CN112290890B - 一种混沌保密的上下变频组件及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种混沌保密的上下变频组件及方法，包括有源器件、无源电路两部分；有源器件包括混频器、倍频器、放大器；无源电路包括功分器、滤波器、混沌保密电路；所述功分器与所述倍频器连接，所述倍频器与所述混频器连接，所述混频器与所述放大器连接，所述放大器与所述滤波器连接，所述滤波器与所述混沌保密电路连接；所述混沌保密电路，包括混沌输出电路、混沌接收电路，对信号进行加密。本发明通过混沌保密电路在上下变频组件中增加了硬件保密方法，提高了上下变频组件传输信号的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及混沌保密，属于上下变频组件领域。
背景技术
信息时代的信息传递主要靠通信系统，现代的通信技术发展日新月异，已经给社会带来巨大的变化。上下变频组件作为无线收发系统中的传输设备，在通常不改变信号的信息内容和调制方式的情况下，将具有一定频率的输入信号改换成具有更高频率的输出信号。在超外差式接收机中，如果经过混频后得到的中频信号比原始信号高，那么此种混频方式叫做上变频，反之则是下变频。由于上变频变频获得的中频频率较高，所以对接收机中中频放大、滤波、解调都提出了更高要求，使整个接收机成本较高。上变频可获得极高的抗镜像干扰能力，且可获得整个频段内非常平坦的频率响应。综合以上因素，使这种变频方式通常只有军用等特殊场合（如军用电台）得到广泛应用，但在民用级产品中极少见到。而下变频方式的电路简单，成本较低，所以被广泛应用于民用设备和对性能要求不高的军用设备中。
当这些通信设备在军用环境下使用时需要考虑信号保密的问题，无论军用或者民用，信号保密都尤为重要，常用的软件保密方式存在被网络截取破解的可能，安全性无法得到保障。
发明内容
发明目的：提供一种混沌保密的上下变频组件及方法，以解决上述问题。
技术方案：一种混沌保密的上下变频组件，包括有源器件、无源电路两部分；
有源器件包括混频器、倍频器、放大器；
无源电路包括功分器、滤波器、混沌保密电路；
所述功分器与所述倍频器连接，所述倍频器与所述混频器连接，所述混频器与所述放大器连接，所述放大器与所述滤波器连接，所述滤波器与所述混沌保密电路连接；
所述混沌保密电路，包括混沌输出电路、混沌接收电路，对信号进行加密。
根据本发明的一个方面，所述变频组件为上变频，将增益分配到中频和射频端，保持输入信号功率低于压缩点。
根据本发明的一个方面，所述上变频还包括调制器，与放大器组成直接变换结构，通过匹配网络将放大器与发射天线匹配，提高传输功率过滤带外分量。
根据本发明的一个方面，所述上变频还包括振荡器，所述振荡器工作频率与在载波频率不同，降低放大器对振荡器的干扰。
根据本发明的一个方面，所述变频组件为下变频包括射频级、中频级、基带级组成超外差结构，合理分配接收的放大增益，减少放大器的振荡。
根据本发明的一个方面，所述下变频还包括射频滤波器，设置在放大器前端选取频段信号，降低线性动态范围限制，抑制带外信号干扰。
根据本发明的一个方面，所述混频器，与所述放大器连接，将输入信号与本振信号混合成新的频率信号。
根据本发明的一个方面，所述功分器，接收本振信号，将本振信号功分输入。
根据本发明的一个方面，所述滤波器，包括带通滤波器、低通滤波器；
带通滤波器，与放大器连接，对镜频干扰和带外杂散进行抑制；
低通滤波器，与放大器连接，抑制中频输出端不需要的谐波及杂波。
根据本发明的一个方面，所述混沌输出电路，包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、运算放大器U1:A、运算放大器U1:B、运算放大器U1:C、运算放大器U1:D、运算放大器U2:A、运算放大器U2:B、运算放大器U2:C、二极管D1、二极管D2和电容C1；
所述电阻R1的一端接混频信号，所述电阻R1的另一端分别与所述电阻R2的一端、所述电阻R3的一端和所述运算放大器U1:A的第2引脚连接，所述运算放大器U1:A的第3引脚接地，所述运算放大器U1:A的第1引脚分别与所述电阻R3的另一端、所述电阻R4的一端连接，所述电阻R4的另一端与所述运算放大器U1:B的第7引脚、所述电阻R5的一端、所述电阻R7的一端和所述二极管D1的正极连接，所述电阻R5的另一端分别与所述电阻R6的一端、所述运算放大器U1:C的第9引脚连接，所述运算放大器U1:C的第10引脚接地，所述运算放大器U1:C的第8引脚与所述电阻R6的另一端接保密信号，所述电阻R7的另一端分别与所述电阻R8的一端、所述运算放大器U1:D的第13引脚连接，所述运算放大器U1:D的第12引脚接地，所述运算放大器U1:D的第14引脚与所述二极管D2的正极连接，所述二极管D2的负极分别与所述二极管D1的负极、所述电阻E9的一端连接，所述电阻E9的另一端分别与所述电阻R10的一端、所述电阻R14的一端和所述运算放大器U2:A的第2引脚连接，所述运算放大器U2:A的第3引脚接地，所述运算放大器U2:A的第1引脚分别与所述电阻R10的另一端、所述电阻R11的一端连接，所述电阻R11的另一端分别与所述电容C1的一端、所述运算放大器U2:B的第6引脚连接，所述运算放大器U2:B的第5引脚接地，所述运算放大器U2:B的第7引脚分别与所述电阻R2的另一端、所述电阻R12的一端连接，所述电阻R12的另一端分别与所述电阻R13的一端、所述运算放大器U2:C的第9引脚连接，所述运算放大器U2:C的第10引脚接地，所述运算放大器U2:C的第8引脚与所述电阻R13的另一端、所述电阻R14的另一端连接。
根据本发明的一个方面，所述混沌接收电路，包括电位器RV1、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电阻R25、电阻R26、电阻R27、运算放大器U2:D、运算放大器U3:A、运算放大器U3:B、运算放大器U3:C、运算放大器U3:D、、运算放大器U4:A、运算放大器U4:B、运算放大器U4:C、电容C2和电容C3；
所述电位器RV1的第1引脚与所述电位器RV1的第3引脚均接保密信号，所述电位器RV1的第2引脚分别与所述电阻R15的一端、所述运算放大器U2:D的第13引脚连接，所述运算放大器U2:D的第12引脚接地，所述运算放大器U2:D的第14引脚分别与所述电阻R15的另一端、所述电阻R16的一端连接，所述电阻R16的另一端分别与所述电容C2的一端、所述运算放大器U3:A的第2引脚连接，所述运算放大器U3:A的第3引脚接地，所述运算放大器U3:A的第1引脚分别与所述电容C2的另一端、所述电阻R17的一端连接，所述电阻R17的另一端分别与所述电阻R18的一端、所述电阻R27的一端和所述运算放大器U3:B的第6引脚连接，所述运算放大器U3:B的第5引脚接地，所述运算放大器U3:B的第7引脚分别与所述电阻R18的另一端、所述电阻R19的一端连接，所述电阻R19的另一端分别与所述电容C3的一端、所述运算放大器U3:C的第9引脚连接，所述运算放大器U3:C的第10引脚接地，所述运算放大器U3:C的第8引脚分别与所述电容C3的另一端、所述电阻R20的一端和所述电阻R22的一端连接，所述电阻R20的另一端分别与所述电阻R21的一端、所述运算放大器U3:D的第13引脚连接，所述运算放大器U3:D的第12引脚接地，所述运算放大器U3:D的第14引脚分别与所述电阻R21的另一端连接，所述电阻R22的另一端分别与所述电阻R23的一端、所述运算放大器U4:A的第2引脚连接，所述运算放大器U4:A的第3引脚接地，所述运算放大器U4:A的第1引脚分别与所述电阻R23的另一端、所述电阻R24的一端连接，所述电阻R24的另一端与所述运算放大器U4:B的第6引脚连接，所述运算放大器U4:B的第5引脚接地，所述运算放大器U4:B的第7引脚分别与所述电阻R27的另一端、所述电阻R25的一端连接，所述电阻R25的另一端分别与所述电阻R26的一端、所述运算放大器U4:C的第9引脚连接，所述运算放大器U4:C的第10引脚接地，所述运算放大器U4:C的第8引脚分别与所述电阻R26的另一端均接解密信号。
一种混沌保密的上下变频组件信号传输方法，具体步骤包括：
步骤1、变频组件接收输入频率信号，对输入频率信号进行功分放大，将输入频率信号与本振频率信号进行混合，得到混频信号；
步骤2、将混频信号进行放大、滤波，对混频信号进行混沌加密处理再输出；
步骤3、接收设备对接收到的保密信号进行功分放大，将输入频率信号与本振频率信号进行混合；
步骤4、将得到的信号进行放大、滤波，再进行混沌同步解密处理，还原后再输出。
根据本发明的一个方面，混沌保密电路通过混沌同步信号，在使发射的频率信号在可以传递的基础上无法进行预测。
有益效果：本发明通过在上下变频组件中增加混沌保密电路，从硬件角度对传输的信号进行加密处理，增强了信号传递的安全性。
附图说明
图1是本发明的混沌保密的上下变频组件的系统框图。
图2是本发明的混沌输出电路的原理图。
图3是本发明的混沌接收电路的原理图。
具体实施方式
实施例1
在上变频组件中加入混沌保密电路，为了简化电路结构选择直接变换结构，直接变换结构将信号的调整和上变频在同一个工作电路完成，振荡器频率等于发送频率，再进行混沌加密处理更方便。
在该实施例中，如图1所示，一种混沌保密的上变频组件，包括有源器件、无源电路两部分；
有源器件包括混频器、倍频器、放大器；
无源电路包括功分器、滤波器、混沌保密电路；
所述功分器与所述倍频器连接，所述倍频器与所述混频器连接，所述混频器与所述放大器连接，所述放大器与所述滤波器连接，所述滤波器与所述混沌保密电路连接；
所述混沌保密电路，包括混沌输出电路、混沌接收电路，对信号进行加密。
在进一步的实施例中，所述变频组件为上变频，将增益分配到中频和射频端，保持输入信号功率低于压缩点。所述上变频还包括调制器，与放大器组成直接变换结构，通过匹配网络将放大器与发射天线匹配，提高传输功率过滤带外分量。所述上变频还包括振荡器，由于放大器输出频率与振荡器频率相同产生干扰破坏本振信号，在结构上选择将所述振荡器的工作频率设置与载波频率不同，降低放大器对振荡器的干扰。
在进一步的实施例中，混频器太过非线性电阻混频产生频率组合分离，通过贷通滤波器取出有用信号。
在进一步的实施例中，对本振信号采取先功分再倍频，将本振信号功分输入。
在进一步的实施例中，为了获得带内杂波、谐波抑制，在倍频器之后增加滤波器，进行滤波再放大。
在进一步的实施例中，带通滤波器，与放大器连接，对镜频干扰和带外杂散进行抑制；
低通滤波器，与放大器连接，抑制中频输出端不需要的谐波及杂波。
如图2所示，在进一步的实施例中，所述混沌输出电路，包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、运算放大器U1:A、运算放大器U1:B、运算放大器U1:C、运算放大器U1:D、运算放大器U2:A、运算放大器U2:B、运算放大器U2:C、二极管D1、二极管D2和电容C1；
所述电阻R1的一端接混频信号，所述电阻R1的另一端分别与所述电阻R2的一端、所述电阻R3的一端和所述运算放大器U1:A的第2引脚连接，所述运算放大器U1:A的第3引脚接地，所述运算放大器U1:A的第1引脚分别与所述电阻R3的另一端、所述电阻R4的一端连接，所述电阻R4的另一端与所述运算放大器U1:B的第7引脚、所述电阻R5的一端、所述电阻R7的一端和所述二极管D1的正极连接，所述电阻R5的另一端分别与所述电阻R6的一端、所述运算放大器U1:C的第9引脚连接，所述运算放大器U1:C的第10引脚接地，所述运算放大器U1:C的第8引脚与所述电阻R6的另一端接保密信号，所述电阻R7的另一端分别与所述电阻R8的一端、所述运算放大器U1:D的第13引脚连接，所述运算放大器U1:D的第12引脚接地，所述运算放大器U1:D的第14引脚与所述二极管D2的正极连接，所述二极管D2的负极分别与所述二极管D1的负极、所述电阻E9的一端连接，所述电阻E9的另一端分别与所述电阻R10的一端、所述电阻R14的一端和所述运算放大器U2:A的第2引脚连接，所述运算放大器U2:A的第3引脚接地，所述运算放大器U2:A的第1引脚分别与所述电阻R10的另一端、所述电阻R11的一端连接，所述电阻R11的另一端分别与所述电容C1的一端、所述运算放大器U2:B的第6引脚连接，所述运算放大器U2:B的第5引脚接地，所述运算放大器U2:B的第7引脚分别与所述电阻R2的另一端、所述电阻R12的一端连接，所述电阻R12的另一端分别与所述电阻R13的一端、所述运算放大器U2:C的第9引脚连接，所述运算放大器U2:C的第10引脚接地，所述运算放大器U2:C的第8引脚与所述电阻R13的另一端、所述电阻R14的另一端连接。
实施例2
在上变频组件中加入混沌保密电路，选择两步变换结构将信号的调制和上变频通过两个工作电路来完成，减少信号的相互干扰，在增加了混沌保密电路后也可以正常传输信号。
在该实施例中，如图1所示，一种混沌保密的上变频组件，包括有源器件、无源电路两部分；
有源器件包括混频器、倍频器、放大器；
无源电路包括功分器、滤波器、混沌保密电路；
所述功分器与所述倍频器连接，所述倍频器与所述混频器连接，所述混频器与所述放大器连接，所述放大器与所述滤波器连接，所述滤波器与所述混沌保密电路连接；
所述混沌保密电路，包括混沌输出电路、混沌接收电路，对信号进行加密。
在进一步的实施例中，所述变频组件为上变频，将增益分配到中频和射频端，保持输入信号功率低于压缩点。所述上变频在较低频率上进行基带信号调制，减少信号干扰。所述上变频还包括滤波器，抑制带外干扰。说是上变频还包括射频滤波器，抑制变频器在变频同时产生的边带干扰。
在进一步的实施例中，混频器太过非线性电阻混频产生频率组合分离，通过贷通滤波器取出有用信号。
在进一步的实施例中，对本振信号采取先功分再倍频，将本振信号功分输入。
在进一步的实施例中，为了获得带内杂波、谐波抑制，在倍频器之后增加滤波器，进行滤波再放大。
在进一步的实施例中，带通滤波器，与放大器连接，对镜频干扰和带外杂散进行抑制；
低通滤波器，与放大器连接，抑制中频输出端不需要的谐波及杂波。
如图2所示，在进一步的实施例中，所述混沌输出电路，包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、运算放大器U1:A、运算放大器U1:B、运算放大器U1:C、运算放大器U1:D、运算放大器U2:A、运算放大器U2:B、运算放大器U2:C、二极管D1、二极管D2和电容C1；
所述电阻R1的一端接混频信号，所述电阻R1的另一端分别与所述电阻R2的一端、所述电阻R3的一端和所述运算放大器U1:A的第2引脚连接，所述运算放大器U1:A的第3引脚接地，所述运算放大器U1:A的第1引脚分别与所述电阻R3的另一端、所述电阻R4的一端连接，所述电阻R4的另一端与所述运算放大器U1:B的第7引脚、所述电阻R5的一端、所述电阻R7的一端和所述二极管D1的正极连接，所述电阻R5的另一端分别与所述电阻R6的一端、所述运算放大器U1:C的第9引脚连接，所述运算放大器U1:C的第10引脚接地，所述运算放大器U1:C的第8引脚与所述电阻R6的另一端接保密信号，所述电阻R7的另一端分别与所述电阻R8的一端、所述运算放大器U1:D的第13引脚连接，所述运算放大器U1:D的第12引脚接地，所述运算放大器U1:D的第14引脚与所述二极管D2的正极连接，所述二极管D2的负极分别与所述二极管D1的负极、所述电阻E9的一端连接，所述电阻E9的另一端分别与所述电阻R10的一端、所述电阻R14的一端和所述运算放大器U2:A的第2引脚连接，所述运算放大器U2:A的第3引脚接地，所述运算放大器U2:A的第1引脚分别与所述电阻R10的另一端、所述电阻R11的一端连接，所述电阻R11的另一端分别与所述电容C1的一端、所述运算放大器U2:B的第6引脚连接，所述运算放大器U2:B的第5引脚接地，所述运算放大器U2:B的第7引脚分别与所述电阻R2的另一端、所述电阻R12的一端连接，所述电阻R12的另一端分别与所述电阻R13的一端、所述运算放大器U2:C的第9引脚连接，所述运算放大器U2:C的第10引脚接地，所述运算放大器U2:C的第8引脚与所述电阻R13的另一端、所述电阻R14的另一端连接。
实施例3
在下变频组件中加入混沌保密电路，选择超外差结构，减少放大器振荡，保持混沌解密信号稳定。
在该实施例中，如图1所示，一种混沌保密的下变频组件，包括有源器件、无源电路两部分；
有源器件包括混频器、倍频器、放大器；
无源电路包括功分器、滤波器、混沌保密电路；
所述功分器与所述倍频器连接，所述倍频器与所述混频器连接，所述混频器与所述放大器连接，所述放大器与所述滤波器连接，所述滤波器与所述混沌保密电路连接；
所述混沌保密电路，包括混沌输出电路、混沌接收电路，对信号进行加密。
在进一步的实施例中，所述变频组件为下变频，将接收的信号与本振信号进行混频，得到频率较低的混频信号，再与第二个本振信号进行二次混频。所述下变频还包括接收链路，分为射频级、中频级、基带级，合理分配增益，放大器稳定，振荡减少。所述下变频还包括射频滤波器，设置在放大器前端选取频段信号，降低线性动态范围要求，抑制带外信号干扰。
在进一步的实施例中，所述混频器，与所述放大器连接，将输入信号与本振信号混合成新的频率信号。因为变频器作为非线性元件在混频输出产生组合频率分量对信号造成镜频干扰，所以选择带通滤波器，与放大器连接，对镜频干扰和带外杂散进行抑制，低通滤波器，与放大器连接，抑制中频输出端不需要的谐波及杂波。
在进一步的实施例中，所述功分器，接收本振信号，将本振信号功分输入。
如图3所示，在进一步的实施例中，所述混沌接收电路，包括电位器RV1、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电阻R25、电阻R26、电阻R27、运算放大器U2:D、运算放大器U3:A、运算放大器U3:B、运算放大器U3:C、运算放大器U3:D、、运算放大器U4:A、运算放大器U4:B、运算放大器U4:C、电容C2和电容C3；
所述电位器RV1的第1引脚与所述电位器RV1的第3引脚均接保密信号，所述电位器RV1的第2引脚分别与所述电阻R15的一端、所述运算放大器U2:D的第13引脚连接，所述运算放大器U2:D的第12引脚接地，所述运算放大器U2:D的第14引脚分别与所述电阻R15的另一端、所述电阻R16的一端连接，所述电阻R16的另一端分别与所述电容C2的一端、所述运算放大器U3:A的第2引脚连接，所述运算放大器U3:A的第3引脚接地，所述运算放大器U3:A的第1引脚分别与所述电容C2的另一端、所述电阻R17的一端连接，所述电阻R17的另一端分别与所述电阻R18的一端、所述电阻R27的一端和所述运算放大器U3:B的第6引脚连接，所述运算放大器U3:B的第5引脚接地，所述运算放大器U3:B的第7引脚分别与所述电阻R18的另一端、所述电阻R19的一端连接，所述电阻R19的另一端分别与所述电容C3的一端、所述运算放大器U3:C的第9引脚连接，所述运算放大器U3:C的第10引脚接地，所述运算放大器U3:C的第8引脚分别与所述电容C3的另一端、所述电阻R20的一端和所述电阻R22的一端连接，所述电阻R20的另一端分别与所述电阻R21的一端、所述运算放大器U3:D的第13引脚连接，所述运算放大器U3:D的第12引脚接地，所述运算放大器U3:D的第14引脚分别与所述电阻R21的另一端连接，所述电阻R22的另一端分别与所述电阻R23的一端、所述运算放大器U4:A的第2引脚连接，所述运算放大器U4:A的第3引脚接地，所述运算放大器U4:A的第1引脚分别与所述电阻R23的另一端、所述电阻R24的一端连接，所述电阻R24的另一端与所述运算放大器U4:B的第6引脚连接，所述运算放大器U4:B的第5引脚接地，所述运算放大器U4:B的第7引脚分别与所述电阻R27的另一端、所述电阻R25的一端连接，所述电阻R25的另一端分别与所述电阻R26的一端、所述运算放大器U4:C的第9引脚连接，所述运算放大器U4:C的第10引脚接地，所述运算放大器U4:C的第8引脚分别与所述电阻R26的另一端均接解密信号。
实施例4
在下变频组件中加入混沌保密电路，选择直接变频结构，在接收天线接收信号后经放大器放大直接与本振信号进行混频输出正交基带信号，不存在镜频干扰，便于进行混沌解密。
在该实施例中，如图1所示，一种混沌保密的下变频组件，包括有源器件、无源电路两部分；
有源器件包括混频器、倍频器、放大器；
无源电路包括功分器、滤波器、混沌保密电路；
所述功分器与所述倍频器连接，所述倍频器与所述混频器连接，所述混频器与所述放大器连接，所述放大器与所述滤波器连接，所述滤波器与所述混沌保密电路连接；
所述混沌保密电路，包括混沌输出电路、混沌接收电路，对信号进行加密。
在进一步的实施例中，所述变频组件为下变频，直接将接收的信号与本振信号进行混频，避免镜频干扰。所述下变频还包括接收链路，分为射频级、基带级，减少了中频级放大器、中频级滤波器，由基带级提供增益，满足线性动态范围要求。
在进一步的实施例中，所述混频器，与所述放大器连接，将输入信号与本振信号混合成新的频率信号。因为减少中频级直接进行混频，所以会面临与直接变换结构的上变频一样的问题，输入频率与本振频率出现干扰。在设计的时候增加结构距离，隔离信号干扰。
在进一步的实施例中，所述功分器，接收本振信号，将本振信号功分输入。
在进一步的实施例中，所述滤波器，包括低通滤波器，与放大器连接，抑制中频输出端不需要的谐波及杂波。
如图3所示，在进一步的实施例中，所述混沌接收电路，包括电位器RV1、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电阻R25、电阻R26、电阻R27、运算放大器U2:D、运算放大器U3:A、运算放大器U3:B、运算放大器U3:C、运算放大器U3:D、、运算放大器U4:A、运算放大器U4:B、运算放大器U4:C、电容C2和电容C3；
所述电位器RV1的第1引脚与所述电位器RV1的第3引脚均接保密信号，所述电位器RV1的第2引脚分别与所述电阻R15的一端、所述运算放大器U2:D的第13引脚连接，所述运算放大器U2:D的第12引脚接地，所述运算放大器U2:D的第14引脚分别与所述电阻R15的另一端、所述电阻R16的一端连接，所述电阻R16的另一端分别与所述电容C2的一端、所述运算放大器U3:A的第2引脚连接，所述运算放大器U3:A的第3引脚接地，所述运算放大器U3:A的第1引脚分别与所述电容C2的另一端、所述电阻R17的一端连接，所述电阻R17的另一端分别与所述电阻R18的一端、所述电阻R27的一端和所述运算放大器U3:B的第6引脚连接，所述运算放大器U3:B的第5引脚接地，所述运算放大器U3:B的第7引脚分别与所述电阻R18的另一端、所述电阻R19的一端连接，所述电阻R19的另一端分别与所述电容C3的一端、所述运算放大器U3:C的第9引脚连接，所述运算放大器U3:C的第10引脚接地，所述运算放大器U3:C的第8引脚分别与所述电容C3的另一端、所述电阻R20的一端和所述电阻R22的一端连接，所述电阻R20的另一端分别与所述电阻R21的一端、所述运算放大器U3:D的第13引脚连接，所述运算放大器U3:D的第12引脚接地，所述运算放大器U3:D的第14引脚分别与所述电阻R21的另一端连接，所述电阻R22的另一端分别与所述电阻R23的一端、所述运算放大器U4:A的第2引脚连接，所述运算放大器U4:A的第3引脚接地，所述运算放大器U4:A的第1引脚分别与所述电阻R23的另一端、所述电阻R24的一端连接，所述电阻R24的另一端与所述运算放大器U4:B的第6引脚连接，所述运算放大器U4:B的第5引脚接地，所述运算放大器U4:B的第7引脚分别与所述电阻R27的另一端、所述电阻R25的一端连接，所述电阻R25的另一端分别与所述电阻R26的一端、所述运算放大器U4:C的第9引脚连接，所述运算放大器U4:C的第10引脚接地，所述运算放大器U4:C的第8引脚分别与所述电阻R26的另一端均接解密信号。
实施例5
在下变频组件中加入混沌保密电路，选择低中频结构，降低对滤波器的要求，避免直流漂移和信噪比增大，保持混沌解密信号稳定。
在该实施例中，如图1所示，一种混沌保密的下变频组件，包括有源器件、无源电路两部分；
有源器件包括混频器、倍频器、放大器；
无源电路包括功分器、滤波器、混沌保密电路；
所述功分器与所述倍频器连接，所述倍频器与所述混频器连接，所述混频器与所述放大器连接，所述放大器与所述滤波器连接，所述滤波器与所述混沌保密电路连接；
所述混沌保密电路，包括混沌输出电路、混沌接收电路，对信号进行加密。
在进一步的实施例中，所述变频组件为下变频，还包括正交混频器、多相滤波器分离有用信号和镜频信号，并抑制镜频信号干扰。选择多相滤波器来解决低中频结构的基带信号失配问题，并实现镜频抑制，但因为镜频信号功率无法预测导致抑制效果有限，不过此时接收的信号镜频干扰已不足以影响混沌解密，所以无需考虑。
在进一步的实施例中，所述混频器，与所述放大器连接，将输入信号与本振信号混合成新的频率信号。
在进一步的实施例中，所述功分器，接收本振信号，将本振信号功分输入。
在进一步的实施例中，所述滤波器，包括带通滤波器、低通滤波器；
带通滤波器，与放大器连接，对镜频干扰和带外杂散进行抑制；
低通滤波器，与放大器连接，抑制中频输出端不需要的谐波及杂波。
如图3所示，在进一步的实施例中，所述混沌接收电路，包括电位器RV1、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电阻R25、电阻R26、电阻R27、运算放大器U2:D、运算放大器U3:A、运算放大器U3:B、运算放大器U3:C、运算放大器U3:D、、运算放大器U4:A、运算放大器U4:B、运算放大器U4:C、电容C2和电容C3；
所述电位器RV1的第1引脚与所述电位器RV1的第3引脚均接保密信号，所述电位器RV1的第2引脚分别与所述电阻R15的一端、所述运算放大器U2:D的第13引脚连接，所述运算放大器U2:D的第12引脚接地，所述运算放大器U2:D的第14引脚分别与所述电阻R15的另一端、所述电阻R16的一端连接，所述电阻R16的另一端分别与所述电容C2的一端、所述运算放大器U3:A的第2引脚连接，所述运算放大器U3:A的第3引脚接地，所述运算放大器U3:A的第1引脚分别与所述电容C2的另一端、所述电阻R17的一端连接，所述电阻R17的另一端分别与所述电阻R18的一端、所述电阻R27的一端和所述运算放大器U3:B的第6引脚连接，所述运算放大器U3:B的第5引脚接地，所述运算放大器U3:B的第7引脚分别与所述电阻R18的另一端、所述电阻R19的一端连接，所述电阻R19的另一端分别与所述电容C3的一端、所述运算放大器U3:C的第9引脚连接，所述运算放大器U3:C的第10引脚接地，所述运算放大器U3:C的第8引脚分别与所述电容C3的另一端、所述电阻R20的一端和所述电阻R22的一端连接，所述电阻R20的另一端分别与所述电阻R21的一端、所述运算放大器U3:D的第13引脚连接，所述运算放大器U3:D的第12引脚接地，所述运算放大器U3:D的第14引脚分别与所述电阻R21的另一端连接，所述电阻R22的另一端分别与所述电阻R23的一端、所述运算放大器U4:A的第2引脚连接，所述运算放大器U4:A的第3引脚接地，所述运算放大器U4:A的第1引脚分别与所述电阻R23的另一端、所述电阻R24的一端连接，所述电阻R24的另一端与所述运算放大器U4:B的第6引脚连接，所述运算放大器U4:B的第5引脚接地，所述运算放大器U4:B的第7引脚分别与所述电阻R27的另一端、所述电阻R25的一端连接，所述电阻R25的另一端分别与所述电阻R26的一端、所述运算放大器U4:C的第9引脚连接，所述运算放大器U4:C的第10引脚接地，所述运算放大器U4:C的第8引脚分别与所述电阻R26的另一端均接解密信号。
一种混沌保密的上下变频组件信号传输方法，混沌保密电路通过混沌同步信号，在使发射的频率信号在可以传递的基础上无法进行预测，具体步骤包括：
步骤1、变频组件接收输入频率信号，对输入频率信号进行功分放大，将输入频率信号与本振频率信号进行混合，得到混频信号；
步骤2、将混频信号进行放大、滤波，对混频信号进行混沌加密处理再输出；
步骤3、接收设备对接收到的保密信号进行功分放大，将输入频率信号与本振频率信号进行混合；
步骤4、将得到的信号进行放大、滤波，再进行混沌同步解密处理，还原后再输出。
总之，本发明具有以下优点：
1、通过混沌保密电路对上下变频组件传输信号进行加密，增加安全性；
2、混沌保密电路为硬件加密方法，即便信号被截取也可以保护信号内容不被破解；
3、结构简单，方便实际操作。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，用于通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
Claims (7)
1.一种混沌保密的上下变频组件，其特征在于，包括有源器件、无源电路两部分；
有源器件包括混频器、倍频器、放大器；
无源电路包括功分器、滤波器、混沌保密电路；
所述功分器与所述倍频器连接，所述倍频器与所述混频器连接，所述混频器与所述放大器连接，所述放大器与所述滤波器连接，所述滤波器与所述混沌保密电路连接；
所述混沌保密电路，包括混沌输出电路、混沌接收电路，对信号进行加密；
所述混沌输出电路，包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、运算放大器U1:A、运算放大器U1:B、运算放大器U1:C、运算放大器U1:D、运算放大器U2:A、运算放大器U2:B、运算放大器U2:C、二极管D1、二极管D2和电容C1；
所述电阻R1的一端接混频信号，所述电阻R1的另一端分别与所述电阻R2的一端、所述电阻R3的一端和所述运算放大器U1:A的第2引脚连接，所述运算放大器U1:A的第3引脚接地，所述运算放大器U1:A的第1引脚分别与所述电阻R3的另一端、所述电阻R4的一端连接，所述电阻R4的另一端与所述运算放大器U1:B的第7引脚、所述电阻R5的一端、所述电阻R7的一端和所述二极管D1的正极连接，所述电阻R5的另一端分别与所述电阻R6的一端、所述运算放大器U1:C的第9引脚连接，所述运算放大器U1:C的第10引脚接地，所述运算放大器U1:C的第8引脚与所述电阻R6的另一端接保密信号，所述电阻R7的另一端分别与所述电阻R8的一端、所述运算放大器U1:D的第13引脚连接，所述运算放大器U1:D的第12引脚接地，所述运算放大器U1:D的第14引脚与所述二极管D2的正极连接，所述二极管D2的负极分别与所述二极管D1的负极、所述电阻R9的一端连接，所述电阻R9的另一端分别与所述电阻R10的一端、所述电阻R14的一端和所述运算放大器U2:A的第2引脚连接，所述运算放大器U2:A的第3引脚接地，所述运算放大器U2:A的第1引脚分别与所述电阻R10的另一端、所述电阻R11的一端连接，所述电阻R11的另一端分别与所述电容C1的一端、所述运算放大器U2:B的第6引脚连接，所述运算放大器U2:B的第5引脚接地，所述运算放大器U2:B的第7引脚分别与所述电阻R2的另一端、所述电阻R12的一端连接，所述电阻R12的另一端分别与所述电阻R13的一端、所述运算放大器U2:C的第9引脚连接，所述运算放大器U2:C的第10引脚接地，所述运算放大器U2:C的第8引脚与所述电阻R13的另一端、所述电阻R14的另一端连接；
所述混沌接收电路，包括电位器RV1、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电阻R25、电阻R26、电阻R27、运算放大器U2:D、运算放大器U3:A、运算放大器U3:B、运算放大器U3:C、运算放大器U3:D、运算放大器U4:A、运算放大器U4:B、运算放大器U4:C、电容C2和电容C3；
所述电位器RV1的第1引脚与所述电位器RV1的第3引脚均接保密信号，所述电位器RV1的第2引脚分别与所述电阻R15的一端、所述运算放大器U2:D的第13引脚连接，所述运算放大器U2:D的第12引脚接地，所述运算放大器U2:D的第14引脚分别与所述电阻R15的另一端、所述电阻R16的一端连接，所述电阻R16的另一端分别与所述电容C2的一端、所述运算放大器U3:A的第2引脚连接，所述运算放大器U3:A的第3引脚接地，所述运算放大器U3:A的第1引脚分别与所述电容C2的另一端、所述电阻R17的一端连接，所述电阻R17的另一端分别与所述电阻R18的一端、所述电阻R27的一端和所述运算放大器U3:B的第6引脚连接，所述运算放大器U3:B的第5引脚接地，所述运算放大器U3:B的第7引脚分别与所述电阻R18的另一端、所述电阻R19的一端连接，所述电阻R19的另一端分别与所述电容C3的一端、所述运算放大器U3:C的第9引脚连接，所述运算放大器U3:C的第10引脚接地，所述运算放大器U3:C的第8引脚分别与所述电容C3的另一端、所述电阻R20的一端和所述电阻R22的一端连接，所述电阻R20的另一端分别与所述电阻R21的一端、所述运算放大器U3:D的第13引脚连接，所述运算放大器U3:D的第12引脚接地，所述运算放大器U3:D的第14引脚分别与所述电阻R21的另一端连接，所述电阻R22的另一端分别与所述电阻R23的一端、所述运算放大器U4:A的第2引脚连接，所述运算放大器U4:A的第3引脚接地，所述运算放大器U4:A的第1引脚分别与所述电阻R23的另一端、所述电阻R24的一端连接，所述电阻R24的另一端与所述运算放大器U4:B的第6引脚连接，所述运算放大器U4:B的第5引脚接地，所述运算放大器U4:B的第7引脚分别与所述电阻R27的另一端、所述电阻R25的一端连接，所述电阻R25的另一端分别与所述电阻R26的一端、所述运算放大器U4:C的第9引脚连接，所述运算放大器U4:C的第10引脚接地，所述运算放大器U4:C的第8引脚分别与所述电阻R26的另一端均接解密信号。
2.根据权利要求1所述的一种混沌保密的上下变频组件，其特征在于，所述变频组件为上变频，将增益分配到中频和射频端，保持输入信号功率低于压缩点。
3.根据权利要求1所述的一种混沌保密的上下变频组件，其特征在于，所述混频器，与所述放大器连接，将输入信号与本振信号混合成新的频率信号。
4.根据权利要求1所述的一种混沌保密的上下变频组件，其特征在于，所述功分器，接收本振信号，将本振信号功分输入。
5.根据权利要求1所述的一种混沌保密的上下变频组件，其特征在于，所述滤波器，包括带通滤波器、低通滤波器；
带通滤波器，与放大器连接，对镜频干扰和带外杂散进行抑制；
低通滤波器，与放大器连接，抑制中频输出端不需要的谐波及杂波。
6.一种混沌保密的上下变频组件信号传输方法，基于权利要求1至5中任意一项所述的上下变频组件，其特征在于，具体步骤包括：
步骤1、变频组件接收输入频率信号，对输入频率信号进行功分放大，将输入频率信号与本振频率信号进行混合，得到混频信号；
步骤2、将混频信号进行放大、滤波，对混频信号进行混沌加密处理再输出；
步骤3、接收设备对接收到的保密信号进行功分放大，将输入频率信号与本振频率信号进行混合；
步骤4、将得到的信号进行放大、滤波，再进行混沌同步解密处理，还原后再输出。
7.根据权利要求6所述的一种混沌保密的上下变频组件信号传输方法，其特征在于，混沌保密电路通过混沌同步信号，在使发射的频率信号在可以传递的基础上无法进行预测。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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Denomination of invention: A chaotic and secure up and down conversion component and method Granted publication date: 20230630 Pledgee: Bank of China Limited by Share Ltd. Nanjing Jiangning branch Pledgor: NANJING WEIHAO TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2024980026963 |