CN112865832A - 地面观察哨超短波超视距信息传输设备及传输方法 - Google Patents

Abstract

公开一种地面观察哨超短波超视距信息传输设备，包括面控单元、信道单元、基带单元、功放单元、电源单元、母板单元和滤波器单元、天线。还提供一种地面观察哨超短波超视距信息传输方法。在传输方法上，本发明针对对流层散射传播存在传输损耗大、散射信号微弱和多径效应的特点，通过提高链路增益、降低接收机噪声系数、最大限度地补偿链路传输损耗以及微弱信号处理技术实现超视距通信能力。本发明设备具有全天候传输性能稳定、设备重量轻、方便携行、操作简单等优点，可大幅度提升单兵之间、车辆相互之间，及其与指挥节点的通信范围，能够大大提高复杂地形下短距离通讯效果。

Description

地面观察哨超短波超视距信息传输设备及传输方法

技术领域

本发明涉及基于超短波的无线通信领域，具体涉及一种地面观察哨超短波超视距信息传输设备及传输方法。

背景技术

超短波的波长在1～10米之间，频率在30～300MHz，带宽是短波的10倍，稳定性高，受季节和昼夜变化影响小，相对于短波通信，超短波信号稳定、通信容量大。超短波通信设备一般由发信机、收信机、天线和电源组成，随着微电子技术的发展进步，超短波通信设备朝着体积更小、重量更轻、集成度更高的方向发展。一是采用频率合成器和数字存储技术，通信稳定性得到了提高；二是采用合成射频功率，发射功率可以提高；三是自动电压控制电路可以使整机的可靠性得到提高。超短波通信在雷达探测、调频广播、移动通信和军事通信领域有着广泛的应用，主要包括舰艇编队通信、舰空通信、空中编队通信、空地通信以及地面近距固定和移动通信。

超短波信号受地形影响较大，电磁波易被山丘、丛林和建筑阻挡，导致大幅度衰减。超短波通信设备虽然种类繁多，但是基于超短波的通信设备往往局限于视距内通信，通信距离近，通信距离仅为10km量级。提高超短波的通信距离在军事领域需求迫切，在作战区域大、地形条件复杂的情形下，有线通信保障困难，因此无线通信距离就成为了战斗能力发挥的一个关键因素。例如，为对处于雷达探测盲区的低空突袭目标进行及时预警，地面观察哨往往需要前置部署几十到上百千米，这就要求实现超视距通信。

超短波超视距传输主要依靠对流层和地形对电磁波的折射、散射等方式实现，传输信号能量损耗大，尤其是恶劣天气条件下，损耗更为严重。另外，接收信号存在多径干扰，在设备中表现为噪声，接收信号信噪比低，实现超视距传输存在诸多挑战。

发明内容

本发明提出一种地面观察哨超短波超视距信息传输设备，包括面控单元、信道单元、基带单元、功放单元、电源单元、母板单元和滤波器单元、天线，其中

(1)面控单元

面控单元包括CPU控制电路、音频电路、数字电平转换、交互输入设备、交互输出设备；

面控单元的CPU控制电路接收来自交互输入设备的操作信息并将其送到基带单元，基带单元对操作数据处理后，完成电台参数的设置和保存，将相关显示和应答信息回送面板控制单元；面控单元CPU控制电路对基带单元送来的信息送给交互输出设备进行显示；

音频电路将交互输入设备输入的发音频信号放大滤波后送往基带单元进行调制，同时将基带单元解调的收音频信号放大后送往交互输出设备；

数字电平转换经由电磁兼容滤波阵列与交互输入设备连接，并且通过串口连接基带单元；

(2)信道单元

基带单元输出的调制信号送入信道单元发通道，经频率合成器处理后，直接调制到所需工作频率上，已调制的射频信号经低通滤波器滤波后，进入放大器进行放大，之后，带通滤波器对放大后的已调射频信号进行滤波；

进入信道单元收通道的射频信号经过低噪声放大器LNA放大、带通滤波器滤波后，与振荡源VCO1产生的本振信号在混频器中混频，混频器输出包含有一中频信号的多个信号；第一晶体滤波器对此信号滤波，抑制带外信号、得到所需的一中频信号，一中频放大器对滤波后的一中频信号进行放大，第二晶体滤波器对放大后的一中频信号进行滤波；自动增益控制AGC放大器对处理后的一中频信号放大后，与本振VCO2产生的本振信号在混频器中混频，混频器输出频率较低的二中频信号；该二中频信号经二中频放大器放大、滤波器滤波处理后，送基带单元；

(3)基带单元

基带单元包括：第一FPGA模块、信源编解码和组拆帧处理DSP模块、内置保密模块、第二FPGA模块、锁相环、数字信号处理DSP模块、第三FPGA 模块和放大器；

信道单元送来的中频信号进入第二FPGA模块，第二FPGA模块对中频信号进行解调处理，将中频信号解调为话音，根据模式判断是否发送话音给保密模块解密；不需要加密的话音直接发送给数字信号处理DSP模块，需要加密的话音经由内置保密模块加密后再次送回第二FPGA模块，并由第二FPGA模块输出给数字信号处理DSP模块；数字信号处理DSP模块对第二FPGA模块处理后的信号进信源编码，拆帧处理，将数字信号转换为模拟信号后进行两级放大，之后输出；

面板单元送来的模拟音频信号经放大器放大后进入信源编解码和组拆帧处理DSP模块模块，在该模块内进行信源解码、组帧处理，将模拟信号转换为数字信号，之后发送到第三FPGA模块；第三FPGA模块进行数字频率合成和解调处理，根据模式判断是否发送话音数据给内置保密模块加密；不需要加密的话音数据直接发送给锁相环，需要加密的话音数据经由内置保密模块加密后再次送回第三FPGA模块，并由第三FPGA模块输出给锁相环；锁相环控制FPGA3 输出信号的频率，生成中频信号；

(4)功放单元

功放单元包括功放模块、滤波器、开关、温度传感器及驻波检测器；

功放单元按射频信号分为发射通道、接收通道两部分；发射通道放大射频信号，在发射状态工作时，信道单元输出射频信号，经过功放模块放大为大信号输出给滤波器，滤波器将大信号中的杂波滤除并作为发射信号输出，开关模块切换至发射通路后，发射信号经由开关模块被从功放输出端口输出，驻波检测模块检测发射信号的正反向功率；在接收状态工作时，滤波器从功放单元输入口输入射频信号，滤波器将射频信号中的杂波滤除并作为输入信号输出，开关模块切换至接收通路后，输入信号经由开关模块被送至信道单元处理；

(5)电源单元

电源单元提供信道单元、基带单元、面板单元、功放单元所需的各组工作电压；

(6)母板单元

母板转接板用于面板单元、电源单元、基带单元、功放单元和信道单元之间信号及电压的转接工作；

(7)滤波器单元

滤波器单元位于功放和天线之间，对功放单元输出的功率信号进行滤波，之后送往天线；对天线接收到的信号进行滤波，之后送往功放。

在本发明的一个实施例中，滤波器单元采用螺旋腔体滤波器。

在本发明的一个具体实施例中，滤波器单元采用高Q值腔体带阻合路滤波器。

还提供一种地面观察哨超短波超视距信息传输方法，包括以下两个流程：

(1)接收信息流程

接收流程包括射频前端处理和基带处理两个部分；接收射频前端将信号进行放大、选频以及下变频处理后，将中频信号送至基带进行采样和解调处理；接收射频前端采用超外差接收机结构，包含两个频率转换级，每级采用高Q值滤波器进行选频滤波，并针对接收射频前端噪声系数进行了优化设计；

射频前端处理：当所述设备处于接收状态时，从天线接收到的信号，经滤波器单元滤波后、经过收发切换开关送至信道单元，信道单元对信号依次进行低噪放LAN、第一滤波、一中频混频、第二滤波、放大、第三滤波、二中频混频、第四滤波等后传送至基带单元进行采样和解调；解调的基带信号直接送至面控单元；音频基带信号通过面控单元的滤波、放大处理，最后送入耳机；

基带处理：基带单元以软件形式完成二中频信号的调制解调，同时完成收、发信道控制信号的变换；基带单元和信道单元分离，相互连接需进行接口转换；

对极弱信号的4FSK调制信号，在接收端，首先要经过频谱感知，得到基本的传输信息，这些基本的传输信息送入基带单元4FSK解调模块；

(2)发射信息流程

发射时，话音信号通过交互输入设备进行声电转换，转换成音频信号送入面控单元；面控单元对其进行压缩、滤波、放大处理后，送入基带单元；数据业务信号，通过数据终端与面控单元数据接口，送入基带单元；音频/数据信号送到基带进行编码、调制、加密，并通过基带单元将调制的中频信号传送给信道单元，信道单元对中频信号进行频率合成、发射VCO、激励放大、低通滤波、一级功放、带通滤波后传送至功放单元，经二级功率放大、收发切换开关的切换、滤波器单元的滤波后，经天线发射出去。

本发明用于实现超短波信号的超视距通信，弥补雷达探测盲区，满足地面部队话音数据和空情数据超视距传输需要。超短波超视距通信问题的关键在于能够解调接收到的超微弱信号，为此，本发明提出一系列微弱信号提取的方法措施，以及自适应频率选择、自适应速率传输、自适应功率控制技术。

在传输方法上，本发明针对对流层散射传播存在传输损耗大、散射信号微弱和多径效应的特点，通过提高链路增益、降低接收机噪声系数、最大限度地补偿链路传输损耗以及微弱信号处理技术实现超视距通信能力。

本发明设备具有全天候传输性能稳定、设备重量轻、方便携行、操作简单等优点，可大幅度提升单兵之间、车辆相互之间，及其与指挥节点的通信范围，能够大大提高复杂地形下短距离通讯效果。

本发明能够利用极低成本达到较高现实需求目的，从费效比、操作使用、推广价值、使用前景等方面，同目前现有各类产品相比具有明显的技术与市场优势。截止目前，尚未发现有替代方案或产品。

附图说明

图1是电台设备电路框图；

图2是面控单元原理框图；

图3是信道单元原理框图；

图4是基带单元原理框图；

图5是功放单元原理框图；

图6是滤波分路器安装位置；

图7是腔体滤波器等效电路；

图8是滤波分路器仿真图；

图9是接收信息流程框图。

具体实施方式

本发明提供一种地面观察哨超短波超视距信息传输设备及传输方法，用于解决山区、城市等环境条件下接收信号传输损耗大、高动态时变、信噪比低等问题。

一、地面观察哨超短波超视距信息传输设备

电台设备原理如图1所示，该设备内部由面控单元、信道单元、基带单元、功放单元、电源单元、母板单元和滤波器单元组成。

(1)面控单元

面控单元的原理框图如图2所示。面控单元由CPU控制电路、音频电路、数字电平转换、LCD驱动和键盘检测电路、显示屏、键盘、送受话器、耳机等部分组成。面控单元主要完成和基带单元的通信、按键信息的采集和显示、收发音频信号的滤波放大等功能。电台设备的人机交互主要通过设备面板上的 LCD显示屏、键盘完成，依靠菜单实现各项功能操作，显示屏采用汉字显示工作参数和状态信息。

面控单元的CPU控制电路接收来自面板键盘按键操作信息，通过串行口将操作信息送到基带单元，基带单元对信息数据处理后，完成电台的频率、功率等的设置和保存，将相关显示和应答信息回送面板控制单元；面控单元CPU控制电路将基带单元送来的信息转换为LCD显示格式，在LCD上进行显示。

电台同时具备语音与数据通信。设备具有注钥、毁钥功能，通过加注口进行操作；数据口实现数据的输入输出功能；音频电路将送受话器输入的发音频信号放大滤波后送往基带单元进行调制，同时将基带单元解调的收音频信号放大后送往耳机；设备采用超视距鞭天线，用于接收和发射信号，通过天线口接入。对外接口如表1所示。

表1对外接口

序号	接口名称	数量	安装位置	用途
					1	加注口	1	前面板	注钥
2	数据口	1	前面板	数据输入/输出，
					3	音频口	1	前面板	音频输入/输出
4	天线口	1	前面板	天线

(2)信道单元

图3为信道单元原理框图。

基带单元输出的MOD(4FSK)调制信号送入信道单元发通道，经频率合成器处理后，直接调制到所需工作频率上，已调制的射频信号经低通滤波器滤波后，进入放大器进行放大，之后，带通滤波器对放大后的已调射频信号进行滤波。

进入信道单元收通道的射频信号经过LNA(低噪声放大器)放大、带通滤波器滤波后，与振荡源VCO1产生的本振信号在混频器中混频，混频器输出包含有一中频信号的多个信号。第一晶体滤波器对此信号滤波，抑制带外信号、得到所需的一中频信号，一中频放大器对滤波后的一中频信号进行放大，第二晶体滤波器对放大后的一中频信号进行滤波。自动增益控制AGC放大器对处理后的一中频信号放大后，与本振VCO2产生的本振信号在混频器中混频，混频器输出频率较低的二中频信号。该二中频信号经二中频放大器放大、陶瓷滤波器滤波处理后，送基带单元。

信道单元收通道中，一中频放大器前、后级的第一、第二晶体滤波器有效提高超短波超视距通信的抗干扰性，大大增强接收信号的带外信号抑制能力； AGC放大器可确保基带单元能够对信道单元输出的二中频信号更好地解调。

在信道单元，为提取微弱信号，主要采取以下措施：

a)收发通道滤波器带宽优化技术，降低码间串扰和带外噪声。在发送端符号速率由信道带宽决定，发射端数字部分采用的成型滤波器为根升余弦滤波器，相对于其他成型滤波器(如高斯滤波器等)，人为引入的码间干扰能够保证发送功率谱尽可能的收紧，获得较好的带外功率抑制邻道功率高达≤-60～65dB。接收前端的带通滤波器，设计为腔体耦合滤波器，噪声系数等于滤波器对信号的插损仅为1dB左右。

b)采用极低的低噪放晶体管，并使其工作在低噪放的区域，降低接收通道的噪声系数，利于对微弱信号的接收解调，最大限度的逼近射频信号的自然热噪声等级。

(3)基带单元

图4是基带单元电路框图，基带单元主要完成对信道收发单元的信道控制、 4FSK的信号处理，功放单元的收发控制及大小功率切换，完成基带调制解调和编解码、声码器、业务控制管理、信道控制和内置保密卡的信号交互。

基带单元是各种业务管理和信道控制管理的中央处理器，该单元在硬件电路设计时采用集成设计，基带单元对信道单元解调出的语音信号进行模数转换等处理。基带单元包括：第一FPGA模块(接口转换、信道控制及功放控制功能，图4中的FPGA1)、信源编解码和组拆帧处理DSP模块(图4中的DSP1)、内置保密模块、第二FPGA模块(高速ADC接口和解调处理，图4中的FPGA2)、锁相环、数字信号处理DSP模块(图4中的DSP2)、第三FPGA模块(直接数字频率合成和调制处理，图4中的FPGA3)。

第一FPGA模块用于接口转换，控制信道单元和功放单元中部分模块的参数、状态；内置保密模块用于对话音信号进行加解密；

信道单元送来的中频信号进入第二FPGA模块，第二FPGA模块对中频信号进行解调处理，将中频信号解调为话音，根据模式判断是否发送话音给保密模块解密；不需要加密的话音直接发送给数字信号处理DSP模块，需要加密的话音经由内置保密模块加密后再次送回第二FPGA模块，并由第二FPGA模块输出给数字信号处理DSP模块；数字信号处理DSP模块对第二FPGA模块处理后的信号进信源编码，拆帧处理，将数字信号转换为模拟信号后进行两级放大，之后输出；

面板单元送来的模拟音频信号(图中MIC信号)经放大器放大后进入信源编解码和组拆帧处理DSP模块模块，在该模块内进行信源解码、组帧处理，将模拟信号转换为数字信号，之后发送到第三FPGA模块；第三FPGA模块进行数字频率合成和解调处理，根据模式判断是否发送话音数据给内置保密模块加密；不需要加密的话音数据直接发送给锁相环，需要加密的话音数据经由内置保密模块加密后再次送回第三FPGA模块，并由第三FPGA模块输出给锁相环；锁相环控制FPGA3输出信号的频率，生成中频信号。

(4)功放单元

功放单元原理框图如图5所示，包括功放模块、滤波器、开关、温度传感器及驻波检测器。主要完成功率信号放大、滤波，收发通道切换，温度检测及反向功率检测等功能。

功放单元按射频信号分为发射通道、接收通道两部分。发射通道放大射频信号，在发射状态工作时，信道单元输出射频信号，经过功放模块放大为大信号输出给滤波器，滤波器将大信号中的杂波滤除并作为发射信号输出，开关模块切换至发射通路后，发射信号经由开关模块被从功放输出端口输出，驻波检测模块检测发射信号的正反向功率。在接收状态工作时，滤波器从功放单元输入口输入射频信号，滤波器将射频信号中的杂波滤除并作为输入信号输出，开关模块切换至接收通路后，输入信号经由开关模块被送至信道单元处理。

收发开关采用电子开关。电路设计有功率、驻波和温度检测、经过模数转换后送往基带单元，实现对功放单元的功率控制和开、短路保护。

(5)电源单元

电源单元提供信道单元、基带单元、面板单元、功放单元所需的各组工作电压，主要包括开关稳压电源、线性稳压电源、数据备份电源等。其结构和工作原理为本领域技术人员熟知，不再赘述。

(6)母板单元

母板转接板主要用于面板单元、电源单元、基带单元、功放单元和信道单元之间信号及电压的转接工作，其结构和工作原理为本领域技术人员熟知，不再赘述。

(7)滤波器单元

滤波器单元位于功放和天线之间(如图1)，用于对功放单元输出的功率信号进行滤波，之后送往天线；还用于对天线接收到的信号进行滤波，之后送往功放。滤波器单元采用螺旋腔体滤波器结构设计，滤波器单元可工作于150/160MHz/800MHz，针对相应频段的无线信号进行滤波，因此又称为滤波分路器，如图6所示。滤波分路器避免了电台之间150MHz频段和160MHz频段相互干扰问题，同时也实现了VHF频段和UHF频段共用一根天线。

腔体滤波器是微波滤波器中的一种，腔体滤波器一个腔体能够等效成电感并联电容，从而形成一个谐振级，实现所需微波滤波功能。腔体滤波器较之其他性质的微波滤波器而言，腔体滤波器结构牢固，性能可靠，体积小，高端寄生通带较远，且其散热性好。其等效电路图如图7所示。

针对设备天线采用宽带匹配技术，使滤波器的插入损耗尽量小，保证设备最好的接收效果。螺旋腔体滤波器受分布参数影响，需做成一个密封套体，各信号馈线均用屏蔽效果较好的同轴电缆。其次，由于螺旋振腔体滤波器的分布参数决定其工作频率、Q值、插损等指标要求，如螺旋振腔体滤波器的结构不可靠，则有可能导致指标下降，所以螺旋振腔体滤波器必须便于安装，且应当结构牢固、可靠及紧凑。

为了实现发射状态时不影响共址接收信道的接收灵敏度，按照电台50W发射时功放模块偏离载波频率4.6MHz外宽带功率噪声-70dBm/25kHz计算，接收通道最优灵敏度按-120dBm设计，要保证发射通道-的发射功率噪声不影响接收机的最佳接收性能，发射通道发射时落入接收通道的功率噪声值至少比-120dBm 低10dB以上即功率噪声值低于-130dBm，设计中还需留一定的设计余量，由此分析功率噪声进入接收通道的设计值应低于-135dBm方可满足接收通道最优灵敏度-120dBm的设计要求，亦即收发之间的隔离度需大于65dB{隔离度＝ -70dBm-(-135dBm)＝65dB}。采用高Q值腔体带阻合路滤波器，再加上收发天线隔离度30dB，可以保证这个隔离度，完成150MHz、160MHz频段收发同时共址工作而不互相影响。

合路滤波器设计以λ/4传输线理论为基础设计。由传输线原理可知，对于工作频率为f(如150MHz)的电磁波，其在自由空间中的波长

则

在具有螺旋内导体的同轴传输线中，相速由于螺旋内导体的作用而降低，等于波长缩短，故采用螺旋内导体做的四分之一短路同轴线作谐振器，其长度可大大缩短。螺旋滤波器按最平坦型响应进行参数设计。最平坦型(巴特沃斯型)在相同的谐振器级数及无载品质因数Q值的情况下，插入损耗小，通带内无波动现象。

通过仿真结果，如图8所示，可以看出160MHz频段工作时，插入损耗为 0.5dB左右，150MHz的阻带衰减约为40dB。同样，通过仿真160MHz频段工作时，插入损耗为0.5dB左右，160MHz的阻带衰减约为40dB。

二、地面观察哨超短波超视距信息处理流程

1.接收信息流程

图9为设备接收信息流程框图。接收流程包括射频前端处理和基带处理两个部分。接收射频前端将信号进行放大、选频以及下变频处理后，将450KHz 中频信号送至基带进行采样和解调处理。接收射频前端采用超外差接收机结构，包含两个频率转换级，每级采用高Q值滤波器进行选频滤波，并针对接收射频前端噪声系数进行了优化设计。

射频前端处理：当设备处于接收状态时，从天线接收到的信号，经腔体滤波器滤波后、经过收发切换开关送至信道单元，信道单元对信号依次进行低噪放(LAN)、第一滤波、一中频混频、第二滤波、放大、第三滤波、二中频混频、第四滤波等后传送至基带单元进行采样和解调。解调的基带信号直接送至面控单元。音频基带信号通过面控单元的滤波、放大处理，最后送入耳机。

基带处理：基带单元以软件形式完成二中频信号的调制解调，同时完成收、发信道控制信号的变换。基带单元和信道单元分离，相互连接需进行接口转换。

对极弱信号的4FSK调制信号，系统的难点在解调端，解调的难点在于数字接收前端设计。在接收端，首先要经过频谱感知，得到基本的传输信息，如传输的模式(二进制或四进制)，时隙的起始位置，频率误差，信道的冲击响应等。这些基本的传输信息会送入基带单元4FSK解调模块。

4FSK信号瞬时频率随调制信息变化，因此其数字化解调方法可以通过估计信号瞬时频率实现。4FSK信号将传送的信息调制到4个可能的频点上。

2.发射信息流程

发射时，话音信号通过MIC声电转换，转换成音频信号送入面控单元。面控单元对其进行压缩、滤波、放大处理后，送入基带单元；数据业务信号，通过数据终端与面控单元数据接口，送入基带单元。音频/数据信号送到基带进行编码、调制、加密，并通过基带单元将调制的中频信号传送给信道单元，信道单元对中频信号进行频率合成、发射VCO、激励放大、低通滤波、一级功放、带通滤波后传送至功放单元，经二级功率放大、收发切换开关的切换、腔体滤波器的滤波后，经天线发射出去。基带在发射方面的业务信息处理上，主要是基带数字调制，由于两点调制的局限性，故采用直接采用频合芯片进行频率合成，将指定频偏计算后直接作用于发射锁相环路VCO。

利用本发明的超视距传输技术，在156至164兆赫频段分别进行了理论仿真和样机的实地拉距试验，仿真与试验结果基本吻合，实现了80公里的超短波超视距传输。

本发明设备具有全天候传输性能稳定、设备重量轻、方便携行、操作简单等优点，可大幅度提升单兵之间、车辆相互之间，及其与指挥节点的通信范围。

在传输方法上，针对对流层散射传播存在传输损耗大、散射信号微弱和多径效应的特点，通过提高链路增益、降低接收机噪声系数、最大限度地补偿链路传输损耗以及微弱信号处理技术实现超视距通信能力。

Claims (4)

1.地面观察哨超短波超视距信息传输设备，其特征在于，包括面控单元、信道单元、基带单元、功放单元、电源单元、母板单元和滤波器单元、天线，其中

(1)面控单元

面控单元包括CPU控制电路、音频电路、数字电平转换、交互输入设备、交互输出设备；

面控单元的CPU控制电路接收来自交互输入设备的操作信息并将其送到基带单元，基带单元对操作数据处理后，完成电台参数的设置和保存，将相关显示和应答信息回送面板控制单元；面控单元CPU控制电路对基带单元送来的信息送给交互输出设备进行显示；

音频电路将交互输入设备输入的发音频信号放大滤波后送往基带单元进行调制，同时将基带单元解调的收音频信号放大后送往交互输出设备；

数字电平转换经由电磁兼容滤波阵列与交互输入设备连接，并且通过串口连接基带单元；

(2)信道单元

基带单元输出的调制信号送入信道单元发通道，经频率合成器处理后，直接调制到所需工作频率上，已调制的射频信号经低通滤波器滤波后，进入放大器进行放大，之后，带通滤波器对放大后的已调射频信号进行滤波；

进入信道单元收通道的射频信号经过低噪声放大器LNA放大、带通滤波器滤波后，与振荡源VCO1产生的本振信号在混频器中混频，混频器输出包含有一中频信号的多个信号；第一晶体滤波器对此信号滤波，抑制带外信号、得到所需的一中频信号，一中频放大器对滤波后的一中频信号进行放大，第二晶体滤波器对放大后的一中频信号进行滤波；自动增益控制AGC放大器对处理后的一中频信号放大后，与本振VCO2产生的本振信号在混频器中混频，混频器输出频率较低的二中频信号；该二中频信号经二中频放大器放大、滤波器滤波处理后，送基带单元；

(3)基带单元

基带单元包括：第一FPGA模块、信源编解码和组拆帧处理DSP模块、内置保密模块、第二FPGA模块、锁相环、数字信号处理DSP模块、第三FPGA模块和放大器；

信道单元送来的中频信号进入第二FPGA模块，第二FPGA模块对中频信号进行解调处理，将中频信号解调为话音，根据模式判断是否发送话音给保密模块解密；不需要加密的话音直接发送给数字信号处理DSP模块，需要加密的话音经由内置保密模块加密后再次送回第二FPGA模块，并由第二FPGA模块输出给数字信号处理DSP模块；数字信号处理DSP模块对第二FPGA模块处理后的信号进信源编码，拆帧处理，将数字信号转换为模拟信号后进行两级放大，之后输出；

面板单元送来的模拟音频信号经放大器放大后进入信源编解码和组拆帧处理DSP模块模块，在该模块内进行信源解码、组帧处理，将模拟信号转换为数字信号，之后发送到第三FPGA模块；第三FPGA模块进行数字频率合成和解调处理，根据模式判断是否发送话音数据给内置保密模块加密；不需要加密的话音数据直接发送给锁相环，需要加密的话音数据经由内置保密模块加密后再次送回第三FPGA模块，并由第三FPGA模块输出给锁相环；锁相环控制FPGA3输出信号的频率，生成中频信号；

(4)功放单元

功放单元包括功放模块、滤波器、开关、温度传感器及驻波检测器；

功放单元按射频信号分为发射通道、接收通道两部分；发射通道放大射频信号，在发射状态工作时，信道单元输出射频信号，经过功放模块放大为大信号输出给滤波器，滤波器将大信号中的杂波滤除并作为发射信号输出，开关模块切换至发射通路后，发射信号经由开关模块被从功放输出端口输出，驻波检测模块检测发射信号的正反向功率；在接收状态工作时，滤波器从功放单元输入口输入射频信号，滤波器将射频信号中的杂波滤除并作为输入信号输出，开关模块切换至接收通路后，输入信号经由开关模块被送至信道单元处理；

(5)电源单元

电源单元提供信道单元、基带单元、面板单元、功放单元所需的各组工作电压；

(6)母板单元

母板转接板用于面板单元、电源单元、基带单元、功放单元和信道单元之间信号及电压的转接工作；

(7)滤波器单元

滤波器单元位于功放和天线之间，对功放单元输出的功率信号进行滤波，之后送往天线；对天线接收到的信号进行滤波，之后送往功放。

2.如权利要求1所述的地面观察哨超短波超视距信息传输设备，其特征在于，滤波器单元采用螺旋腔体滤波器。

3.如权利要求1所述的地面观察哨超短波超视距信息传输设备，其特征在于，滤波器单元采用高Q值腔体带阻合路滤波器。

4.地面观察哨超短波超视距信息传输方法，其特征在于，包括以下两个流程：

(1)接收信息流程

接收流程包括射频前端处理和基带处理两个部分；接收射频前端将信号进行放大、选频以及下变频处理后，将中频信号送至基带进行采样和解调处理；接收射频前端采用超外差接收机结构，包含两个频率转换级，每级采用高Q值滤波器进行选频滤波，并针对接收射频前端噪声系数进行了优化设计；

射频前端处理：当所述设备处于接收状态时，从天线接收到的信号，经滤波器单元滤波后、经过收发切换开关送至信道单元，信道单元对信号依次进行低噪放LAN、第一滤波、一中频混频、第二滤波、放大、第三滤波、二中频混频、第四滤波等后传送至基带单元进行采样和解调；解调的基带信号直接送至面控单元；音频基带信号通过面控单元的滤波、放大处理，最后送入耳机；

基带处理：基带单元以软件形式完成二中频信号的调制解调，同时完成收、发信道控制信号的变换；基带单元和信道单元分离，相互连接需进行接口转换；

对极弱信号的4FSK调制信号，在接收端，首先要经过频谱感知，得到基本的传输信息，这些基本的传输信息送入基带单元4FSK解调模块；

(2)发射信息流程

发射时，话音信号通过交互输入设备进行声电转换，转换成音频信号送入面控单元；面控单元对其进行压缩、滤波、放大处理后，送入基带单元；数据业务信号，通过数据终端与面控单元数据接口，送入基带单元；音频/数据信号送到基带进行编码、调制、加密，并通过基带单元将调制的中频信号传送给信道单元，信道单元对中频信号进行频率合成、发射VCO、激励放大、低通滤波、一级功放、带通滤波后传送至功放单元，经二级功率放大、收发切换开关的切换、滤波器单元的滤波后，经天线发射出去。

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