CN111224739A - 一种功率放大装置及无人机管控设备 - Google Patents

一种功率放大装置及无人机管控设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种功率放大装置及无人机管控设备，功率放大装置包括：宽频信号源、第一可调功率衰减器、窄频信号源、第二可调功率衰减器、高速射频切换开关、译码器和射频放大器，通过将高速射频切换开关与宽频信号源之间的线路导通，可以使宽频信号源输出的宽频噪声信号，对控制信号频率在宽频噪声信号对应的频段范围内的所有无人机均进行拦截，实现对无人机的粗略拦截，通过将高速射频切换开关与窄频信号源之间的线路导通，可以使窄频信号源输出的窄频噪声信号经射频放大器放大后，对控制信号频率在窄频噪声信号对应的较窄频段范围内的无人机进行拦截，从而实现对无人机的精准拦截。

Description

一种功率放大装置及无人机管控设备
技术领域
本发明涉及功率器件技术领域，更具体的说，涉及一种功率放大装置及无人机管控设备。
背景技术
无人机由于外形小巧、能耗低、易操控而成为目前备受追捧的小型飞行器。目前无人机的应用场景比较广泛，比如，高空拍摄、农场喷洒肥料或杀虫剂、远程输送物品等。随着无人机应用越来越多，一些黑飞也随之出现，黑飞指的是未经过报备或未登记的无人机，黑飞具有一定的危险性，比如，偷拍隐私等。因此，在很多领域，比如石油部门、机场禁飞区等，需要对无人机进行管控。
目前对无人机的管控主要为对无人机信号进行管控，具体为：在无人机管控设备内设置功率放大装置，该功率放大装置内置宽频信号源，宽频信号源产生的宽频噪声信号经放大后，对无人机与无人机遥控器之间的通信信号进行干扰，从而使得无人机遥控器对无人机失去控制能力。
然而，宽频信号源输出的宽频噪声信号会对控制信号频率在宽频噪声信号对应的频段范围内的所有无人机均进行拦截，无法精准的对某一个无人机进行拦截。
发明内容
有鉴于此，本发明公开一种功率放大装置及无人机管控设备，以实现当对无人机进行粗略拦截时，通过将高速射频切换开关与宽频信号源之间的线路导通，使宽频信号源输出的宽频噪声信号经射频放大器放大后，对控制信号频率在宽频噪声信号对应的频段范围内的所有无人机进行拦截，从而实现对无人机的粗略拦截；当对无人机进行精准拦截时，通过将高速射频切换开关与窄频信号源之间的线路导通，可以使窄频信号源输出的窄频噪声信号经射频放大器放大后，对控制信号频率在窄频噪声信号对应的较窄频段范围内的无人机进行拦截，从而实现对无人机的精准拦截。
一种功率放大装置，包括：宽频信号源、第一可调功率衰减器、窄频信号源、第二可调功率衰减器、高速射频切换开关、译码器和射频放大器；
所述宽频信号源用于输出宽频噪声信号；
所述第一可调功率衰减器用于将所述宽频信号源的输出功率调节为与所述窄频信号源的输出功率一致的输出功率；
所述窄频信号源用于输出窄频噪声信号；
所述第二可调功率衰减器用于将所述窄频信号源的输出功率调节为与所述宽频信号源的输出功率一致的输出功率；
所述高速射频切换开关具有第一输入端、第二输入端、控制端和输出端；
所述第一输入端通过所述第一可调功率衰减器与所述宽频信号源连接，所述第二输入端通过所述第二可调功率衰减器与所述窄频信号源连接，所述控制端连接所述译码器，所述输出端连接所述射频放大器；
所述译码器用于接收CPU发送的宽频控制信号，并将所述宽频控制信号进行格式转换，得到目标宽频控制信号，还用于接收所述CPU发送的窄频控制信号，并将所述窄频控制信号进行格式转换得到目标窄频控制信号；
所述高速射频切换开关用于根据所述目标宽频控制信号，控制所述高速射频切换开关与所述宽频信号源之间的线路导通，同时控制所述高速射频切换开关与所述窄频信号源之间的线路关断；还用于根据所述目标窄频控制信号，控制所述高速射频切换开关与所述窄频信号源之间的线路导通，同时控制所述高速射频切换开关与所述宽频信号源之间的线路关断。
可选的，所述第一可调功率衰减器包括：π型衰减器。
可选的，所述第二可调功率衰减器包括：π型衰减器。
可选的，所述射频放大器包括：第一级放大器、第三可调功率衰减器、第二级放大器、第四可调功率衰减器和第三级放大器；
所述第一级放大器的输入端作为所述射频放大器的输入端，与所述高速射频切换开关的输出端连接，所述第一级放大器的输出端通过依次串联连接的所述第三可调功率衰减器、所述第二级放大器、所述第四可调功率衰减器与所述第三级放大器连接。
一种无人机管控设备，包括：上述所述的功率放大装置。
从上述的技术方案可知，本发明公开了一种功率放大装置及无人机管控设备，功率放大装置包括：宽频信号源、第一可调功率衰减器、窄频信号源、第二可调功率衰减器、高速射频切换开关、译码器和射频放大器，译码器接收CPU发送的宽频控制信号，将宽频控制信号进行格式转换，得到目标宽频控制信号，并将目标宽频控制信号发送至高速射频切换开关，高速射频切换开关根据目标宽频控制信号，控制高速射频切换开关与宽频信号源之间的线路导通，控制高速射频切换开关与窄频信号源之间的线路关断，译码器接收CPU发送的窄频控制信号，将窄频控制信号进行格式转换，得到目标窄频控制信号，并将目标窄频控制信号发送至高速射频切换开关，高速射频切换开关根据所述目标窄频控制信号，控制高速射频切换开关与所述窄频信号源之间的线路导通，控制所述高速射频切换开关与所述宽频信号源之间的线路关断。因此，当对无人机进行粗略拦截时，本发明通过将高速射频切换开关与宽频信号源之间的线路导通，可以使宽频信号源输出的宽频噪声信号经射频放大器放大后，对控制信号频率在宽频噪声信号对应的频段范围内的所有无人机均进行拦截，从而实现对无人机的粗略拦截；当对无人机进行精准拦截时，本发明通过将高速射频切换开关与窄频信号源之间的线路导通，可以使窄频信号源输出的窄频噪声信号经射频放大器放大后，对控制信号频率在窄频噪声信号对应的较窄频段范围内的无人机进行拦截，从而实现对无人机的精准拦截。本发明同时兼具对无人机的粗略拦截和精准拦截，因此，应用场景更为广泛。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据公开的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例公开的一种功率放大装置的结构示意图；
图2为本发明实施例公开的一种射频放大器的结构示意图。
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。
本发明实施例公开了一种功率放大装置及无人机管控设备，功率放大装置包括：宽频信号源、第一可调功率衰减器、窄频信号源、第二可调功率衰减器、高速射频切换开关、译码器和射频放大器，译码器接收CPU发送的宽频控制信号，将宽频控制信号进行格式转换，得到目标宽频控制信号，并将目标宽频控制信号发送至高速射频切换开关，高速射频切换开关根据目标宽频控制信号，控制高速射频切换开关与宽频信号源之间的线路导通，控制高速射频切换开关与窄频信号源之间的线路关断，译码器接收CPU发送的窄频控制信号，将窄频控制信号进行格式转换，得到目标窄频控制信号，并将目标窄频控制信号发送至高速射频切换开关，高速射频切换开关根据所述目标窄频控制信号，控制高速射频切换开关与所述窄频信号源之间的线路导通，控制所述高速射频切换开关与所述宽频信号源之间的线路关断。因此，当对无人机进行粗略拦截时，本发明通过将高速射频切换开关与宽频信号源之间的线路导通，可以使宽频信号源输出的宽频噪声信号经射频放大器放大后，对控制信号频率在宽频噪声信号对应的频段范围内的所有无人机均进行拦截，从而实现对无人机的粗略拦截；当对无人机进行精准拦截时，本发明通过将高速射频切换开关与窄频信号源之间的线路导通，可以使窄频信号源输出的窄频噪声信号经射频放大器放大后，对控制信号频率在窄频噪声信号对应的较窄频段范围内的无人机进行拦截，从而实现对无人机的精准拦截。本发明同时兼具对无人机的粗略拦截和精准拦截，因此，应用场景更为广泛。
参见图1，本发明一实施例公开的一种功率放大装置的结构示意图，功率放大装置包括：宽频信号源11、第一可调功率衰减器12、窄频信号源13、第二可调功率衰减器14、高速射频切换开关15、译码器16和射频放大器17。
其中：
宽频信号源11用于输出宽频噪声信号。
需要说明的是，宽频噪声信号在经过放大后，可以对当前飞行的所有无人机均进行拦截。
第一可调功率衰减器12与宽频信号源11连接，第一可调功率衰减器12用于将宽频信号源11的输出功率调节为与窄频信号源13的输出功率一致的输出功率。
可选的，第一可调功率衰减器12包括：π型衰减器。
窄频信号源13用于输出窄频噪声信号。
第二可调功率衰减器14与窄频信号源13连接，第二可调功率衰减器14用于将窄频信号源13的输出功率调节为与宽频信号源11的输出功率一致的输出功率。
可选的，第二可调功率衰减器14包括：π型衰减器。
译码器16与高速射频切换开关15的控制端连接，译码器16用于接收CPU(centralprocessing unit，中央处理器)发送的宽频控制信号，将所述宽频控制信号进行格式转换，得到目标宽频控制信号，并将所述目标宽频控制信号发送至高速射频切换开关15，还用于接收所述CPU发送的窄频控制信号，将所述窄频控制信号进行格式转换得到目标窄频控制信号，并将所述目标窄频控制信号发送至高速射频切换开关15。
高速射频切换开关15具有第一输入端、第二输入端、控制端和输出端；
高速射频切换开关15的第一输入端连接第一可调功率衰减器12，高速射频切换开关15的第二输入端连接第二可调功率衰减器14，高速射频切换开关15的控制端连接译码器16，高速射频切换开关15的输出端连接射频放大器17，高速射频切换开关15用于根据所述目标宽频控制信号，控制所述高速射频切换开关15与所述宽频信号源11之间的线路导通，同时控制所述高速射频切换开关15与所述窄频信号源13之间的线路关断；还用于根据所述目标窄频控制信号，控制所述高速射频切换开关15与所述窄频信号源13之间的线路导通，同时控制所述高速射频切换开关15与所述宽频信号源11之间的线路关断。
需要说明的是，本实施例中，第一可调功率衰减器12将宽频信号源11的输出功率调节为与窄频信号源13的输出功率一致的输出功率，以及第二可调功率衰减器14将窄频信号源13的输出功率调节为与宽频信号源11的输出功率一致的输出功率，目的为：使功率放大装置不管在宽频信号源11工作还是在窄频信号源13工作时，电源的输出功率均为同一功率，比如均为50W，以避免因电源的输出功率不断变化导致烧毁高速射频切换开关15。
在实际应用中，宽频信号源11可以作为功率放大装置的内置信号源，窄频信号源13可以作为功率放大装置的外置信号源。
宽频信号源11输出的宽频噪声信号可以对控制信号频率在宽频噪声信号对应的频段范围内的所有无人机均进行拦截，因此，宽频信号源11可以实现对无人机的粗略拦截。
窄频信号源13可以对控制信号频率在窄频噪声信号对应的较窄频段范围内的无人机进行拦截，因此，窄频信号源13可以实现对无人机的精准拦截。
综上可知，本发明公开了一种功率放大装置，包括：宽频信号源11、第一可调功率衰减器12、窄频信号源13、第二可调功率衰减器14、高速射频切换开关15、译码器16和射频放大器17，译码器16接收CPU发送的宽频控制信号，将宽频控制信号进行格式转换，得到目标宽频控制信号，并将目标宽频控制信号发送至高速射频切换开关15，高速射频切换开关15根据目标宽频控制信号，控制高速射频切换开关15与宽频信号源11之间的线路导通，控制高速射频切换开关15与窄频信号源13之间的线路关断，译码器16接收CPU发送的窄频控制信号，将窄频控制信号进行格式转换，得到目标窄频控制信号，并将目标窄频控制信号发送至高速射频切换开关15，高速射频切换开关15根据所述目标窄频控制信号，控制高速射频切换开关15与所述窄频信号源13之间的线路导通，控制所述高速射频切换开关15与所述宽频信号源11之间的线路关断。因此，当对无人机进行粗略拦截时，本发明通过将高速射频切换开关15与宽频信号源11之间的线路导通，可以使宽频信号源11输出的宽频噪声信号经射频放大器17放大后，对控制信号频率在宽频噪声信号对应的频段范围内的所有无人机均进行拦截，从而实现对无人机的粗略拦截；当对无人机进行精准拦截时，本发明通过将高速射频切换开关15与窄频信号源13之间的线路导通，可以使窄频信号源13输出的窄频噪声信号经射频放大器17放大后，对控制信号频率在窄频噪声信号对应的较窄频段范围内的无人机进行拦截，从而实现对无人机的精准拦截。本发明同时兼具对无人机的粗略拦截和精准拦截，因此，应用场景更为广泛。
为进一步优化上述实施例，参见图2，本发明一实施例公开的一种射频放大器的结构示意图，射频放大器包括：第一级放大器171、第三可调功率衰减器172、第二级放大器173、第四可调功率衰减器174和第三级放大器175；
所述第一级放大器171的输入端作为所述射频放大器17的输入端，与所述高速射频切换开关15的输出端连接，所述第一级放大器171的输出端通过依次串联连接的所述第三可调功率衰减器172、所述第二级放大器173、所述第四可调功率衰减器174与所述第三级放大器175连接。
其中，第一级放大器171、第二级放大器173和第三级放大器175用于对宽频信号源11输出的宽频噪声信号进行逐级放大，得到放大宽频噪声信号，该放大宽频噪声信号用于对控制信号频率在宽频噪声信号对应的频段范围内的所有无人机均进行拦截；还用于对窄频信号源13输出的窄频噪声信号进行逐级放大，得到放大窄频噪声信号，该放大窄频噪声信号用于对控制信号频率在窄频噪声信号对应的较窄频段范围内的无人机进行拦截。
第三可调功率衰减器172和第四可调功率衰减器174用于调节宽频信号源11的输出功率，以及窄频信号源13的输出功率。
本发明还公开了一种无人机管控设备，该无人机管控设备包括：图1所示实施例中的功率放大装置。无人机管控设备对无人机的拦截原理请参见上述实施例，此处不再赘述。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种功率放大装置，其特征在于，包括：宽频信号源、第一可调功率衰减器、窄频信号源、第二可调功率衰减器、高速射频切换开关、译码器和射频放大器；
所述宽频信号源用于输出宽频噪声信号；
所述第一可调功率衰减器用于将所述宽频信号源的输出功率调节为与所述窄频信号源的输出功率一致的输出功率；
所述窄频信号源用于输出窄频噪声信号；
所述第二可调功率衰减器用于将所述窄频信号源的输出功率调节为与所述宽频信号源的输出功率一致的输出功率；
所述高速射频切换开关具有第一输入端、第二输入端、控制端和输出端；
所述第一输入端通过所述第一可调功率衰减器与所述宽频信号源连接，所述第二输入端通过所述第二可调功率衰减器与所述窄频信号源连接，所述控制端连接所述译码器，所述输出端连接所述射频放大器；
所述译码器用于接收CPU发送的宽频控制信号，并将所述宽频控制信号进行格式转换，得到目标宽频控制信号，还用于接收所述CPU发送的窄频控制信号，并将所述窄频控制信号进行格式转换得到目标窄频控制信号；
所述高速射频切换开关用于根据所述目标宽频控制信号，控制所述高速射频切换开关与所述宽频信号源之间的线路导通，同时控制所述高速射频切换开关与所述窄频信号源之间的线路关断；还用于根据所述目标窄频控制信号，控制所述高速射频切换开关与所述窄频信号源之间的线路导通，同时控制所述高速射频切换开关与所述宽频信号源之间的线路关断。
2.根据权利要求1所述的功率放大装置，其特征在于，所述第一可调功率衰减器包括：π型衰减器。
3.根据权利要求1所述的功率放大装置，其特征在于，所述第二可调功率衰减器包括：π型衰减器。
4.根据权利要求1所述的功率放大装置，其特征在于，所述射频放大器包括：第一级放大器、第三可调功率衰减器、第二级放大器、第四可调功率衰减器和第三级放大器；
所述第一级放大器的输入端作为所述射频放大器的输入端，与所述高速射频切换开关的输出端连接，所述第一级放大器的输出端通过依次串联连接的所述第三可调功率衰减器、所述第二级放大器、所述第四可调功率衰减器与所述第三级放大器连接。
5.一种无人机管控设备，其特征在于，包括：权利要求1～4任意一项所述的功率放大装置。
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