CN114244378B - 一种可动态输出功率的vdes发射机 - Google Patents
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Abstract
本发明属于海上通信技术领域，针对传统发射机在大功率和小功率输出时均通过大功率放大器模块放大，大功率放大器模块在小功率时消耗的电流很大的问题，本发明提供了一种可动态输出功率的VDES发射机，包括：放大器模块、第一滤波器模块、小功率放大器模块、第一开关模块、大功率放大器模块、第二开关模块、第二滤波器模块、电源模块和综合基带模块；本发明技术方案本发明能够实现AIS、ASM和VDE信道信号输出，同时实现小功率发射通道和大功率发射通道分离，不同发射功率时自主控制切换不同发射通道，降低小功率发射时的功耗，从而也减小了整个发射机的热耗。
Description
技术领域
本发明涉及海上通信技术领域，具体而言，尤其涉及一种可动态输出功率的VDES发射机。
背景技术
VDES(VHF Data Exchange System，甚高频数据交换系统)是针对水上移动业务领域中的船舶自动识别系统(AIS)的加强和升级版系统。VDES系统集成了AIS(船舶自动识别)系统、ASM(特殊应用报文)和VDE(甚高频数据交换)信道，分别应用于不同的业务。根据国际标准要求，不同的信道在不同的工作模式下有不同的输出功率，需要VDES发射机具备多功率输出的能力。其中，AIS信道具有输出功率2W和12.5W两种工作模式，ASM信道具有输出功率1W和12.5W两种工作模式，VDE信道的输出功率为12.5W。
针对上述情况，传统发射机对于不同输出功率通常采用相同放大电路，均经最后一级大功率放大器，发射机通过调整输入信号的强度，经过相同级数放大实现不同的输出功率。传统发射机的最后一级大功率放大器在2W和12.5W时耗电电流相差不大，会导致VDES发射机功耗大和热耗大。
发明内容
根据上述提出的技术问题，提供一种可动态输出功率的VDES发射机。本发明能够实现小功率发射通道和大功率发射通道分离，不同发射功率时自主控制切换不同发射通道，降低小功率发射时的功耗，从而也减小了整个发射机的热耗。
本发明采用的技术手段如下：
一种可动态输出功率的VDES发射机，包括：放大器模块、第一滤波器模块、小功率放大器模块、第一开关模块、大功率放大器模块、第二开关模块、第二滤波器模块、电源模块和综合基带模块；其中：
所述放大器模块连接所述第一滤波器模块，所述第一滤波器模块连接所述小功率放大器模块，所述小功率放大器模块连接所述第一开关模块，所述第一开关模块分别连接所述第二滤波器模块和大功率放大器模块，所述大功率放大器模块连接所述第二开关模块相连，所述第二开关模块连接所述第二滤波器模块，所述电源模块分别连接所述放大器模块、小功率放大器模块、大功率放大器模块、第一开关模块、第二开关模块以及综合基带模块，所述综合基带模块分别连接所述电源模块、第一开关模块以及第二开关模块。
进一步地，所述放大器模块，包括不需要外部匹配电路的集成RF放大器和需要外部匹配电路的放大器，用于放大AIS、ASM和VDE信道信号。
进一步地，所述第一滤波器模块，包括声表面滤波器和LC带通滤波器，用于滤除带外干扰。
进一步地，所述小功率放大器模块，用于将所述第一滤波器的输出信号进行小功率放大。
进一步地，所述第一开关模块，选用一路输入，两路输出的开关，包括单刀双掷开关或二极管搭建开关电路，用于切换小功率发射通道和大功率发射通道；其中：
大功率输出时，所述第一开关模块切换到大功率通道，信号进入到大功率放大器；
小功率输出时，小功率信号直接通过所述第一开关模块输出后进入第二滤波器。
进一步地，所述大功率放大器模块，用于将信号进行大功率放大；其中：
当输出功率要求为12.5W时，所述小功率放大器模块放大的信号经所述第一开关模块到达大功率放大器模块，经所述大功率放大器模块放大达到所要求的功率12.5W。
进一步地，所述第二开关模块，包括大功率的二极管搭建电路，用于隔离小功率发射通道和大功率发射通道；其中：
大功率发射时，大功率信号通过所述第二开关模块到达第二滤波器；
小功率发射时，第二开关模块隔离小功率信号不进入大功率放大器模块。
进一步地，所述第二滤波器模块，选择低插损滤波器，包括LC低通滤波器，用于滤除经过功率放大器放大的各次谐波和杂散信号。
进一步地，所述综合基带模块，包括高性能ARM处理器，用于控制所述第一开关模块、第二开关模块和电源模块；具体的：
所述综合基带模块控制第一开关模块和第二开关模块进行小功率发射通道和大功率发射通道分离；
所述综合基带模块控制所述电源模块为发射机各模块的电源供电。
进一步地，所述电源模块，包括DC-DC和LDO组合，用于为所述放大器模块、小功率放大器模块、第一开关模块、功率放大器模块和第二开关模块供电。
较现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明提供的可动态输出功率的VDES发射机，能够实现小功率发射通道和大功率发射通道分离，不同发射功率时自主控制切换不同发射通道，降低小功率发射时的功耗，从而也减小了整个发射机的热耗。
2、本发明提供的可动态输出功率的VDES发射机，能够实现AIS、ASM和VDE信道信号输出，同时解决了传统发射机在大功率和小功率输出时均通过大功率放大器模块放大，大功率放大器模块在小功率时消耗的电流很大的问题。
基于上述理由本发明可在海上通信等领域广泛推广。
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做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明VDES发射机的整体结构框图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。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。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
如图1所示，本发明提供了一种可动态输出功率的VDES发射机，包括：放大器模块、第一滤波器模块、小功率放大器模块、第一开关模块、大功率放大器模块、第二开关模块、第二滤波器模块、电源模块和综合基带模块；其中：
所述放大器模块连接所述第一滤波器模块，所述第一滤波器模块连接所述小功率放大器模块，所述小功率放大器模块连接所述第一开关模块，所述第一开关模块分别连接所述第二滤波器模块和大功率放大器模块，所述大功率放大器模块连接所述第二开关模块相连，所述第二开关模块连接所述第二滤波器模块，所述电源模块分别连接所述放大器模块、小功率放大器模块、大功率放大器模块、第一开关模块、第二开关模块以及综合基带模块，所述综合基带模块分别连接所述电源模块、第一开关模块以及第二开关模块。
具体实施时，作为本发明优选的实施方式，所述放大器模块，包括不需要外部匹配电路的集成RF放大器和需要外部匹配电路的放大器，用于输入放大AIS、ASM和VDE信道信号。
具体实施时，作为本发明优选的实施方式，所述放大器模块，所述第一滤波器模块，包括声表面滤波器和LC带通滤波器，用于滤除带外干扰。
具体实施时，作为本发明优选的实施方式，所述小功率放大器模块，用于将所述第一滤波器的输出信号进行小功率放大。本实施例中，选用4W小功率放大器，可以满足1W、2W输出，且能保持良好的线性度，但不限于此，可以选用其他合适的小功率放大器。
具体实施时，作为本发明优选的实施方式，所述第一开关模块，选用一路输入，两路输出的开关，包括单刀双掷开关或二极管搭建开关电路，用于切换小功率发射通道和大功率发射通道；其中：
大功率输出时，所述第一开关模块切换到大功率通道，信号进入到大功率放大器；
小功率输出时，小功率信号直接通过所述第一开关模块输出后进入第二滤波器。
具体实施时，作为本发明优选的实施方式，所述大功率放大器模块，用于将信号进行大功率放大；其中：
当输出功率要求为12.5W时，所述小功率放大器模块放大的信号经所述第一开关模块到达大功率放大器模块，经所述大功率放大器模块放大达到所要求的功率12.5W。本实施例中，大功率放大器模块选用最大输出31W的功率放大器，满足12.5W要求，且效率高，在失配下放大器也不易损坏，本设计也可以选用其他合适功率的大功率放大器。
具体实施时，作为本发明优选的实施方式，所述第二开关模块，包括大功率的二极管搭建电路，用于隔离小功率发射通道和大功率发射通道；其中：
大功率发射时，大功率信号通过所述第二开关模块到达第二滤波器；
小功率发射时，第二开关模块隔离小功率信号不进入大功率放大器模块。
具体实施时，作为本发明优选的实施方式，所述第二滤波器模块，选择低插损滤波器，包括LC低通滤波器，用于滤除经过功率放大器放大的各次谐波和杂散信号。
具体实施时，作为本发明优选的实施方式，所述综合基带模块，包括高性能ARM处理器，用于控制所述第一开关模块、第二开关模块和电源模块；具体的：
所述综合基带模块控制第一开关模块和第二开关模块进行小功率发射通道和大功率发射通道分离；发射机输出大功率信号时第一开关模块打开与大功率放大器模块相连通道，发射机仅输出大功率信号时第二开关模块打开。本实施例中，在不同发射功率时，综合基带模块自主控制开关切换不同发射通道，降低小功率发射时的功耗，小功率发射时，功耗可以降低5-10W，从而降低整个发射机的功耗。
所述综合基带模块控制所述电源模块为发射机各模块的电源供电。
具体实施时，作为本发明优选的实施方式，所述电源模块，包括DC-DC和LDO组合，用于为所述放大器模块、小功率放大器模块、第一开关模块、功率放大器模块和第二开关模块供电。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (6)
1.一种可动态输出功率的VDES发射机，其特征在于，包括：放大器模块、第一滤波器模块、小功率放大器模块、第一开关模块、大功率放大器模块、第二开关模块、第二滤波器模块、电源模块和综合基带模块；其中：
所述放大器模块连接所述第一滤波器模块，所述第一滤波器模块连接所述小功率放大器模块，所述小功率放大器模块连接所述第一开关模块，所述第一开关模块分别连接所述第二滤波器模块和大功率放大器模块，所述大功率放大器模块连接所述第二开关模块相连，所述第二开关模块连接所述第二滤波器模块，所述电源模块分别连接所述放大器模块、小功率放大器模块、大功率放大器模块、第一开关模块、第二开关模块以及综合基带模块，所述综合基带模块分别连接所述电源模块、第一开关模块以及第二开关模块；
所述第一开关模块，选用一路输入，两路输出的开关，包括单刀双掷开关或二极管搭建开关电路，用于切换小功率发射通道和大功率发射通道；其中：
大功率输出时，所述第一开关模块切换到大功率通道，信号进入到大功率放大器；
小功率输出时，小功率信号直接通过所述第一开关模块输出后进入第二滤波器；
所述大功率放大器模块，用于将信号进行大功率放大；其中：
当输出功率要求为12.5W时，所述小功率放大器模块放大的信号经所述第一开关模块到达大功率放大器模块，经所述大功率放大器模块放大达到所要求的功率12.5W；
所述第二开关模块，包括大功率的二极管搭建电路，用于隔离小功率发射通道和大功率发射通道；其中：
大功率发射时，大功率信号通过所述第二开关模块到达第二滤波器；
小功率发射时，第二开关模块隔离小功率信号不进入大功率放大器模块；
所述综合基带模块，包括高性能ARM处理器，用于控制所述第一开关模块、第二开关模块和电源模块；具体的：
所述综合基带模块控制第一开关模块和第二开关模块进行小功率发射通道和大功率发射通道分离；
所述综合基带模块控制所述电源模块为发射机各模块的电源供电。
2.根据权利要求1所述的可动态输出功率的VDES发射机，其特征在于，所述放大器模块，包括不需要外部匹配电路的集成RF放大器和需要外部匹配电路的放大器，用于放大AIS、ASM和VDE信道信号。
3.根据权利要求1所述的可动态输出功率的VDES发射机，其特征在于，所述第一滤波器模块，包括声表面滤波器和LC带通滤波器，用于滤除带外干扰。
4.根据权利要求1所述的可动态输出功率的VDES发射机，其特征在于，所述小功率放大器模块，用于将所述第一滤波器的输出信号进行小功率放大。
5.根据权利要求1所述的可动态输出功率的VDES发射机，其特征在于，所述第二滤波器模块，选择低插损滤波器，包括LC低通滤波器，用于滤除经过功率放大器放大的各次谐波和杂散信号。
6.根据权利要求1所述的可动态输出功率的VDES发射机，其特征在于，所述电源模块，包括DC-DC和LDO组合，用于为所述放大器模块、小功率放大器模块、第一开关模块、功率放大器模块和第二开关模块供电。
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