CN203644935U - 一种机载无线通信设备协同控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于机载通信设备协同控制技术领域，公开了一种机载无线通信设备协同控制装置。该机载无线通信设备协同控制装置，包括天线、第一无线收发信机、第二无线收发信机、控制单元、转换开关、RS-422串行总线，控制单元包括FPGA、ARM处理器和Flash存储器；所述每个无线收发信机设置有至少一个无线收发信机控制盒，所述转换开关的一端电连接天线，另一端选择性地电连接第一无线收发信机的射频前端或第二无线收发信机的射频前端；所述FPGA电连接所述转换开关的控制端，所述FPGA通过RS-422串行总线分别电连接第一无线收发信机、第二无线收发信机、所有无线收发信机控制盒。

Description

一种机载无线通信设备协同控制装置

技术领域

本实用新型属于机载通信设备协同控制技术领域，特别涉及一种机载无线通信设备协同控制装置。

背景技术

目前，有时飞机上的无线通信设备（例如无线收发信机）不只一个，例如，飞机上设置有两部无线收发信机，每部无线收发信机使用至少一个控制盒进行控制，每部无线收发信机各使用一根天线进行信号接收和发送，在此种情况下，无法实现同一架飞机两部无线收发信机对同一天线资源的共享，并且，两部无线收发信机不可以同时发射无线信号，增加了误操作的风险。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种机载无线通信设备协同控制装置。该机载无线通信设备协同控制装置能够实现多个无线收发信机控制盒对两个无线收发信机的协同控制以及两个无线收发信机对同一天线的协同控制。

为实现上述技术目的，本实用新型采用如下技术方案予以实现。

一种机载无线通信设备协同控制装置，包括天线、第一无线收发信机、第二无线收发信机，包括控制单元、转换开关、RS-422串行总线，所述控制单元包括FPGA、ARM处理器和Flash存储器，所述FPGA、ARM处理器和Flash存储器两两互相电连接；所述每个无线收发信机设置有至少一个无线收发信机控制盒，所述转换开关的一端电连接天线，另一端选择性地电连接第一无线收发信机的射频前端或第二无线收发信机的射频前端；所述FPGA电连接所述转换开关的控制端，所述FPGA通过RS-422串行总线分别电连接第一无线收发信机、第二无线收发信机、所有无线收发信机控制盒。

本实用新型的特点和进一步改进在于：

在所述每个无线收发信机和对应的电源之间串接有对应的无线收发信机电子开关，所述FPGA电连接所述无线收发信机电子开关的控制端；

在所述每个无线收发信机控制盒和对应的电源之间串接有对应的无线收发信机控制盒电子开关，所述FPGA电连接所述无线收发信机控制盒电子开关的控制端。

所述一种机载无线通信设备协同控制装置，还包括用于向FPGA、ARM处理器、Flash存储器、第一无线收发信机、第二无线收发信机、每个无线收发信机控制盒提供电源的电源模块。

所述FPGA和RS-422串行总线之间设置有三端滤波器或RC滤波器；所述FPGA和转换开关之间设置有三端滤波器或RC滤波器。

所述每个无线收发信机控制盒上设置有对应的无线收发信机控制盒指示灯，所述FPGA分别电连接所有无线收发信机控制盒指示灯。

本实用新型的有益效果为：该机载无线通信设备协同控制装置实现两个无线收发信机对同一天线的协同控制，提高了天线利用率；

附图说明

图1为本实用新型的一种机载无线通信设备协同控制装置的实施例结构示意图；

图2为本实用新型的转换开关的控制电路示意图；

图3为本实用新型的机载无线通信设备协同控制装置的天线使用权控制流程示意图；

图4为本实用新型的机载无线通信设备协同控制装置的无线收发信机控制盒使用权控制流程示意图；

图5为本实用新型的实施例第二无线收发信机电子开关的控制电路示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

参照图1，为本实用新型的一种机载无线通信设备协同控制装置的实施例结构示意图。该机载无线通信设备协同控制装置包括控制单元、第一无线收发信机、第二无线收发信机。控制单元包括ARM处理器、FPGA（现场可编程逻辑器件）、FLASH存储器（闪存），是整个机载无线通信设备协同控制装置的核心模块。FPGA、ARM处理器和Flash存储器两两互相电连接；其中，ARM处理器采用ARM7高速处理器，具有多种外部接口，可移植实时操作系统。该ARM处理器主要完成对其它电路的控制、输入信息识别、复杂信号逻辑判断、功能实现等工作，是整个协同控制器的控制中心。FPGA采用40万门现场可编程逻辑器件，使用灵活、扩充能力强。FPGA主要完成简单信号逻辑判断、通信接口扩充、外部中断产生、逻辑实现等工作。FLASH存储器采用容量为2MByte的16位非易失型存储器，FLASH存储器主要用于完成ARM处理器和FPGA的数据存储。本实用新型实施例中，每个无线收发信机（第一无线收发信机或第二无线收发信机）为机载电台，用于接收高频信号和甚高频信号。

本实用新型实施例中，第一无线收发信机设置有一个无线收发信机控制盒，即第一无线收发信机控制盒。第二无线收发信机设置有两个无线收发信机控制盒，即第二无线收发信机第一控制盒和第二无线收发信机第二控制盒。上述机载无线通信设备协同控制装置包括天线和转换开关，即两个无线收发信机使用一个天线。

参照图2，为本实用新型的转换开关的控制电路示意图。转换开关的一端电连接天线，用于接收来自天线的射频信号或将射频信号通过天线发射。转换开关的另一端选择性地连接第一无线收发信机的射频前端或第二无线收发信机的射频前端，当转换开关的另一端电连接第一无线收发信机的射频前端时，第一无线收发信机可以通过天线收发信号。当转换开关的另一端电连接第二无线收发信机的射频前端时，第二无线收发信机可以通过天线收发信号。FPGA电连接转换开关的控制端，用于控制转换开关的转换状态，使转换开关的另一端连接第一无线收发信机的射频前端或第二无线收发信机的射频前端。这样，FPGA向转换开关发送对应的控制信号后，第一无线收发信机或第二无线收发信机就可以收发信号。本实用新型实施例中，转换开关可以用转换型继电器等实现。

本实用新型实施例中，上述机载无线通信设备协同控制装置还包括RS-422串行总线，FPGA电连接RS-422串行总线，RS-422串行总线分别电连接第一无线收发信机、第二无线收发信机、第一无线收发信机控制盒、第二无线收发信机第一控制盒和第二无线收发信机第二控制盒。这样，第一无线收发信机控制盒可以通过RS-422串行总线实现与第一无线收发信机的数据交互，实现对第一无线收发信机的控制（例如控制收发信号的频率）。第二无线收发信机第一控制盒或第二无线收发信机第二控制盒可以通过RS-422串行总线实现与第二无线收发信机的数据交互，实现对第二无线收发信机的控制（例如控制收发信号的频率）

本实用新型实施例中，上述机载无线通信设备协同控制装置还包括电源模块，电源模块包括电源滤波器、DC/DC转换器、电源转换芯片及滤波电路组成，为机载无线通信设备协同控制装置的各种器件提供电源，例如为FPGA、ARM处理器、Flash存储器、第一无线收发信机、第二无线收发信机、每个无线收发信机控制盒提供电源。

以下举例说明本实用新型的机载无线通信设备协同控制装置的天线使用方案和无线收发信机控制盒使用方案。参照图3，为本实用新型的机载无线通信设备协同控制装置的天线使用权控制流程示意图。FPGA的输入端接入天线使用权触发信号（例如FPGA电连接上位机，上位机生成天线使用权触发信号，并将该天线使用权触发信号发送至FPGA），FPGA将根据天线使用权触发信号判断天线使用权属于第一无线收发信机还是第二无线收发信机（例如天线使用权触发信号为低电平信号时，天线使用权属于第一无线收发信机；天线使用权触发信号为高电平信号时，天线使用权属于第一无线收发信机），根据判断结果向转换开关发送对应的转换控制信号，使拥有天线使用权的无线收发信机能够通过天线收发信号。例如，天线使用权属于第一无线收发信机，转换开关的另一端电连接第一无线收发信机的射频前端。另一个无线收发信机则不能进行收发信号，不能实现PTT控制信号操作，不能实现在自适应通信或跳频通信工作模式下呼叫、迟入等功能。

参照图4，为本实用新型的机载无线通信设备协同控制装置的无线收发信机控制盒使用权控制流程示意图。当天线使用权属于第二无线收发信机时，FPGA的输入端接入控制盒使用权触发信号（例如FPGA电连接上位机，上位机生成控制盒使用权触发信号，并将该控制盒使用权触发信号发送至FPGA）；FPGA将根据控制盒使用权触发信号，判断控制盒使用权属于第二无线收发信机第一控制盒还是第二无线收发信机第二控制盒（例如，控制盒使用权触发信号为低电平信号时，控制盒使用权属于第二无线收发信机第一控制盒；控制盒使用权触发信号为高电平信号时，控制盒使用权属于第二无线收发信机第二控制盒）；根据判断结果接收对应的无线收发信机控制盒（第二无线收发信机第一控制盒或第二无线收发信机第二控制盒）的数据（通过RS-422总线接收），对于另外一个无线收发信机控制盒的数据则不进行接收。FPGA将来自对应的无线收发信机控制盒的数据发送至第二无线收发信机，这样，对应的无线收发信机控制盒就完成了对第二无线收发信机（例如频率选择和控制）。

本实用新型实施例中，在每个无线收发信机和对应的电源之间串接有对应的无线收发信机电子开关，FPGA电连接无线收发信机电子开关的控制端；无线收发信机电子开关采用继电器、开关二极管、晶闸管等实现。参照图5，为本实用新型的实施例第二无线收发信机电子开关的控制电路示意图。

在每个无线收发信机控制盒和对应的电源之间串接有对应的无线收发信机控制盒电子开关，FPGA电连接无线收发信机控制盒电子开关的控制端。无线收发信机控制盒电子开关采用继电器、开关二极管、晶闸管等实现。

在对天线使用权的控制过程中，FPGA可以根据判断结果向对应的无线收发信机电子开关发送控制信号，使拥有天线使用权的无线收发信机得到电源供应，同时使另一个无线收发信机失去电源供应。

另外，对于控制盒使用权的控制，还可以采用如下的控制方案：FPGA的输入端接入控制盒使用权触发信号，FPGA将根据控制盒使用权触发信号，判断控制盒使用权属于第二无线收发信机第一控制盒还是第二无线收发信机第二控制盒；根据判断结果向对应的无线收发信机控制盒电子开关（第二无线收发信机第一控制盒电子开关或第二无线收发信机第二控制盒电子开关）发送对应的控制信号，使对应的无线收发信机控制盒得到电源供应，同时使另一个无线收发信机控制盒失去电源供应。

本实用新型实施例中，控制单元还具有自检功能，具体说明如下：1）开机自检：控制单元加电或者掉电后再次加电时，自动启动自检。2）手动自检：控制单元接收到任一无线收发信机发起的手动自检命令后，启动自检；自检结束后连续两次将自检结果主动上报发起自检的无线收发信机控制盒。3）周期自检：控制单元工作时，自动进行周期自检，时间间隔为5s。若周期自检结果为控制单元出现故障，就根据自检结果分别向第一无线收发信机控制盒、第二无线收发信机第一控制盒、第二无线收发信机第二控制盒发送“控制单元出现故障”信息（采用与各个设备进行RS422总线通信握手方式）。

本实用新型实施例中，还设置有对PTT控制信号的分配功能，FPGA与机内通话器电连接，实现FPGA与机内通话器之间PTT控制信号的交互。FPGA还接收来自外部的PTT控制信号，并根据天线使用权和无线收发信机控制盒使用权来分配PTT控制信号。例如，在收到与第一无线收发信机对应的PTT控制信号后，如果天线使用权属于第一无线收发信机，则该PTT控制信号有效（被分配至第一无线收发信机），如果天线使用权属于第二无线收发信机，则该PTT控制信号无效。在收到与第二无线收发信机第一控制盒对应的PTT控制信号后，如果无线收发信机控制盒使用权属于第二无线收发信机第一控制盒，则该PTT控制信号有效（被分配至第二无线收发信机第一控制盒），如果无线收发信机控制盒使用权属于第二无线收发信机第二控制盒，则该PTT控制信号无效。

本实用新型实施例中，在FPGA和RS-422串行总线之间设置有三端滤波器或RC滤波器；在FPGA和转换开关之间设置有三端滤波器或RC滤波器，可以避免出现高频干扰。另外，对于PTT控制信号也进行滤波处理（通过三端滤波器或RC滤波器），滤除高频干扰。本实用新型实施例中，采用电平转换芯片对RS-422串行总线、PTT控制信号的电平与控制单元的电平进行匹配。

本实用新型实施例中，在FPGA上还电连接有自检指示灯（为自检指示灯进行供电），当自检结果为正常时，FPGA控制自检指示灯亮起。

在每个无线收发信机控制盒上设置有对应的无线收发信机控制盒指示灯，FPGA分别电连接所有无线收发信机控制盒指示灯（为所有无线收发信机控制盒指示灯进行供电）。当开关使用权属于第一无线收发信机时，FPGA控制第一无线收发信机控制盒指示灯发光。当开关使用权属于第二无线收发信机，且控制盒使用权属于第二无线收发信机第一控制盒时，FPGA控制第二无线收发信机第一控制盒指示灯发光。当开关使用权属于第二无线收发信机，且控制盒使用权属于第二无线收发信机第二控制盒时，FPGA控制第二无线收发信机第二控制盒指示灯发光。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.一种机载无线通信设备协同控制装置，包括天线、第一无线收发信机、第二无线收发信机，其特征在于，包括控制单元、转换开关、RS-422串行总线，所述控制单元包括FPGA、ARM处理器和Flash存储器，所述FPGA、ARM处理器和Flash存储器两两互相电连接；所述每个无线收发信机设置有至少一个无线收发信机控制盒，所述转换开关的一端电连接天线，另一端选择性地电连接第一无线收发信机的射频前端或第二无线收发信机的射频前端；所述FPGA电连接所述转换开关的控制端，所述FPGA通过RS-422串行总线分别电连接第一无线收发信机、第二无线收发信机、所有无线收发信机控制盒。

2.如权利要求1所述的一种机载无线通信设备协同控制装置，其特征在于，在所述每个无线收发信机和对应的电源之间串接有对应的无线收发信机电子开关，所述FPGA电连接所述无线收发信机电子开关的控制端；

在所述每个无线收发信机控制盒和对应的电源之间串接有对应的无线收发信机控制盒电子开关，所述FPGA电连接所述无线收发信机控制盒电子开关的控制端。

3.如权利要求1所述的一种机载无线通信设备协同控制装置，其特征在于，还包括用于向FPGA、ARM处理器、Flash存储器、第一无线收发信机、第二无线收发信机、每个无线收发信机控制盒提供电源的电源模块。

4.如权利要求1所述的一种机载无线通信设备协同控制装置，其特征在于，所述FPGA和RS-422串行总线之间设置有三端滤波器或RC滤波器；所述FPGA和转换开关之间设置有三端滤波器或RC滤波器。

5.如权利要求1所述的一种机载无线通信设备协同控制装置，其特征在于，所述每个无线收发信机控制盒上设置有对应的无线收发信机控制盒指示灯，所述FPGA分别电连接所有无线收发信机控制盒指示灯。

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