CN114866104A - 一种无方向信标设备的通信方法与存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无方向信标设备的通信方法与存储介质，通过无方向信标设备的天线接收无线电信号，由接收前端对无线电信号进行处理并下变频到预设频率，输入至解调模块，由解调模块解调出音频信号或数据；获取用户的待发送数据，由基带调制模块对待发送数据进行调制，并以预设采样率送至数字/模拟转换器发出，经过功放的放大调制后通过天线发出；本发明相对于现有的无方向信标设备，增设了基带调制模块、接收前端和解调模块，使无方向信标设备能够接收信号，并进行信号的处理，并结合基带调制模块，使无方向信标设备具备双向通信的功能，提高资源利用率和整体效费；且利用无方向信标的地波频段进行通讯，在更加稳定的同时能够减少通信盲区。
Description
本案是以申请日为2020-12-31，申请号为202011632339.5，名称为“一种具备通信功能的无方向信标设备”的发明专利为母案而进行的分案申请。
背景技术
现代海上石油平台搭载直升机，为保障中近距离平台直升机的引导，配置了无方向性信标引导设备(NDB：Non-Directional Beacon)，配合机载无线电罗盘工作，组成导航系统。
现有的海上石油平台无方向性信标设备由天线、天调、主机和遥控器等组成，天线和天调配合使用，用于电磁信号的辐射。由于所处的无线电工作频段，天线及天调尺寸要求较大，天线高度一般超过10米。
现有的无方向性信标设备仅有归航引导功能，无法提供通信功能。为了增加提供石油平台间的超视距通信手段，需要增加一套收发信设备，包括收发信机、天线、天调。由于石油平台位置有限，天线尺寸较大、设备安装位置受限，采用增加设备的方法则资源利用率、整体效费比较低。
此外，用于海上石油平台通信的手段有短波通信、超短波通信、微波通信及卫星通信等，其工作频率高于无方向性信标机工作的无线电频段。除了卫星通信，其他的通信手段在约50km至200km处可能存在个通信盲区。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种无方向信标设备的通信方法与存储介质，提高资源利用率和整体效费并减少通信盲区。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种无方向信标设备的通信方法，包括步骤：
S1、通过无方向信标设备的天线接收无线电信号，由接收前端对所述无线电信号进行处理并下变频到预设频率，输入至解调模块，由解调模块解调出音频信号或数据；
S2、获取用户的待发送数据，由基带调制模块对所述待发送数据进行调制，并以预设采样率送至数字/模拟转换器发出，经过功放的放大调制后通过天线发出。
为了解决上述技术问题，本发明采用的另一种技术方案为：
一种存储介质，其内存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现以上一种无方向信标设备的通信方法中的步骤。
本发明的有益效果在于：本发明相对于现有的无方向信标设备，增设了基带调制模块、接收前端和解调模块，通过接收前端和解调模块使无方向信标设备能够接收信号，并进行数字信号的处理，并结合基带调制模块，使无方向信标设备具备双向通信的功能，即只需要一套设备就能进行归航引导和通信，提高资源利用率和整体效费；且本发明利用无方向信标的地波频段进行通讯，相较于卫星通讯外的其他通讯手段，在更加稳定的同时能够减少通信盲区。
附图说明
图1为本发明实施例的一种无方向信标设备的通信方法的流程图；
图2为本发明实施例的一种无方向信标设备的通信方法中无方向信标设备的整体连接结构示意图；
图3为本发明实施例的一种无方向信标设备的通信方法中无方向信标设备的接收模块的连接结构示意图；
图4为本发明实施例的一种无方向信标设备的通信方法中无方向信标设备的基带调制模块的连接结构示意图；
图5为本发明实施例的一种无方向信标设备的通信方法中无方向信标设备的语音模块的连接结构示意图；
图6为本发明实施例的一种无方向信标设备的通信方法中无方向信标设备的主控模块的连接结构示意图；
图7为本发明实施例的一种无方向信标设备的通信方法中无方向信标设备的谐波滤波器的连接结构示意图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
以下是对本发明实施例中出现的英文的说明：
AGC(Automatic Gain Control)自动增益控制器；ADC(Analog-to-DigitalConverter)模拟/数字转换；FPGA(Field Programmable GateArray)现场可编程逻辑门阵列；DSP(Digital Signal Process)数字信号处理器；DDC(Digital Down Converter)数字下变频器；DUC(Digital Up Converter)数字上变频器；DAC(Digital-to-AnalogConverter)数字/模拟转换器；CPLD(Complex Programming Logic Device)复杂可编程逻辑器件；MSK(Minimum Shift Keying)最小频移键控；CW(Continous Wave)连续波；USB(Upper Side Band)上边带；LSB(Lower Side Band)下边带；AM(Amplitude Modulation)普通调幅。
请参照图1以及图2，一种无方向信标设备的通信方法，包括步骤：
S1、通过无方向信标设备的天线接收无线电信号，由接收前端对所述无线电信号进行处理并下变频到预设频率，输入至解调模块，由解调模块解调出音频信号或数据；
S2、获取用户的待发送数据，由基带调制模块对所述待发送数据进行调制，并以预设采样率送至数字/模拟转换器发出，经过功放的放大调制后通过天线发出。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：本发明相对于现有技术，增设了基带调制模块、接收前端和解调模块，通过接收前端和解调模块使无方向信标设备能够接收信号，并进行数字信号的处理，并结合基带调制模块，使无方向信标设备具备双向通信的功能，即只需要一套设备就能进行归航引导和通信，提高资源利用率和整体效费；且本发明利用无方向信标的地波频段进行通讯，相较于卫星通讯外的其他通讯手段，在更加稳定的同时能够减少通信盲区。
进一步地，所述步骤S1具体为：
通过无方向信标设备的天线接收无线电信号，由接收前端对接收的无线电信号进行电调滤波选频并放大后，和本振信号进行混频输出10.7MHz中频信号，通过晶体滤波器和中放电路实现选频和高增益放大，后经过混频滤波将10.7MHz信号下变频到450kHz，输出到解调模块，由解调模块解调出音频信号或数据。
由上述描述可知，接收前端采用超外差式接收电路，通过两次混频实现选频放大。
进一步地，所述由解调模块解调出音频信号或数据具体为：
由解调模块通过模拟调制信号解调或MSK信号解调来解调出音频信号或数据。
由上述描述可知，解调模块包括MSK信号解调和模拟调制信号解调，能够对数据和模拟音频信号进行解调。
进一步地，所述模拟调制信号解调具体为：
在进行模拟调制信号的解调时，接收前端传递的信号经模拟/数字转换器以16.384MHz采样率采样后送入现场可编程逻辑门阵列，现场可编程逻辑门阵列把采样信号送至数字下变频器进行下变频处理，下变频后的信号再回到现场可编程逻辑门阵列进行上边带、下边带或普通调幅的任意一种样式的信号解调，然后数字信号处理器对解调的音频信号进行抽取、滤波和自动增益控制器的处理，最后送到音频数字/模拟转换器转换为模拟音频信号输出。
由上述描述可知，通过上述步骤实现拟调制信号解调，能够实现模拟音频信号的解调，作为本发明的一种具体实施例。
进一步地，所述MSK信号解调具体为：
在进行MSK信号解调时，接收前端传递的信号经模拟/数字转换器以16.384MHz采样率采样后送入现场可编程逻辑门阵列，现场可编程逻辑门阵列把采样信号送至数字下变频器进行下变频处理，下变频后的信号再回到现场可编程逻辑门阵列进行上边带解调得到音频段正交两路MSK信号，数字信号处理器对正交MSK信号进行滤波和MSK解调处理，然后经复杂可编程逻辑器件送到现场可编程逻辑门阵列进行解扩、解交织和维特比译码，最后译码数据再经复杂可编程逻辑器件发送到异步串口。
由上述描述可知，通过上述步骤实现MSK信号解调，能够实现数据的解调，作为本发明的一种具体实施例。
进一步地，所述由基带调制模块对所述待发送数据进行调制包括模拟调制，所述模拟调制具体为：
基带调制模块进行模拟调制时，模拟音频信号经音频模拟/数字转换器以32kHz采样率采样后送入数字信号处理器，数字信号处理器对接收到的数据进行滤波去直流、自动增益控制器的处理和3倍内插后再以96kHz的采样率送至现场可编程逻辑门阵列进行上边带、下边带或普通调幅的任意一种样式的信号调制处理，调制后的信号送至数字上变频器进行数字上变频到载波频率，最后由现场可编程逻辑门阵列对上变频后的信号进行插值、滤波处理后以98.304MHz的采样率送至数字/模拟转换器发出。
由上述描述可知，基带调制模块实现了模拟调制，能够针对输入的模拟信号进行调制。
进一步地，所述由基带调制模块对所述待发送数据进行调制包括MSK数字调制；
所述MSK数字调制具体为：
基带调制模块进行MSK数字调制时，由复杂可编程逻辑器件将串口接收的待调制数据送至现场可编程逻辑门阵列进行卷积编码、交织和扩频处理，现场可编程逻辑门阵列再把处理后的编码数据经复杂可编程逻辑器件送至数字信号处理器进行MSK调制，而后加上前导序列和帧头以48kHz的采样率送至现场可编程逻辑门阵列进行上边带调制，将调制后的信号送至数字上变频器进行数字上变频到载波频率，最后现场可编程逻辑门阵列对上变频后的信号进行插值和滤波处理后以98.304MHz的采样率送至数字/模拟转换器发出。
由上述描述可知，基带调制模块还实现了MSK数字调制，能够针对输入的数据进行调制。
进一步地，所述步骤S1之前还包括：
接收工作模式请求；
若所述工作模式请求为通信模式请求且当前未收到或执行归航任务，则进入通信模式，实现步骤S1和S2；
若所述工作模式请求为归航模式请求，则终端通信模式并直接进入归航模式进行归航任务。
由上述描述可知，本发明能够实现包括归航模式和通信模式，且其中归航模式具有更高的优先级。
进一步地，所述基带调制模块还实现单载波输出，所述单载波输出具体为：
单载波输出时，现场可编程逻辑门阵列通过连续波调制产生10kHz单频率信号，然后把该信号送至数字上变频器进行数字上变频到载波频率，最后再把上变频后的信号插值、滤波处理后以98.304MHz的采样率送至数字/模拟转换器发出。
由上述描述可知，本发明中基带调制模块还能够实现单载波输出。
一种存储介质，其内存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现以上一种无方向信标设备的通信方法中的步骤。
本发明的一种无方向信标设备的通信方法与存储介质，适用于海上石油平台关联的通信场景。
请参照图1至图7，本发明的实施例一为：
一种无方向信标设备的通信方法，包括步骤：
接收工作模式请求；
若所述工作模式请求为通信模式请求且当前未收到或执行归航任务，则进入通信模式，实现步骤S1和S2；
若所述工作模式请求为归航模式请求，则终端通信模式并直接进入归航模式进行归航任务。
本实施例中，本发明具备两种工作模式：归航模式和通信模式。其中归航模式优先，即当有归航模式请求时，不管设备是否工作于通信模式都要转入归航模式工作，已处于归航模式则不响应，当进行中的语音或数据通信转入归航模式工作，此次通信行为不再继续。
S1、通过无方向信标设备的天线接收无线电信号，由接收前端对所述无线电信号进行处理并下变频到预设频率，输入至解调模块，由解调模块解调出音频信号或数据；
所述步骤S1具体为：
通过无方向信标设备的天线接收无线电信号，由接收前端对接收的无线电信号进行电调滤波选频并放大后，和本振信号进行混频输出10.7MHz中频信号，通过晶体滤波器和中放电路实现选频和高增益放大，后经过混频滤波将10.7MHz信号下变频到450kHz，输出到解调模块，由解调模块解调出音频信号或数据；
所述由解调模块解调出音频信号或数据具体为：
由解调模块通过模拟调制信号解调或MSK信号解调来解调出音频信号或数据；
所述模拟调制信号解调具体为：
在进行模拟调制信号的解调时，接收前端传递的信号经模拟/数字转换器以16.384MHz采样率采样后送入现场可编程逻辑门阵列，现场可编程逻辑门阵列把采样信号送至数字下变频器进行下变频处理，下变频后的信号再回到现场可编程逻辑门阵列进行上边带、下边带或普通调幅的任意一种样式的信号解调，然后数字信号处理器对解调的音频信号进行抽取、滤波和自动增益控制器的处理，最后送到音频数字/模拟转换器转换为模拟音频信号输出；
所述MSK信号解调具体为：
在进行MSK信号解调时，接收前端传递的信号经模拟/数字转换器以16.384MHz采样率采样后送入现场可编程逻辑门阵列，现场可编程逻辑门阵列把采样信号送至数字下变频器进行下变频处理，下变频后的信号再回到现场可编程逻辑门阵列进行上边带解调得到音频段正交两路MSK信号，数字信号处理器对正交MSK信号进行滤波和MSK解调处理，然后经复杂可编程逻辑器件送到现场可编程逻辑门阵列进行解扩、解交织和维特比译码，最后译码数据再经复杂可编程逻辑器件发送到异步串口。
S2、获取用户的待发送数据，由基带调制模块对所述待发送数据进行调制，并以预设采样率送至数字/模拟转换器发出，经过功放的放大调制后通过天线发出；
所述由基带调制模块对所述待发送数据进行调制包括模拟调制，所述模拟调制具体为：
基带调制模块进行模拟调制时，模拟音频信号经音频模拟/数字转换器以32kHz采样率采样后送入数字信号处理器，数字信号处理器对接收到的数据进行滤波去直流、自动增益控制器的处理和3倍内插后再以96kHz的采样率送至现场可编程逻辑门阵列进行上边带、下边带或普通调幅的任意一种样式的信号调制处理，调制后的信号送至数字上变频器进行数字上变频到载波频率，最后由现场可编程逻辑门阵列对上变频后的信号进行插值、滤波处理后以98.304MHz的采样率送至数字/模拟转换器发出；
所述由基带调制模块对所述待发送数据进行调制包括MSK数字调制，所述MSK数字调制具体为：
基带调制模块进行MSK数字调制时，由复杂可编程逻辑器件将串口接收的待调制数据送至现场可编程逻辑门阵列进行卷积编码、交织和扩频处理，现场可编程逻辑门阵列再把处理后的编码数据经复杂可编程逻辑器件送至数字信号处理器进行MSK调制，而后加上前导序列和帧头以48kHz的采样率送至现场可编程逻辑门阵列进行上边带调制，将调制后的信号送至数字上变频器进行数字上变频到载波频率，最后现场可编程逻辑门阵列对上变频后的信号进行插值和滤波处理后以98.304MHz的采样率送至数字/模拟转换器发出；
所述基带调制模块还实现单载波输出，所述单载波输出具体为：
单载波输出时，现场可编程逻辑门阵列通过连续波调制产生10kHz单频率信号，然后把该信号送至数字上变频器进行数字上变频到载波频率，最后再把上变频后的信号插值、滤波处理后以98.304MHz的采样率送至数字/模拟转换器发出。
本实施例中，如图2所示，所使用的无方向信标设备包括主机、控制器、功率放大器、谐波滤波器、主控模块、基带调制模块、射频开关、接收模块、语音模块、显控板、键盘、喇叭、电源、音量旋钮、天调、天线以及归航遥控器；
电源、控制器、功率放大器以及谐波滤波器位于主机内部；
主控模块、基带调制模块、射频开关、接收模块、语音模块以及显控板位于控制器内部；
归航遥控器、功率放大器与控制器中的接收模块、主控模块、语音模块以及显控板之间相互连接；
所述基带调制模块与所述主控模块连接，所述基带调制模块与所述功率放大器连接，所述射频开关与所述接收模块连接，所述谐波滤波器与控制器中的射频开关连接，天调与所述天线连接，天调与所述主机中的谐波滤波器连接。
其中，如图3所示，接收模块包括接收前端和解调模块；
接收前端强信号保护电路、可控衰减器、带通滤波器、低噪放大器、第一混频器、晶体滤波器、AGC、第二混频器、450K窄带滤波器、二级放大器、第一本机振荡器以及第二本机振荡器；
可控衰减器、带通滤波器、低噪放大器、第一混频器、晶体滤波器、AGC、第二混频器、450K窄带滤波器以及二级放大器依次连接，第一本机振荡器与第一混频器连接，第二本机振荡器与第二混频器连接；
所述可控衰减器和所述信号保护电路与所述射频开关连接，所述二级放大器与所述解调模块连接；
解调模块包括ADC电路、FPGA、DSP、DDC、模拟DAC电路、CPLD以及232接口电路；
FPGA与ADC电路、DSP、CPLD、DDC以及模拟DAC电路连接，DSP与CPLD连接，CPLD与232接口电路连接，模拟DAC电路与语音模块连接，232接口电路与主控模块连接，ADC电路与接收模块连接。
如图4所示，基带调制模块包括音频ADC电路、FPGA、DSP、DUC、中波DAC电路、CPLD以及232接口电路；
FPGA与音频ADC电路、DSP、CPLD、DUC以及中波DAC电路连接，DSP与CPLD连接，CPLD与232接口电路连接，中波DAC电路与功率放大器连接，232接口电路与主控模块连接。
如图5所示，语音模块包括声码器、语音模拟处理电路和stm32处理器；
语音模拟处理电路与接收模块连接，stm32处理器与功率放大器、接收模块、主控模块以及显控板之间相互连接。
如图6所示，主控模块包括stm32处理器以及控制检测子模块；
stm32处理器与功率放大器、接收模块、语音模块以及显控板之间相互连接。
如图7所示，谐波滤波器包括滤波器和真空继电器，滤波器与真空继电器连接，真空继电器与射频开关连接。
本发明的实施例二为：
一种存储介质，其内存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现以上实施例一的一种无方向信标设备的通信方法中的步骤。
请参照图1至图6，本发明的实施例三为：
如图1所示，一种具备通信功能的无方向信标设备，包括主机、控制器、功率放大器、谐波滤波器、主控模块、基带调制模块、射频开关、接收模块、语音模块、显控板、键盘、喇叭、电源、音量旋钮、天调、天线以及归航遥控器；
电源、控制器、功率放大器以及谐波滤波器位于主机内部；
主控模块、基带调制模块、射频开关、接收模块、语音模块以及显控板位于控制器内部；
归航遥控器、功率放大器与控制器中的接收模块、主控模块、语音模块以及显控板之间相互连接；
所述基带调制模块与所述主控模块连接，所述基带调制模块与所述功率放大器连接，所述射频开关与所述接收模块连接，所述谐波滤波器与控制器中的射频开关连接，天调与所述天线连接，天调与所述主机中的谐波滤波器连接。
其中，如图2所示，接收模块包括接收前端和解调模块；
接收前端强信号保护电路、可控衰减器、带通滤波器、低噪放大器、第一混频器、晶体滤波器、AGC、第二混频器、450K窄带滤波器、二级放大器、第一本机振荡器以及第二本机振荡器；
可控衰减器、带通滤波器、低噪放大器、第一混频器、晶体滤波器、AGC、第二混频器、450K窄带滤波器以及二级放大器依次连接，第一本机振荡器与第一混频器连接，第二本机振荡器与第二混频器连接；
所述可控衰减器和所述信号保护电路与所述射频开关连接，所述二级放大器与所述解调模块连接；
解调模块包括ADC电路、FPGA、DSP、DDC、模拟DAC电路、CPLD以及232接口电路；
FPGA与ADC电路、DSP、CPLD、DDC以及模拟DAC电路连接，DSP与CPLD连接，CPLD与232接口电路连接，模拟DAC电路与语音模块连接，232接口电路与主控模块连接，ADC电路与接收模块连接。
本实施例中，接收前端采用超外差式接收电路，通过两次混频实现选频放大。接收的无线电信号经过电调滤波选频、放大后和本振信号进行混频输出10.7MHz中频信号，通过晶体滤波器和中放电路实现选频和高增益放大，后经过混频滤波将10.7MHz信号下变频到450kHz，输出到解调模块，最后由解调模块解调出音频信号或数据。
本实施例中，解调模块进行模拟调制信号的解调时，前端信号经ADC以16.384MHz采样率采样后送入FPGA，FPGA把采样信号送至DDC进行下变频处理，下变频后的信号再回到FPGA进行USB、LSB、AM任意一种样式的信号解调，然后DSP对解调的音频信号进行抽取、滤波、AGC处理，最后送到音频DAC转换为模拟音频信号输出。
解调模块进行MSK信号解调时，前端信号经ADC以16.384MHz采样率采样后送入FPGA，FPGA把采样信号送至DDC进行下变频处理，下变频后的信号再回到FPGA进行USB解调得到音频段正交两路MSK信号，DSP对正交MSK信号进行滤波和MSK解调处理，然后经CPLD送到FPGA进行解扩、解交织、维特比译码，最后译码数据再经CPLD发送到异步串口。
如图3所示，基带调制模块包括音频ADC电路、FPGA、DSP、DUC、中波DAC电路、CPLD以及232接口电路；
FPGA与音频ADC电路、DSP、CPLD、DUC以及中波DAC电路连接，DSP与CPLD连接，CPLD与232接口电路连接，中波DAC电路与功率放大器连接，232接口电路与主控模块连接。
本实施例中，基带调制模块进行模拟调制时，模拟音频信号经音频ADC以32kHz采样率采样后送入DSP，DSP对接收数据进行滤波去直流、AGC处理、3倍内插后再以96kHz的采样率送至FPGA进行USB、LSB、AM任意一种样式的信号调制处理，调制后的信号送至DUC进行数字上变频到载波频率，最后FPGA把上变频后的信号插值、滤波处理后以98.304MHz的采样率送至DAC发射出去。
基带调制模块进行MSK数字调制时，CPLD把串口接收的调制数据送至FPGA进行卷积编码、交织、扩频处理，FPGA再把处理后的编码数据经CPLD送至DSP进行MSK调制，然后加上前导序列和帧头以48kHz的采样率再送至FPGA进行USB调制，调制后的信号送至DUC进行数字上变频到载波频率，最后FPGA把上变频后的信号插值、滤波处理后以98.304MHz的采样率送至DAC发射出去。
单载波输出时，FPGA通过CW调制产生10kHz单频率信号，然后把该信号送至DUC进行数字上变频到载波频率，最后再把上变频后的信号插值、滤波处理后以98.304MHz的采样率送至DAC发射出去。
如图4所示，语音模块包括声码器、语音模拟处理电路和stm32处理器；
语音模拟处理电路与接收模块连接，stm32处理器与功率放大器、接收模块、主控模块以及显控板之间相互连接。
如图5所示，主控模块包括stm32处理器以及控制检测子模块；
stm32处理器与功率放大器、接收模块、语音模块以及显控板之间相互连接。
如图6所示，谐波滤波器包括滤波器和真空继电器，滤波器与真空继电器连接，真空继电器与射频开关连接。
本实施例中，本发明具备两种工作模式：归航模式和通信模式。其中归航模式优先，即当有归航模式请求时，不管设备是否工作于通信模式都要转入归航模式工作，已处于归航模式则不响应，当进行中的语音或数据通信转入归航模式工作，此次通信行为不再继续。
综上所述，本发明提供的一种具备通信功能的无方向信标设备，相对于现有技术，增设了基带调制模块、射频开关和接收模块，使无方向信标设备能够接收信号，并进行数字信号的处理，使无方向信标设备具备了双向通信的功能，即只需要一套设备就能进行归航引导和通信，提高资源利用率和整体效费；且本发明利用无方向信标的地波频段进行通讯，相较于卫星通讯外的其他通讯手段，在更加稳定的同时能够减少通信盲区。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种无方向信标设备的通信方法，其特征在于，包括步骤：
S1、通过无方向信标设备的天线接收无线电信号，由接收前端对所述无线电信号进行处理并下变频到预设频率，输入至解调模块，由解调模块解调出音频信号或数据；
S2、获取用户的待发送数据，由基带调制模块对所述待发送数据进行调制，并以预设采样率送至数字/模拟转换器发出，经过功放的放大调制后通过天线发出。
2.根据权利要求1所述的一种无方向信标设备的通信方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：
通过无方向信标设备的天线接收无线电信号，由接收前端对接收的无线电信号进行电调滤波选频并放大后，和本振信号进行混频输出10.7MHz中频信号，通过晶体滤波器和中放电路实现选频和高增益放大，后经过混频滤波将10.7MHz信号下变频到450kHz，输出到解调模块，由解调模块解调出音频信号或数据。
3.根据权利要求1所述的一种无方向信标设备的通信方法，其特征在于，所述由解调模块解调出音频信号或数据具体为：
由解调模块通过模拟调制信号解调或MSK信号解调来解调出音频信号或数据。
4.根据权利要求3所述的一种无方向信标设备的通信方法，其特征在于，所述模拟调制信号解调具体为：
在进行模拟调制信号的解调时，接收前端传递的信号经模拟/数字转换器以16.384MHz采样率采样后送入现场可编程逻辑门阵列，现场可编程逻辑门阵列把采样信号送至数字下变频器进行下变频处理，下变频后的信号再回到现场可编程逻辑门阵列进行上边带、下边带或普通调幅的任意一种样式的信号解调，然后数字信号处理器对解调的音频信号进行抽取、滤波和自动增益控制器的处理，最后送到音频数字/模拟转换器转换为模拟音频信号输出。
5.根据权利要求3所述的一种无方向信标设备的通信方法，其特征在于，所述MSK信号解调具体为：
在进行MSK信号解调时，接收前端传递的信号经模拟/数字转换器以16.384MHz采样率采样后送入现场可编程逻辑门阵列，现场可编程逻辑门阵列把采样信号送至数字下变频器进行下变频处理，下变频后的信号再回到现场可编程逻辑门阵列进行上边带解调得到音频段正交两路MSK信号，数字信号处理器对正交MSK信号进行滤波和MSK解调处理，然后经复杂可编程逻辑器件送到现场可编程逻辑门阵列进行解扩、解交织和维特比译码，最后译码数据再经复杂可编程逻辑器件发送到异步串口。
6.根据权利要求1所述的一种无方向信标设备的通信方法，其特征在于，所述由基带调制模块对所述待发送数据进行调制包括模拟调制，所述模拟调制具体为：
基带调制模块进行模拟调制时，模拟音频信号经音频模拟/数字转换器以32kHz采样率采样后送入数字信号处理器，数字信号处理器对接收到的数据进行滤波去直流、自动增益控制器的处理和3倍内插后再以96kHz的采样率送至现场可编程逻辑门阵列进行上边带、下边带或普通调幅的任意一种样式的信号调制处理，调制后的信号送至数字上变频器进行数字上变频到载波频率，最后由现场可编程逻辑门阵列对上变频后的信号进行插值、滤波处理后以98.304MHz的采样率送至数字/模拟转换器发出。
7.根据权利要求1所述的一种无方向信标设备的通信方法，其特征在于，所述由基带调制模块对所述待发送数据进行调制包括MSK数字调制；
所述MSK数字调制具体为：
基带调制模块进行MSK数字调制时，由复杂可编程逻辑器件将串口接收的待调制数据送至现场可编程逻辑门阵列进行卷积编码、交织和扩频处理，现场可编程逻辑门阵列再把处理后的编码数据经复杂可编程逻辑器件送至数字信号处理器进行MSK调制，而后加上前导序列和帧头以48kHz的采样率送至现场可编程逻辑门阵列进行上边带调制，将调制后的信号送至数字上变频器进行数字上变频到载波频率，最后现场可编程逻辑门阵列对上变频后的信号进行插值和滤波处理后以98.304MHz的采样率送至数字/模拟转换器发出。
8.根据权利要求1所述的一种无方向信标设备的通信方法，其特征在于，所述步骤S1之前还包括：
接收工作模式请求；
若所述工作模式请求为通信模式请求且当前未收到或执行归航任务，则进入通信模式，实现步骤S1和S2；
若所述工作模式请求为归航模式请求，则终端通信模式并直接进入归航模式进行归航任务。
9.根据权利要求8所述的一种无方向信标设备的通信方法，其特征在于，所述基带调制模块还实现单载波输出，所述单载波输出具体为：
单载波输出时，现场可编程逻辑门阵列通过连续波调制产生10kHz单频率信号，然后把该信号送至数字上变频器进行数字上变频到载波频率，最后再把上变频后的信号插值、滤波处理后以98.304MHz的采样率送至数字/模拟转换器发出。
10.一种存储介质，其内存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被执行时实现以上权利要求1-9中任意一种无方向信标设备的通信方法中的步骤。
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6072994A (en) * | 1995-08-31 | 2000-06-06 | Northrop Grumman Corporation | Digitally programmable multifunction radio system architecture |
| CN101789791A (zh) * | 2010-01-12 | 2010-07-28 | 陕西龙腾通讯科技有限责任公司 | 宽带无线电中频模/数混合信号处理机 |
| US20130069825A1 (en) * | 2011-09-21 | 2013-03-21 | Rio Systems Ltd. | Methods, circuits and systems for generating navigation beacon signals |
| CN107343328A (zh) * | 2016-04-29 | 2017-11-10 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种分布式基站系统 |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5212045B2 (ja) * | 2008-11-25 | 2013-06-19 | 日本電気株式会社 | 無線通信機と通信方法 |
| CN101937070A (zh) * | 2009-06-30 | 2011-01-05 | 上海咏星商务信息咨询有限公司 | 船用卫星信标接收装置 |
| CN201928271U (zh) * | 2011-03-02 | 2011-08-10 | 上海大学 | 一种基于dds的无方向信标接收机 |
| CN202217049U (zh) * | 2011-09-13 | 2012-05-09 | 上海无线电设备研究所 | 海上应急示位系统 |
| CN103998948A (zh) * | 2011-09-13 | 2014-08-20 | 上海无线电设备研究所 | 海上应急示位系统 |
| CN205430610U (zh) * | 2015-11-26 | 2016-08-03 | 中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心 | 一种基于北斗的航空应急示位信标装置 |
| CN105338494A (zh) * | 2015-11-26 | 2016-02-17 | 中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心 | 一种基于北斗的航空应急示位信标装置 |
| CN205787093U (zh) * | 2016-05-24 | 2016-12-07 | 沈永康 | 一种便携式航空救援信标测向装置 |
| CN107561491B (zh) * | 2017-08-23 | 2020-08-11 | 电子科技大学 | 用于有轨列车精确定位的无源信标装置、系统与测量方法 |
| CN207602023U (zh) * | 2017-12-18 | 2018-07-10 | 福建星海通信科技有限公司 | 一种航空无方向信标机远程监控系统 |
| CN108521292B (zh) * | 2018-06-15 | 2023-12-22 | 苏州达顺威尔科技有限公司 | 基于软件无线电的超宽带数字卫星信标接收方法及接收机 |
| CN208805564U (zh) * | 2018-07-28 | 2019-04-30 | 扬州宇安电子科技有限公司 | 一种雷达信标机 |
| CN109212463A (zh) * | 2018-10-30 | 2019-01-15 | 中海油信息科技有限公司 | 海上石油平台无方向信标机自动配谐的装置和方法 |
| US11402459B2 (en) * | 2019-06-14 | 2022-08-02 | Truenorth Rescue Inc. | Distributed radio signal targeting device |
-
2020
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6072994A (en) * | 1995-08-31 | 2000-06-06 | Northrop Grumman Corporation | Digitally programmable multifunction radio system architecture |
| CN101789791A (zh) * | 2010-01-12 | 2010-07-28 | 陕西龙腾通讯科技有限责任公司 | 宽带无线电中频模/数混合信号处理机 |
| US20130069825A1 (en) * | 2011-09-21 | 2013-03-21 | Rio Systems Ltd. | Methods, circuits and systems for generating navigation beacon signals |
| CN107343328A (zh) * | 2016-04-29 | 2017-11-10 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种分布式基站系统 |
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