CN112422141B - 一种射频抗干扰架构 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种射频抗干扰架构，所述射频抗干扰架构包括射频继电器开关1、匹配负载2、程控衰减器3、干扰抵消器4、电可调陷波器5、抗干扰扩展模块6、直通电缆7及多路耦合开关8，其中：所述射频继电器开关1包括射频继电器开关K1、射频继电器开关K2、射频继电器开关K3、射频继电器开关K4和射频继电器开关K5；匹配负载2、程控衰减器3、干扰抵消器4、电可调陷波器5、干扰扩展模块6分别与配套的射频继电器开关的常开触点NO连接，另一端与多路耦合开关8的多路输入端子连接。所述直通电缆7与射频继电器开关K5的常闭触点NC连接，另一端与多路耦合开关8的K6_5端子连接。

Description

一种射频抗干扰架构

技术领域

本发明属于电磁环境效应领域抗干扰技术研究，具体涉及到一种射频抗干扰架构。

背景技术

目前飞机射频电子系统在遂行任务过程中，机载射频接收设备天线暴露于平台自身以及战场环境所形成的综合射频环境中，易受到电磁干扰，造成的影响包括过载、频谱占用等情况，相对应的综合抗干扰技术的研究需求迫切。检索发现，现有几种抗干扰技术存在明显不足和应用的局限性，具体如下：

中国专利号CN108417555A，公开日：2018年08月17日，发明的名称为一种防电磁干扰的射频模块结构及实现方法，该申请案公开了一种防电磁干扰的射频模块结构及实现方法。所述方法包括以下步骤：按照射频模块功能需求设计并制作基板；被动元器件贴装及芯片贴装；封装焊线导通相邻两颗元件接地焊盘或导通接地焊盘与虚设焊盘；塑封固化；表明印字；单颗切割裂片，侧面高位外露对外引线；封装溅射电磁屏蔽膜，与所述对外引线互联。该发明的射频模块通过防电磁干扰屏蔽膜实现防电磁干扰的作用，从而提升射频模块的性能及防止对周围器件的电磁干扰；相邻元件边缘对应位置设置接地焊盘，基板有效区且非切割道位置对应的最外圈元件设置虚设焊盘，基板切割道内不含过多导线或焊盘，对封装切割几乎无影响；且利于封装焊线程序设置，一次性完成焊线作业。该技术的局限于采用结构屏蔽和特殊焊盘设置相结合的方法防止内部射频系统对其他元器件的干扰，对射频系统抗外部电磁环境干扰并无指导意义。

中国专利公开号CN205539489U，公开日：2016年08月31日，实用新型的名称为一种抗干扰多通道射频模块，该申请案公开了一种抗干扰多通道射频模块，包括机壳和设置在机壳内的天线阵元，所述天线阵元包括第一天线阵元、第二天线阵元，所述第一天线阵元的输出端依次连接有下变频器、抗干扰模块和上变频器，所述第二天线阵元的输出端与低噪声放大器相连，所述低噪声放大器的输出端和上变频器的输出端均连接在合路器的输入端上，所述合路器的输出端连接在输出端口上，利用多天线实现两种射频导航信号的接收，可增强系统导航的可靠性和准确性。该技术的不足之处是采用备用手段进行射频接收，对于两个天线阵元同时受到干扰和不同类型的干扰形态并没有给出处理对策。

发明内容

本发明通过在射频系统天线输出与接收机之间构建射频抗干扰架构，设计手段多元的综合抗干扰模块，解决射频系统灵活应对电磁环境干扰的问题，达到保护射频接收机、实现与自身平台射频干扰兼容工作、降低频谱占用和扩展抗干扰手段的目的。

本申请提供一种射频抗干扰架构，所述射频抗干扰架构包括射频继电器开关1、匹配负载2、程控衰减器3、干扰抵消器4、电可调陷波器5及多路耦合开关8，其中：

所述射频继电器开关1包括射频继电器开关K1、射频继电器开关K2、射频继电器开关K3、射频继电器开关K4和射频继电器开关K5；匹配负载2、程控衰减器3、干扰抵消器4和电可调陷波器5分别与射频继电器开关K1、射频继电器开关K2、射频继电器开关K3和射频继电器开关K4连接；

所述匹配负载2与射频继电器开关K1的常开触点NO连接；所述程控衰减器3的一端与射频继电器开关K2的常开触点NO连接，另一端与多路耦合开关8的K6_1端子连接；所述干扰抵消器4的一端与射频继电器开关K3的常开触点NO连接，另一端与多路耦合开关8的K6_2端子连接；所述电可调陷波器5的一端与射频继电器开关K4的常开触点NO连接，另一端与多路耦合开关8的K6_3端子连接。

具体的，所述射频抗干扰架构还包括抗干扰扩展模块6,所述抗干扰扩展模块6的一端与射频继电器开关K5的常开触点NO连接，另一端与多路耦合开关8的K6_4端子连接。

具体的，干扰扩展模块6根据抗干扰对象设置为干扰抵消器或者电可调陷波器。

具体的，所述射频抗干扰架构还包括直通电缆7，所述直通电缆7的一端与射频继电器开关K5的常闭触点NC连接，另一端与多路耦合开关8的K6_5端子连接。

具体的，射频继电器开关K1的C端与接收天线输出端连接。

具体的，多路耦合开关8的K6_C与接收机输入端连接。

具体的，射频继电器开关K1、射频继电器开关K2、射频继电器开关K3、射频继电器开关K4和射频继电器开关K5通过控制总线与控制计算机连接。

具体的，程控衰减器3、干扰抵消器4、电可调陷波器5和干扰扩展模块6通过控制总线与控制计算机连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.采用集成多种抗干扰手段的架构，使射频系统在复杂电磁环境下解决生存问题时，能够有更加灵活的应对策略；

2.在超出接收功率上限时，采用匹配负载可有效解决大信号造成的射频损伤问题；

3.采用程控衰减模块解决必要时降低灵敏度接收的问题；

4.自适应抵消模块可有效消除平台自身的射频干扰，解决伴随式干扰，实际应用中可有效替代闭锁分时工作，提高系统工作效能；

5.采用自适应陷波模块可减少有用频段的频谱占用，提高接收可靠性；

6.抗干扰扩展模块为系统性能扩展创造了空间。

附图说明

图1是本发明所涉及的一种射频抗干扰架构的结构示意图；

其中：1-射频继电器开关K1～K5，2-匹配负载、3-程控衰减器、4-干扰抵消器、5-电可调陷波器、6-抗干扰扩展模块、7-直通电缆，8-多路耦合开关。

具体实施方式

通过对现有技术的研究发现，现有技术主要以解决自身兼容性问题和满足功能需求为目的，而本发明是从抗干扰的角度出发，着眼于构建一种普遍适用性、手段多元、并可满足复杂电磁环境下应用的射频抗干扰架构。

本发明公开了一种射频抗干扰架构，该架构由射频继电器开关、匹配负载、程控衰减器、干扰抵消器、电可调陷波器、抗干扰扩展模块、直通电缆及多路耦合开关组成。该架构通过射频继电器开关K1～K5实现负载吸收、衰减、干扰抵消、陷波等抗毁、抗干扰手段的切换，使射频系统在复杂电磁环境下解决生存问题时，能够有更加灵活的应对策略。可广泛用于各类接收设备在复杂电磁环境应用下的抗干扰设计。

实施例一

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

如图1所示，本发明构建的射频抗干扰架构具有以下特征：由射频继电器开关K1～K5(1)、匹配负载(2)、程控衰减器(3)、干扰抵消器(4)、电可调陷波器(5)、抗干扰扩展模块(6)、直通电缆(7)及多路耦合开关(8)组成。射频继电器开关K1～K5的功能为：根据总线指令进行组合，达到切换不同的抗干扰通道的目的；匹配负载的功能为：吸收超出接收机承受能力的射频能量；程控衰减器的功能为：压制小信号干扰，使系统在受到此类干扰的时候降低灵敏度接收；干扰抵消器的功能为：在受到已知干扰的时候，通过内部引入干扰信号，调整信号相位与接收天线收到的干扰信号相互抵消；电可调陷波器的功能为：在系统受到随机的窄带干扰的时候，通过调整陷波器的调谐频率，对干扰信号进行阻塞，减少频谱占用，以正常接收有用信号；抗干扰扩展模块为备用通道，可视情在架构内加入更多抗干扰手段。在无干扰情况下，系统通过直通电缆进入多路耦合开关；多路耦合开关器K6为5进1出射频开关，K6_1～K6_5分别接受来自程控衰减器、干扰抵消器、电可调陷波器、抗干扰扩展模块和直通电缆的信号并输送至接收机输入端。

当干扰信号需要接入匹配负载时，信号由继电器C端(公共端)输入，K1继电器切至NO端(常开触点)，同时NC(常闭触点)断开与接收机的连接，干扰信号由匹配负载吸收；当需要接入程控衰减器时，K1切至NC端，K2切至NO端，干扰信号通过程控衰减器后进入多路耦合开关K6_1后经K6_C输出至接收机；当需要接入干扰抵消器时，K1、K2切至NC端，K3切至NO端，干扰信号通过干扰抵消器后进入多路耦合开关K6_2后经K6_C输出至接收机；当需要接入电可调陷波器时，K1～K3切至NC端，K4切至NO端，干扰信号通过电可调陷波器后进入多路耦合开关K6_3后经K6_C输出至接收机；当需要接入抗干扰扩展模块时，K1～K4切至NC端，K5切至NO端，干扰信号通过抗干扰扩展模块后进入多路耦合开关K6_4后经K6_C输出至接收机；当没有检测到干扰信号时，K1～K5全部处于NC端，有用信号通过直通电缆进入多路耦合开关K6_5后经K6_C输出至接收机。

系统指令由控制总线提供。控制总线根据需求传递开关控制、程控衰减器调节、抵消信号相位调节和陷波器调谐频率等指令。

实施例二

如图1所示，将射频继电器开关K1～K5集成为一个继电器开关单元组，通过总线来控制继电器开关的通断，K1的公共端连接接收天线输出端，K1～K5的NC依次与下一序号的开关C端用SMA接头的射频电缆连接，在无干扰影响时，有用信号依次通过K1 C-K1 NC(K2C)-K2 NC(K3 C)–K3 NC(K4 C)–K4 NC(K5C)-K5 NC后经直通电缆传递给多路耦合开关K6_5从K6_C端输出至接收机输入端，构成接收机工作的常态。K1～K5的NO端分别接入一种抗干扰模块，两端用SMA接头的射频电缆连接。除了匹配负载，程控衰减器、干扰抵消器、电可调滤波器、抗干扰扩展模块依次用SMA接头的射频电缆和多路耦合开关的K6_1、K6_2、K6_3、K6_4端连接。在有干扰影响时，有用信号和干扰通过总线开关指令切换至对应通道处理后传递给多路耦合开关K6_1(或K6_2、K6_3、K6_4)从K6_C端输出至接收机输入端，构成接收机抗干扰工作模式。具体如下：当干扰信号较大，可能造成接收机过载，需要接入匹配负载时，信号由继电器C端输入，K1继电器切至NO端，同时NC断开与接收机的连接，干扰信号由匹配负载吸收；当系统可通过衰减干扰信号实现降低灵敏度接收，需要接入程控衰减器时，K1切至NC端，K2切至NO端，干扰信号通过程控衰减器后进入多路耦合开关K6_1后经K6_C输出至接收机输入端；当系统受到的干扰来自同一平台，并可对干扰信号进行采样和实现相位相消，需要接入干扰抵消器时，K1、K2切至NC端，K3切至NO端，干扰信号通过干扰抵消器后进入多路耦合开关K6_2后经K6_C输出至接收机输入端；当受到的干扰为窄带信号，通过电子调谐陷波减少频谱占用可保证接收系统正常工作，需要接入电可调陷波器时，K1～K3切至NC端，K4切至NO端，干扰信号通过电可调陷波器后进入多路耦合开关K6_3后经K6_C输出至接收机输入端；当需要接入抗干扰扩展模块时，K1～K4切至NC端，K5切至NO端，干扰信号通过抗干扰扩展模块后进入多路耦合开关K6_4后经K6_C输出至接收机输入端。

Claims (8)

1.一种射频抗干扰架构，其特征在于，所述射频抗干扰架构包括射频继电器开关(1)、匹配负载(2)、程控衰减器(3)、干扰抵消器(4)、电可调陷波器(5)及多路耦合开关(8)，其中：

所述射频继电器开关(1)包括射频继电器开关K1、射频继电器开关K2、射频继电器开关K3、射频继电器开关K4和射频继电器开关K5；匹配负载(2)、程控衰减器(3)、干扰抵消器(4)和电可调陷波器(5)分别与射频继电器开关K1、射频继电器开关K2、射频继电器开关K3和射频继电器开关K4连接；

所述匹配负载(2)与射频继电器开关K1的常开触点NO连接；所述程控衰减器(3)的一端与射频继电器开关K2的常开触点NO连接，另一端与多路耦合开关(8)的K6_1端子连接；所述干扰抵消器(4)的一端与射频继电器开关K3的常开触点NO连接，另一端与多路耦合开关(8)的K6_2端子连接；所述电可调陷波器(5)的一端与射频继电器开关K4的常开触点NO连接，另一端与多路耦合开关(8)的K6_3端子连接。

2.根据权利要求1所述的射频抗干扰架构，其特征在于，所述射频抗干扰架构还包括抗干扰扩展模块(6),所述抗干扰扩展模块(6)的一端与射频继电器开关K5的常开触点NO连接，另一端与多路耦合开关(8)的K6_4端子连接。

3.根据权利要求2所述的射频抗干扰架构，其特征在于，所述抗干扰扩展模块(6)根据抗干扰对象设置为干扰抵消器或者电可调陷波器。

4.根据权利要求1所述的射频抗干扰架构，其特征在于，所述射频抗干扰架构还包括直通电缆(7)，所述直通电缆(7)的一端与射频继电器开关K5的常闭触点NC连接，另一端与多路耦合开关(8)的K6_5端子连接。

5.根据权利要求1所述的射频抗干扰架构，其特征在于，射频继电器开关K1的C端与接收天线输出端连接。

6.根据权利要求1所述的射频抗干扰架构，其特征在于，多路耦合开关(8)的K6_C与接收机输入端连接。

7.根据权利要求1所述的射频抗干扰架构，其特征在于，射频继电器开关K1、射频继电器开关K2、射频继电器开关K3、射频继电器开关K4和射频继电器开关K5通过控制总线与控制计算机连接。

8.根据权利要求2所述的射频抗干扰架构，其特征在于，程控衰减器(3)、干扰抵消器(4)、电可调陷波器(5)和抗干扰扩展模块(6)通过控制总线与控制计算机连接。

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