CN112087240A - 一种无人机数据链的可重构射频前端以及通用装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种无人机数据链的可重构射频前端,其包括:第一射频选择开关、接收通路、发射通路以及第二射频选择开关;第一射频选择与第二射频选择开关用于选择导通接收通路或发射通路;接收通路包括依次连接的第一可重构滤波器、可重构低噪声放大器、第二可重构滤波器以及可重构放大器。发射通路包括依次连接的可重构功率放大器以及第三可重构滤波器。本发明还涉及了一种无人机无线数据链的通用装置,其包括:依次连接的天线、可重构射频前端以及基带电路。本发明公开了一种可在线实时配置、覆盖全频段、轻量化的可重构射频前端,其通过元器件级别的可重构设计,实现了精简规模与减少体积的目的。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域,尤其涉及一种无人机数据链的可重构射频前端以及通用装置。
背景技术
在无人机应用领域,工信部授权了3个频段可供使用,分别为800MHz、1.4GHz和2.4GHz,其中800MHz频段用于窄带传输,主要是遥控指令、实时飞行状态参数、传感器采集数据等,而1.4GHz和2.4GHz频段则用来传输宽带数据,通常是指实时高清视频等数据。对于各种不同作业功能的无人机设备来说,无人机的无线数据链装置有两种应用方式:一是该装置装备于多任务型无人机,该类型无人机配备高清相机以及各类高精度传感器,可以完成勘测、消防、巡检等多种作业任务,能够有效地利用无线数据链传输各种宽带和窄带实时数据;另一种是装备各种不同类型的专用作业无人机,有些需要实时高清视频传输,而有些仅需要采集温度、海拔高度等简单数据,窄带数据链就满足需求。这种情况下,如果在不同的无人机上使用不同频段、不同带宽的数据链装备,不利于装置的通用化和作业配置的灵活性。
而目前无线射频技术水平和材料工艺还无法实现全部覆盖800MHz~2.4GHz的射频前端全套宽频段器件解决方案。因此,射频前端只能覆盖部分频段,不能实现全频段的工作。一种解决方案是通过设计多个相似的不同任务不同频段的射频前端,通过在飞行任务前手动选择所使用的前端,来实现同一个装置覆盖全频段的工作能力。这种方案的劣势在于兼容了多个不同频段装置在一起,从而体积庞大,不利于无人机这种对载重有着严格要求的情况。除此之外,该方案的切换不灵活,每次切换还需要返航后进行手动切换,不能在线实时切换。
发明内容
(一)要解决的技术问题
鉴于现有技术的上述缺点、不足,本发明提供一种无人机数据链的可重构射频前端,其解决了无法在体积和性能综合考虑下,实现同时覆盖多个频段的技术问题。
(二)技术方案
为了达到上述目的,第一方面,本发明实施例提供一种无人机数据链的可重构射频前端,其包括第一射频选择开关、接收通路、发射通路以及第二射频选择开关;所述接收通路与所述发射通路均设置在所述第一射频选择开关和所述第二射频选择开关之间,所述第一射频选择开关与所述第二射频选择开关选择导通所述接收通路或所述发射通路;
所述接收通路包括依次连接的第一可重构滤波器、可重构低噪声放大器、第二可重构滤波器以及可重构放大器;
所述第一可重构滤波器用于接收输入射频信号并滤除干扰信号,得到特定频段的射频信号;
所述可重构低噪声放大器用于放大所述特定频段的射频信号并抑制噪声信号,得到低噪声放大射频信号;
所述第二可重构滤波器用于滤除所述低噪声放大射频信号中所述可重构低噪声放大器所产生的谐波,得到经滤除的低噪声放大射频信号;
所述可重构放大器用于放大所述经滤除的低噪声放大射频信号,得到基带输入信号;
所述发射通路包括依次连接的可重构功率放大器以及第三可重构滤波器;
所述可重构功率放大器用于放大基带输出信号,得到基带放大信号;
所述第三可重构滤波器用于滤除所述基带放大信号的谐波失真分量,得到输出射频信号。
可选地,所述可重构射频前端的工作频段包括800MHz、1.4GHz与2.4GHz。
可选地,所述第一可重构滤波器、所述第二可重构滤波器以及所述第三可重构滤波器均包括信号输入端、第一接地电容组、第一电感组、第二接地电容组以及信号输出端;
所述第一接地电容组的输入端与所述第一电感组的输入端均与所述信号输入端连接,所述第一接地电容组的输出端接地,所述第一电感组的输出端与所述第二接地电容组的输入端均与所述信号输出端连接,所述第二接地电容组的输出端接地;
所述第一接地电容组包括第一开关、第一电容、第二开关、第二电容以及第一选择开关;所述第一开关连接所述第一电容的输入端,所述第一电容的输出端连接所述第一选择开关;所述第二开关连接所述第二电容的输入端,所述第二电容的输出端连接所述第一选择开关;所述第一开关与所述第二开关的通断以及所述第一选择开关的选择通断来确定所述第一电容或所述第二电容的通断;
所述第二接地电容组包括第三开关、第三电容、第四开关、第四电容以及第二选择开关;所述第三开关连接所述第三电容的输入端,所述第三电容的输出端连接所述第二选择开关;所述第四开关连接所述第四电容的输入端,所述第四电容的输出端连接所述第二选择开关;所述第三开关与所述第四开关的通断以及所述第二选择开关的选择通断来确定所述第三电容或所述第四电容的通断;
所述第一电感组包括第五开关、第一电感、第六开关、第七开关、第二电感以及第八开关;所述第五开关、所述第一电感与所述第六开关依次连接,所述第七开关、所述第二电感以及所述第八开关依次连接;所述第五开关、所述第六开关、所述第七开关以及所述第八开关的通断来确定所述第一电感或所述第二电感的通断。
可选地,所述第一电容为1.5pF,所述第二电容为2pF,所述第一电感为22nH,所述第二电感为10nH,所述第三电容为2pF,所述第四电容为1.5pF。
可选地,所述可重构功率放大器包括依次连接的第一可重构阻抗匹配网络、功率放大器件、第二可重构阻抗匹配网络以及可配置电源。
可选地,所述第一可重构阻抗匹配网络与所述第二可重构阻抗匹配网络均包括输入端口、输出端口以及连接在所述输入端口和所述输出端口之间的T型匹配网络;
所述T型匹配网络包括第一元件组、第二元件组和第三元件组,输入端口与所述第一元件组的输入端连接,所述第一元件组的输出端与所述第二元件组的输入端和第三元件组的输入端均连接,所述第二元件组的输出端连接所述输出端口,所述第三元件组的输出端接地;
所述第一元件组包括第三选择开关、第四选择开关以及设置在所述第三选择开关与所述第四选择开关之间的多个输入电感或多个输入电容,且多个输入电感或多个输入电容通过所述第三选择开关和所述第四选择开关选择性接通;
所述第二元件组包括第五选择开关、第六选择开关以及设置在所述第五选择开关与所述第六选择开关之间的多个输出电容或输出电感,且多个输出电容或输出电感通过所述第五选择开关和所述第六选择开关选择性接通;
所述第三元件组包括第七选择开关、第八选择开关以及设置在所述第七选择开关与所述第八选择开关的多个接地电容,且多个接地电容通过所述第七选择开关和所述第八选择开关选择性接通。
可选地,所述输入电感包括6.8nH的第三电感与2.2nH的第四电感,所述输入电容包括5.6pF的第五电容;
所述输出电容包括12pF的第六电容、2.4pF的第七电容;
所述接地电容包括22pF的第八电容、10pF的第九电容。
第二方面,本发明实施例提供一种无人机无线数据链的通用装置,其包括依次连接的天线、上述的可重构射频前端以及基带电路;
所述天线用于接收或发射射频信号;
所述可重构射频前端用于对输入射频信号进行选频、放大与滤波后发送给所述基带电路,也用于将所述基带电路发送的基带信号进行功率放大和滤波后发送给所述天线;
所述基带电路用于产生基带信号以及处理经处理的输入射频信号。
(三)有益效果
本发明的有益效果是:本发明公开了一种可在线实时配置、覆盖全频段、轻量化的可重构射频前端,通过进行元器件级别的可重构设计,大幅度精简重构部分的规模,减少可重构部件的体积。本发明对可重构部件的范围进行了研究,具体到射频前端的每一个部件都进行仔细评估,涉及到关键性能的部件进行可重构化的设计,而对性能不产生特定影响的部件则进行通用化设计。基于本发明提供的方案,体积和性能都能达到较好的水准,能够满足无人机的使用要求,实现最优化解决方案。
附图说明
图1为本发明提供的一种无人机数据链的可重构射频前端的组成示意图;
图2为本发明提供的一种无人机数据链的可重构射频前端的第一可重构滤波器的组成示意图;
图3为本发明提供的一种无人机数据链的可重构射频前端的可重构功率放大器的组成示意图;
图4为本发明提供的一种无人机数据链的可重构射频前端的第一可重构阻抗匹配网络的组成示意图;
图5为本发明提供的一种无人机数据链的可重构射频前端的T型匹配网络的组成示意图。
【附图标记说明】
SS1:第一选择开关;SS2:第二选择开关;SS3:第三选择开关;SS4:第四选择开关;SS5:第五选择开关;SS6:第六选择开关;SS7:第七选择开关;SS8:第八选择开关;
S1:第一开关;S2:第二开关;S3:第三开关;S4:第四开关;S5:第五开关;S6:第六开关;S7:第七开关;S8:第八开关;
C1:第一电容;C2:第二电容;C3:第三电容;C4:第四电容;C5:第五电容;C6:第六电容;C7:第七电容;C8:第八电容;C9:第九电容;
L1:第一电感;L2:第二电感;L3:第三电感;L4:第四电感。
具体实施方式
为了更好的解释本发明,以便于理解,下面结合附图,通过具体实施方式,对本发明作详细描述。
本发明实施例提出的一种无人机数据链的可重构射频前端,图1为本发明提供的一种无人机数据链的可重构射频前端的组成示意图,如图1所示,其包括第一射频选择开关、接收通路、发射通路以及第二射频选择开关;接收通路与发射通路均设置在第一射频选择开关和第二射频选择开关之间,通过第一射频选择开关与第二射频选择开关选择导通接收通路或发射通路。第一射频选择开关与第二射频选择开关的作用是将多路射频信号中的任一路或几路通过控制逻辑连通,以实现不同信号路径的切换,包括接收通路与发射通路的切换。
接收通路包括依次连接的第一可重构滤波器、可重构低噪声放大器、第二可重构滤波器以及可重构放大器。
从接收通路来看,第一可重构滤波器用于接收输入射频信号并滤除干扰信号,干扰信号即为除特定频段的信号之外的信号,之后得到特定频段的射频信号,同时消除不同频段信号相互干扰。由于接收信号强度变化范围很大,最小信号和最大信号之前相差106以上,过大的信号容易造成后端产生饱和失真,过小则容易被噪声湮没不利于解调,因而可重构低噪声放大器根据天线接收到的信号强度大小,选择适合于当前信号强度的放大器放大特定频段的射频信号并抑制噪声信号,得到低噪声放大射频信号。接着,第二可重构滤波器用于滤除可重构低噪声放大器所产生的谐波,得到经滤除的低噪声放大射频信号。最后,可重构放大器用于放大经滤除的低噪声放大射频信号,得到基带输入信号。
发射通路包括依次连接的可重构功率放大器以及第三可重构滤波器。
从发射通路来看,信号需要从天线辐射出去,需要有足够的功率。可重构功率放大器用于放大基带输出信号,得到基带放大信号。功率放大器输出后的信号还需要通过滤波器来滤除所产生的谐波失真分量,第三可重构滤波器用于滤除基带放大信号的谐波失真分量,得到输出射频信号。
本发明公开了一种可在线实时配置、覆盖全频段、轻量化的可重构射频前端,通过进行元器件级别的可重构设计,大幅度精简重构部分的规模,减少可重构部件的体积。本发明对可重构部件的范围进行了研究,具体到射频前端的每一个部件都进行仔细评估,涉及到关键性能的部件进行可重构化的设计,而对性能不产生特定影响的部件则进行通用化设计。基于本发明提供的方案,体积和性能都能达到较好的水准,能够满足无人机的使用要求,实现最优化解决方案。
为了更好地理解上述技术方案,下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例,然而应当理解,可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了能够更清楚、透彻地理解本发明,并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
本发明专利的方案则是采用器件级重构,通过对射频前端内的每一级电路进行分析,对影响频率的元器件进行重构化设计,即在射频前端内各级电路内仅增加设计用于重构的器件,根据性能需要来进行切换组合,因此可重构射频前端的工作频段覆盖多个频段,其包括800MHz、1.4GHz与2.4GHz,通过外部的信号频段检测以及相应的频段控制信号来完成各部件的可重构配置。
目前,比较主流的预选器有腔体、YIG、LC等多种。其中,LC滤波器在实现成本、尺寸上有着较大优势,在工程中的应用也最为广泛,因此,本发明采用LC滤波器。图2为本发明提供的一种无人机数据链的可重构射频前端的第一可重构滤波器的组成示意图,如图2所示,第一可重构滤波器、第二可重构滤波器以及第三可重构滤波器均包括信号输入端、第一接地电容组、第一电感组、第二接地电容组以及信号输出端。
第一接地电容组的输入端与第一电感组的输入端均与信号输入端连接,第一接地电容组的输出端接地,第一电感组的输出端与第二接地电容组的输入端均与信号输出端连接,第二接地电容组的输出端接地。
第一接地电容组包括第一开关S1、第一电容C1、第二开关S2、第二电容C2以及第一选择开关SS1;第一开关S1连接第一电容C1的输入端,第一电容C1的输出端连接第一选择开关SS1;第二开关S2连接第二电容C2的输入端,第二电容C2的输出端连接第一选择开关SS1;第一开关S1与第二开关S2的通断以及第一选择开关SS1的选择通断来确定第一电容C1或第二电容C2的通断。
第二接地电容组包括第三开关S3、第三电容C3、第四开关S4、第四电容C4以及第二选择开关SS2;第三开关S3连接第三电容C3的输入端,第三电容C3的输出端连接第二选择开关SS2;第四开关S4连接第四电容C4的输入端,第四电容C4的输出端连接第二选择开关SS2;第三开关S3与第四开关S4的通断以及第二选择开关SS2的选择通断来确定第三电容C3或第四电容C4的通断。
第一电感组包括第五开关S5、第一电感L1、第六开关S6、第七开关S7、第二电感L2以及第八开关S8;第五开关S5、第一电感L1与第六开关S6依次连接;第七开关S7、第二电感L2以及第八开关S8依次连接。第五开关S5、第六开关S6、第七开关S7以及第八开关S8的通断来确定第一电感L1或第二电感L2的通断。
本发明提出的可重构滤波器解决了冗余性高的问题,其根据元器件的特性,优化设计,精简结构,通过利用元件并联所产生的组合值,可以降低冗余度。在可重构滤波器中只需要设置6个元件,在使用的时候使用5个元件,通过不同的组合与开关的关闭与导通来实现滤波器的功能。
具体地,第一电容C1为1.5pF,第二电容C2为2pF,第一电感L1为22nH,第二电感L2为10nH,第三电容C3为2pF,第四电容C4为1.5pF。
图3为本发明提供的一种无人机数据链的可重构射频前端的可重构功率放大器的组成示意图,如图3所示,本发明的发射通路的功率放大组件即可重构功率放大器包括依次连接的第一可重构匹配网络、功率放大器件、第二可重构匹配网络以及可配置电源。
由于功率放大器件由半导体工艺制造而成,无论是传统的二氧化硅还是砷化镓、氮化镓工艺,都存在输出功率和阻抗的不平坦问题,需要通过外部的匹配网络来调整,以达到各个频段都能达到平衡输出的目的。除了功率和阻抗不平坦的问题,功率放大器件还存在着效率不一致的问题,效率和工作频段以及输入信号的幅度有关,因此还需要根据工作频段以及输入信号的幅度来动态调整功率放大器件的工作电压,以达到整个工作范围内(工作频率范围、输入信号范围)效率的一致性。
可配置电源根据第一可重构匹配网络、功率放大器件与第二可重构匹配网络的调整而调整电源输入,同时为了使功率放大器件获得更好的放大性能,可配置电源也需要进行一定的滤波处理,隔离掉电源噪声对功率放大器器件性能的影响。
图4为本发明提供的一种无人机数据链的可重构射频前端的第一可重构阻抗匹配网络的组成示意图,如图4所示,第一可重构阻抗匹配网络与第二可重构阻抗匹配网络均包括输入端口、输出端口以及连接在输入端口和输出端口之间的T型匹配网络。
图5为本发明提供的一种无人机数据链的可重构射频前端的T型匹配网络的组成示意图,如图5所示,T型匹配网络包括第一元件组、第二元件组和第三元件组,输入端口与第一元件组的输入端连接,第一元件组的输出端与第二元件组的输入端和第三元件组的输入端均连接,第二元件组的输出端连接输出端口,第三元件组的输出端接地。
第一元件组包括第三选择开关SS3、第四选择开关SS4以及设置在第三选择开关SS3与第四选择开关SS4之间的多个输入电感或多个输入电容,且多个输入电感或多个输入电容通过第三选择开关SS3和第四选择开关SS4选择性接通。
第二元件组包括第五选择开关SS5、第六选择开关SS6以及设置在第五选择开关SS5与第六选择开关SS6之间的多个输出电容或输出电感,且多个输出电容或输出电感通过第五选择开关SS5和第六选择开关SS6选择性接通。
第三元件组包括第七选择开关SS7、第八选择开关SS8以及设置在第七选择开关SS7与第八选择开关SS8的多个接地电容,且多个接地电容通过第七选择开关SS7和第八选择开关SS8选择性接通。
第一可重构阻抗匹配网络与第二可重构阻抗匹配网络均采用包括多组元器件的1组网络的设计,通过不同阻抗特性(电感性和电容性)和不同参数元件的灵活组合,实现对800M/1.4G/2.4G不同频段的精确阻抗匹配,从而实现了一组网络同时满足三个频段的匹配要求。
更进一步地,输入电感包括6.8nH的第三电感L3与2.2nH的第四电感L4,输入电容包括5.6pF的第五电容C5;输出电容包括12pF的第六电容C6、2.4pF的第七电容C7;接地电容包括22pF的第八电容C8、10pF的第九电容C9。
因而,适用于800MHz工作频段的第一T型匹配网络包括6.8nH的第三电感L3、12pF的第六电容C6以及22pF的第八电容C8。
适用于1.4GHz工作频段的第二T型匹配网络包括2.2nH的第四电感L4、12pF的第六电容C6以及10pF的第九电容C9。
适用于2.4GHz工作频段的第三T型匹配网络包括5.6pF的第五电容C5、2.4pF的第七电容C7以及22pF的第八电容C8。
需要说明的是,通过改变阻抗特性以及参数元件的组合,该可重构射频前端还可以适用在其他频段下工作。
此外,本发明还提供一种无人机无线数据链的通用装置,其包括依次连接的终端天线、如上述的可重构射频前端以及基带电路。天线用于接收或发射射频信号。可重构射频前端用于对输入射频信号进行选频、放大与滤波后发送给基带电路,也用于将基带电路发送的基带信号进行功率放大和滤波后发送给天线。基带电路用于产生基带信号以及处理经处理的输入射频信号。
综上所述,本发明提供的一种无人机数据链的可重构射频前端以及通用装置,可重构射频前端包括:第一射频选择开关、接收通路、发射通路以及第二射频选择开关,第一射频选择与第二射频选择开关用于选择导通接收通路或发射通路。在接收通路中采用依次连接的第一可重构滤波器、可重构低噪声放大器、第二可重构滤波器以及可重构放大器;在发射通路采用依次连接的第一可重构阻抗匹配网络、功率放大器件、第二可重构阻抗匹配网络以及第三可重构滤波器。因此,本发明针对不同频段来进行不同阻抗特性(电感性和电容性)和不同参数元件的灵活组合,实现了同时覆盖800MHz/1.4GHz/2.4GHz三个频段的工作要求,且大大降低了射频前端的体积以及元器件的冗余度。
而一种无人机数据链的通用装置则公开了:天线、上述的可重构射频前端以及基带电路,本发明的通用装置仅采用一个天线,通过射频选择开关来切换导通接收通路或发射通路,以达到减小通用装置的体积与节省产品成本的目的。
在无人机数据链设备中性能和体积这两项是重要的参考指标,尤其性能是无线数据链首要关注点,性能所包含的无线通信的带宽、信号强度以及抗干扰能力决定着无人机作业是否能顺利甚至是飞行安全。而体积则是无人机本身作为一种飞行器对载荷的严格要求,体积或重量过大会对无人机的飞行载荷控制提出很高的要求。在通常情况下,追求性能的情况下,射频前端需要更多高性能部件的加入,再加上现有的器件技术水平达不到宽频段能力,这样则造成了设备的体积没有办法缩减。
本发明所提出的方案的优点在于可以非常好地实现性能和体积的兼顾,在性能方面,采用器件级的可重构设计以及更加灵活的射频组件划分与组合方式。可重构的射频前端在各种不同作业环境下,总是使用性能最优的元器件来组合重构成为性能最好的射频前端装置。由于重构是采用元器件级别的方案,整个架构处理相比电路级重构要更加的精简。
在本发明的描述中,需要理解的是,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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”,可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”,可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”,可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。
在本说明书的描述中,术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述,是指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行改动、修改、替换和变型。
Claims (8)
1.一种无人机数据链的可重构射频前端,其特征在于,包括第一射频选择开关、接收通路、发射通路以及第二射频选择开关;所述接收通路与所述发射通路均设置在所述第一射频选择开关和所述第二射频选择开关之间,所述第一射频选择开关与所述第二射频选择开关选择导通所述接收通路或所述发射通路;
所述接收通路包括依次连接的第一可重构滤波器、可重构低噪声放大器、第二可重构滤波器以及可重构放大器;
所述第一可重构滤波器用于接收输入射频信号并滤除干扰信号,得到特定频段的射频信号;
所述可重构低噪声放大器用于放大所述特定频段的射频信号并抑制噪声信号,得到低噪声放大射频信号;
所述第二可重构滤波器用于滤除所述低噪声放大射频信号中所述可重构低噪声放大器所产生的谐波,得到经滤除的低噪声放大射频信号;
所述可重构放大器用于放大所述经滤除的低噪声放大射频信号,得到基带输入信号;
所述发射通路包括依次连接的可重构功率放大器以及第三可重构滤波器;
所述可重构功率放大器用于放大基带输出信号,得到基带放大信号;
所述第三可重构滤波器用于滤除所述基带放大信号的谐波失真分量,得到输出射频信号。
2.如权利要求1所述的一种无人机数据链的可重构射频前端,其特征在于,所述可重构射频前端的工作频段包括800MHz、1.4GHz与2.4GHz。
3.如权利要求1或2所述的一种无人机数据链的可重构射频前端,其特征在于,所述第一可重构滤波器、所述第二可重构滤波器以及所述第三可重构滤波器均包括信号输入端、第一接地电容组、第一电感组、第二接地电容组以及信号输出端;
所述第一接地电容组的输入端与所述第一电感组的输入端均与所述信号输入端连接,所述第一接地电容组的输出端接地,所述第一电感组的输出端与所述第二接地电容组的输入端均与所述信号输出端连接,所述第二接地电容组的输出端接地;
所述第一接地电容组包括第一开关、第一电容、第二开关、第二电容以及第一选择开关;所述第一开关连接所述第一电容的输入端,所述第一电容的输出端连接所述第一选择开关;所述第二开关连接所述第二电容的输入端,所述第二电容的输出端连接所述第一选择开关;所述第一开关与所述第二开关的通断以及所述第一选择开关的选择通断来确定所述第一电容或所述第二电容的通断;
所述第二接地电容组包括第三开关、第三电容、第四开关、第四电容以及第二选择开关;所述第三开关连接所述第三电容的输入端,所述第三电容的输出端连接所述第二选择开关;所述第四开关连接所述第四电容的输入端,所述第四电容的输出端连接所述第二选择开关;所述第三开关与所述第四开关的通断以及所述第二选择开关的选择通断来确定所述第三电容或所述第四电容的通断;
所述第一电感组包括第五开关、第一电感、第六开关、第七开关、第二电感以及第八开关;所述第五开关、所述第一电感与所述第六开关依次连接,所述第七开关、所述第二电感以及所述第八开关依次连接;所述第五开关、所述第六开关、所述第七开关以及所述第八开关的通断来确定所述第一电感或所述第二电感的通断。
4.如权利要求3所述的一种无人机数据链的可重构射频前端,其特征在于,所述第一电容为1.5pF,所述第二电容为2pF,所述第一电感为22nH,所述第二电感为10nH,所述第三电容为2pF,所述第四电容为1.5pF。
5.如权利要求1或2所述的一种无人机数据链的可重构射频前端,其特征在于,所述可重构功率放大器包括依次连接的第一可重构阻抗匹配网络、功率放大器件、第二可重构阻抗匹配网络以及可配置电源。
6.如权利要求5所述的一种无人机数据链的可重构射频前端,其特征在于,所述第一可重构阻抗匹配网络与所述第二可重构阻抗匹配网络均包括输入端口、输出端口以及连接在所述输入端口和所述输出端口之间的T型匹配网络;
所述T型匹配网络包括第一元件组、第二元件组和第三元件组,输入端口与所述第一元件组的输入端连接,所述第一元件组的输出端与所述第二元件组的输入端和第三元件组的输入端均连接,所述第二元件组的输出端连接所述输出端口,所述第三元件组的输出端接地;
所述第一元件组包括第三选择开关、第四选择开关以及设置在所述第三选择开关与所述第四选择开关之间的多个输入电感或多个输入电容,且多个输入电感或多个输入电容通过所述第三选择开关和所述第四选择开关选择性接通;
所述第二元件组包括第五选择开关、第六选择开关以及设置在所述第五选择开关与所述第六选择开关之间的多个输出电容或输出电感,且多个输出电容或输出电感通过所述第五选择开关和所述第六选择开关选择性接通;
所述第三元件组包括第七选择开关、第八选择开关以及设置在所述第七选择开关与所述第八选择开关的多个接地电容,且多个接地电容通过所述第七选择开关和所述第八选择开关选择性接通。
7.如权利要求6所述的一种无人机数据链的可重构射频前端,其特征在于,
所述输入电感包括6.8nH的第三电感与2.2nH的第四电感,所述输入电容包括5.6pF的第五电容;
所述输出电容包括12pF的第六电容、2.4pF的第七电容;
所述接地电容包括22pF的第八电容、10pF的第九电容。
8.一种无人机无线数据链的通用装置,其特征在于,包括:
依次连接的天线、如权利要求1-7任一项所述的一种无人机数据链的可重构射频前端以及基带电路;
所述天线用于接收或发射射频信号;
所述可重构射频前端用于对输入射频信号进行选频、放大与滤波后发送给所述基带电路,也用于将所述基带电路发送的基带信号进行功率放大和滤波后发送给所述天线;
所述基带电路用于产生基带信号以及处理经处理的输入射频信号。
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