依次经过频率调制器(21)和高频震荡器(22)，再经过功率放大器(23)对功率进行放大，然后依次经过功率驱动器(24)和天线匹配回路(25)，最后通过发射天线(5)将信号再次发射，完成中继的作用。