CN109728836A - 一种宽带跳频频分双工通信收发装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种宽带跳频频分双工通信收发装置，包括发射通道、接收通道、收发合路器和天线，所述的发射通道和接收通道通过所述的收发合路器与天线相连；所述的收发合路器包括输入端与发射通道相连的发射跳频滤波器，输出端与接收通道相连的接收跳频滤波器；所述的发射跳频滤波器的输出端和接收跳频滤波器的输入端分别通过3dB电桥接天线；所述的发射跳频滤波器和接收跳频滤波器均为通带频率可调的窄带的滤波器。本发明实现了在宽带范围内，实现了跳频工作模式下的频分双工，即在整个带宽内，实现了任意频率的收发双工工作。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域，特别是双工通信领域，是一种宽带跳频频分双工通信收发装置。
背景技术
目前在低频段电台、通信设备中，特别是带宽特别宽的情况下，一般采用时分模式，即信号发射的时候，不能接收，接收时不能发射，也称为半双工通信模式。
为了解决此类通信终端两端实时进行会话，目前主流的方案是频分双工通信模式和时分双工通信模式。
采用频分双工通信模式通信的装置就是频分双工收发装置，它采用了频分的方式，收发频率分开，通过一个双工器，将收发分开，共用一个天线。频分双工收发装置具有一个发射通道和接收通道，两个通道采用不同的频段，为了相互不产生干扰，收、发频段之间还需要有较宽的隔离频段，发送信号经过功放以后通过天线发送出动，同时通过天线接收信号，然后由接收放大器放大后处理，两路信号通过频分双工器进行隔离收发实现频分双工通信。
采用时分双工通信模式通信的装置就是时分双工收发装置，它将一段时间拆分成上、下行时间段，当这个时间间隔足够小时，就可以近似的看成收发双工了。也称TDD方式，TD-SCDMA就是典型。
1、上述的频分双工通信模式，在射频系统为窄带的情况下，是可以的，但在超过1个倍频程后，双工器就无法实现了。
2、上述的时分双工模式，严格意义上，其收发不是连续的，是间断的，并且在切换的时候，必须增加额外的时间保护间隙。另外，如果再引入跳频模式，频率在几个甚至几十个倍频程内跳变，其时延相差比较大，这种时分模式无法实现双工工作。
发明内容
本发明为针对目前频分双工通信模式和时分双工通信模式缺陷，提供一种宽带跳频频分双工通信收发装置。
本发明为实现其技术目的所采用的技术方案是：一种宽带跳频频分双工通信收发装置，包括发射通道、接收通道、收发合路器和天线，所述的发射通道和接收通道通过所述的收发合路器与天线相连；所述的收发合路器包括输入端与发射通道相连的发射跳频滤波器，输出端与接收通道相连的接收跳频滤波器；所述的发射跳频滤波器的输出端和接收跳频滤波器的输入端分别通过3dB电桥接天线；所述的发射跳频滤波器和接收跳频滤波器均为通带频率可调的窄带的滤波器。
本发明实现了在宽带(18个倍频程)范围内，实现了跳频工作模式下的频分双工，即在整个带宽内，实现了任意频率的收发双工工作。
进一步的，上述的宽带跳频频分双工通信收发装置中：在所述的发射通道中，还包括对信道传送过来的需要发射的电信号进行超宽带放大的宽带发射放大器。
进一步的，上述的宽带跳频频分双工通信收发装置中：在所述的接收通道中包括对进入接收通道的电信号进行超宽带放大的宽带接收放大器。
本发明中采用控制装置对发射跳频滤波器和接收跳频滤波器的通带频率调节进行控制，可以实现在宽带范围内，实现了跳频工作模式下的频分双工。
进一步的，上述的宽带跳频频分双工通信收发装置中：所述的宽带发射放大器至少包括依次级连的预先放大器、推动放大器和末级放大器三级宽带放大器；在所述的预先放大器与推动放大器之间和推动放大器与末级放大器之间分别设置有第一跳频滤波器和第二跳频滤波器。
进一步的，上述的宽带跳频频分双工通信收发装置中：所述的宽带发射放大器至少包括依次级连的预先放大器、推动放大器和末级放大器三级宽带放大器；在所述的推动放大器与末级放大器之间设置有第二跳频滤波器。
进一步的，上述的宽带跳频频分双工通信收发装置中：还包括发射功率闭环，所述的发射功率闭环包括设置在宽带发射放大器后，获取宽带发射放大器输出信号的耦合器，根据耦合器的输出信号强弱控制待发射的射频信号的强弱的功率控制器。
进一步的，上述的宽带跳频频分双工通信收发装置中：在所述的接收通道中包括对进入接收通道的电信号进行超宽带放大的宽带接收放大器。
进一步的，上述的宽带跳频频分双工通信收发装置中：所述的宽带接收放大器为低噪放大器。
进一步的，上述的宽带跳频频分双工通信收发装置中：在所述的接收通道中还包括第三跳频滤波器。
以下结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的说明。
附图说明
附图1为本发明宽带跳频频分双工通信收发装置原理框图。
附图2为本发明实施例1原理框图。
具体实施方式
本实施例是一种宽带跳频频分双工通信收发装置，原理如图1所示：本实施例采用频分双工模式，实现真正收发双工工作。
本实施例装置主要包含一个宽带发射放大器，一个发射跳频滤波器，3DB电桥，接收跳频滤波器，宽带接收放大器以及天线。
宽带发射放大器：对信道传送过来的需要发射的电信号进行放大，其特点是超宽带放大。
发射跳频滤波器：对发射放大器送过来的电信号进行滤波。发射跳频滤波器特性可变频点滤波器，是一种窄带滤波器，可以根据控制量对通带频点进行设置，且速度很快。
3dB电桥：对2路射频信号进行等功率合成及功分。
接收跳频滤波器：对天线接收过来的电信号进行滤波，同时对发射的信号进行抑制，阻止发射频率进入接收通道。接收跳频滤波器的基本特性与发射端的发射跳滤波器一致。
宽带接收放大器：对进入接收通道的电信号进行放大，其特点是超宽带放大。
实现双工工作的主要流程及原理：
发射流程，发射信号经发射放大器放大后送入发射跳频滤波器，经过发射跳频滤波器滤波以后进入3dB电桥，再进入天线进行发射。发射跳频滤波器是通带频率可调的窄带的滤波器，发射信号经过该滤波器时，滤除了接收频段的干扰噪声，使其达到设计要求低噪以下，以达到不干扰接收的作用。3dB电桥为宽带匹配合路作用，将发射的信号发送到天线，同时不产生理论上的3dB功率损耗。
接收流程，天线接收的信号经过3dB电桥，被分配到接收通道，经过接收跳频滤波器后进入宽带接收放大器放大后接收输出。接收通道的跳频滤波器作用是将发射的信号进行反射式滤波，防止发射的功率信号串到接收通道。
如图2所示为一种具体的双工收发装置，其中：宽带发射放大器至少包括依次级连的预先放大器、推动放大器和末级放大器三级宽带放大器；在预先放大器与推动放大器之间和推动放大器与末级放大器之间分别设置有第一跳频滤波器和第二跳频滤波器。还包括发射功率闭环，所述的发射功率闭环包括设置在宽带发射放大器后，获取宽带发射放大器输出信号的耦合器，根据耦合器的输出信号强弱控制待发射的射频信号的强弱的功率控制器。利用发射功率闭环可以控制发射功率平稳发射。
另外，本实施例中可以选择实现了在宽带也就是18个倍频程范围内，实现了跳频工作模式下的频分双工，可以对不同的输出信号进行放大发射，因此，在发射通道中，还包括对待发射的射频信号的波道进行选择的波道选择开关K1。
另外，有一种优先方式就是只在推动放大器与末级放大器之间设置有第二跳频滤波器。不设第一跳频滤波器另外，接收通道中包括对进入接收通道的电信号进行超宽带放大的宽带接收放大器。而本实施例中宽带接收放大器为低噪放大器。另外，在接收通道中还包括第三跳频滤波器。这些跳频滤波器，不论是发射通道中的还是接收通道中的，甚至是收发合路器中的，结构基本相同，都可以一台处理器统一控制其选择带通信道。
Claims (9)
1.一种宽带跳频频分双工通信收发装置，包括发射通道、接收通道、收发合路器和天线，所述的发射通道和接收通道通过所述的收发合路器与天线相连；其特征在于：所述的收发合路器包括输入端与发射通道相连的发射跳频滤波器，输出端与接收通道相连的接收跳频滤波器；所述的发射跳频滤波器的输出端和接收跳频滤波器的输入端分别通过3dB电桥接天线；所述的发射跳频滤波器和接收跳频滤波器均为通带频率可调的窄带的滤波器。
2.根据权利要求1所述的宽带跳频频分双工通信收发装置，其特征在于：在所述的发射通道中，还包括对信道传送过来的需要发射的电信号进行超宽带放大的宽带发射放大器。
3.根据权利要求2所述的宽带跳频频分双工通信收发装置，其特征在于：在所述的发射通道中，还包括对待发射的射频信号的波道进行选择的波道选择开关K1。
4.根据权利要求3所述的宽带跳频频分双工通信收发装置，其特征在于：所述的宽带发射放大器至少包括依次级连的预先放大器、推动放大器和末级放大器三级宽带放大器；在所述的预先放大器与推动放大器之间和推动放大器与末级放大器之间分别设置有第一跳频滤波器和第二跳频滤波器。
5.根据权利要求3所述的宽带跳频频分双工通信收发装置，其特征在于：所述的宽带发射放大器至少包括依次级连的预先放大器、推动放大器和末级放大器三级宽带放大器；在所述的推动放大器与末级放大器之间设置有第二跳频滤波器。
6.根据权利要求2至5所述的宽带跳频频分双工通信收发装置，其特征在于：还包括发射功率闭环，所述的发射功率闭环包括设置在宽带发射放大器后，获取宽带发射放大器输出信号的耦合器，根据耦合器的输出信号强弱控制待发射的射频信号的强弱的功率控制器。
7.根据权利要求6所述的宽带跳频频分双工通信收发装置，其特征在于：在所述的接收通道中包括对进入接收通道的电信号进行超宽带放大的宽带接收放大器。
8.根据权利要求7所述的宽带跳频频分双工通信收发装置，其特征在于：所述的宽带接收放大器为低噪放大器。
9.根据权利要求8所述的宽带跳频频分双工通信收发装置，其特征在于：在所述的接收通道中还包括第三跳频滤波器。
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