CN204836185U - 民航通信监测分析装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种民航通信监测分析装置，包括：依次连接的衰减模块、滤波增益模块、混频模块和滤波控制解调模块，滤波控制解调模块包括中频滤波器；滤波增益模块处理经衰减模块处理的天线信号，输出第一射频信号；混频模块对第一射频信号进行变频处理，输出第一中频信号；中频滤波器在不同监测模式下，对第一中频信号进行相应的中频滤波处理。本实用新型无杂散动态范围大，具有较强的抗干扰能力和较高的灵敏度，保证微弱信号的接收质量；其次通过滤波控制解调模块，根据不同的监测模式要求，对信号进行相应的中频滤波，进而用窄带扫描获取比较准确的信道占用度信息，用宽带信道进行快速信号扫描。

Description

民航通信监测分析装置

技术领域

本实用新型涉及电子通信技术领域，特别是涉及一种民航通信监测分析装置。

背景技术

民航频段是国家无线电管理机构为民航的通信、导航、雷达等领域而专门划分和分配的无线电频率。它的合理利用维系着民航系统的正常运作，是民航系统的生命线。随着无线收发设备的广泛使用，民航频段受到干扰也日趋严重。特别是机场附近发射台多，信号强，来自飞机的信号又往往较弱，容易受到干扰，在动态范围不够的情况下，难以对弱信号的干扰情况进行监测分析。民用频段受到干扰如果不能及时排除，会造成严重的安全隐患。

民航主要使用的频率有：190kHz～1750kHz、108MHz～136.975MHz、960MHz～1215MHz、1030MHz～1090MHz、1250MHz～1350MHz、2700MHz～2900MHz、9340MHz～9400MHz等。从历年来对民航通信干扰事件统计情况看，各类无线电干扰中频率较低、民用电台较多的甚高频频段干扰较为严重，集中在民航频段108MHz～137MHz内，其中kHz指千赫，MHz指兆赫。

传统技术中至少存在如下问题：

目前各级无线电管理机构主要采用宽带接收机进行监测，其模拟中频带宽通常为10MHz、20MHz和40MHz，最窄的中频带宽也有300kHz，是实际信道带宽的12倍，在电磁环境恶劣的情况下，无法精确评估信道占用度信息和弱信号受干扰情况。而窄带接收机由于是窄带信道，需要通过扫描来显示整个频段的情况，数据更新的速度要比宽带接收机慢，且不能对大于信道带宽的信号进行分析。

实用新型内容

基于此，有必要针对弱信号的干扰问题，提供一种民航通信监测分析装置。

本实用新型技术方案的实施例为：

提供了一种民航通信监测分析装置，包括：依次连接的衰减模块、滤波增益模块、混频模块和滤波控制解调模块，滤波控制解调模块包括中频滤波器；

滤波增益模块处理经衰减模块处理的天线信号，输出第一射频信号；混频模块对第一射频信号进行变频处理，输出第一中频信号；

中频滤波器在不同监测模式下，对第一中频信号进行相应的中频滤波处理。

上述技术方案具有如下有益效果：

本实用新型民航通信监测分析装置通过衰减模块，滤波增益模块，混频模块以及滤波控制解调模块的协同作用，提高了本实用新型无杂散动态范围指标，所以相对于现有的宽带监测接收机来说，提高了接收机的动态范围，具有较强的抗干扰能力和较高的灵敏度，进而保证了微弱信号的接收质量。其次通过滤波控制解调模块，根据不同的监测模式要求，对信号进行相应的中频滤波，进而达到了用窄带扫描获取比较准确的信道占用度信息，以及对感兴趣的信号进行解调和测量，用宽带信道进行快速信号扫描，发现持续时间短的突发干扰，对强信号和宽带信号进行测量和分析。

附图说明

通过附图中所示的本实用新型的优选实施例的更具体说明，本实用新型的上述及其它目的、特征和优势将变得更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分，且并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本实用新型的主旨。

图1为本实用新型民航通信监测分析装置实施例1的示意图；

图2为本实用新型民航通信监测分析装置实施例1中各个模块的详细示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的首选实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“相连接”、“模块”、“依次连接”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本实用新型民航通信监测分析装置实施例1：

图1为本实用新型民航通信监测分析装置实施例1的示意图，如图1所示，本实用新型民航通信监测分析装置，包括：依次连接的衰减模块110，滤波增益模块120，混频模块130和滤波控制解调模块140，滤波控制解调模块140包括中频滤波器；

滤波增益模块120处理经衰减模块110处理的天线信号，并输出第一射频信号；混频模块130对第一射频信号进行变频处理，并输出第一中频信号；中频滤波器则在不同监测模式下，对第一中频信号进行相应的中频滤波处理。

具体而言，如图1所示，天线信号通过天线接口100进入民航通信监测分析装置，衰减模块110对天线信号衰减控制，扩大动态范围；滤波增益模块120对天线信号的滤波增益来滤除带外干扰，提高增益以及滤除非线性产物，从而输出第一射频信号；混频模块130将接收到的第一射频信号进行变频，转换为所需的第一中频信号；第一中频信号经过滤波控制解调模块140，一方面满足装置高动态范围等指标要求，保证了微弱信号的接收质量；另一方面，通过滤波控制解调模块140中的中频滤波器根据不同监测模式的要求，对信号进行相应的中频滤波，进而达到了用窄带扫描获取比较准确的信道占用度信息，以及对感兴趣的信号进行解调和测量，用宽带信道进行快速信号扫描，发现持续时间短的突发干扰，对强信号和宽带信号进行测量和分析的目的。

其中一实施例中，本实用新型民航通信监测分析装置通过滤波控制解调模块140与电源电路150相连接，通过衰减模块110与接入天线信号的天线接口100相连接，而滤波控制解调模块140则通过CPCI接口与背板相连接。

衰减模块110包括天线衰减电路，而天线衰减电路具体为PIN二极管Π型衰减器。PIN二极管Π型衰减器则包括结构相同的第一Π型衰减器、第二Π型衰减器、第三Π型衰减器和第四Π型衰减器。

中频滤波器包括相并联的晶体滤波器和声表面滤波器。

本实用新型实施例1的具体实施方式如下所述：

天线信号通过天线接口100进入民航通信监测分析装置，而由于衰减模块110包括4个相同结构的Π型衰减器，且每个衰减器通过控制三极管导通来实现对PIN二极管的直流偏置控制，使得衰减模块110能够对天线信号进行0、10、20、40dB共4种衰减控制，从而扩大动态范围；通过滤波增益模块120对天线信号的滤波增益来滤除带外干扰，提高增益以及滤除非线性产物，从而输出第一射频信号；通过混频模块130将接收到的第一射频信号进行变频，转换为所需的第一中频信号；混频模块130输出的第一中频信号经过滤波控制解调模块140，一方面满足装置高动态范围等指标要求，另一方面，通过滤波控制解调模块140中的中频滤波器根据不同监测模式(包括窄带监测模式和宽带监测模式)的要求，对信号进行相应的中频滤波(即选取不同的中频滤波器：晶体滤波器或声表面滤波器)，进而达到了用窄带扫描获取比较准确的信道占用度信息，以及对感兴趣的信号进行解调和测量，用宽带信道进行快速信号扫描，发现持续时间短的突发干扰，对强信号和宽带信号进行测量和分析的目的。

具体的实施例中，图2为本实用新型民航通信监测分析装置实施例1中各个模块的详细示意图，如图2所示：

衰减模块110包括天线衰减电路，其中一实施例中，天线衰减电路为PIN二极管Π型衰减器；该PIN二极管Π型衰减器包括4个相同结构的Π型衰减器，分别为第一Π型衰减器、第二Π型衰减器、第三Π型衰减器和第四Π型衰减器，每个衰减器通过控制三极管导通来实现对PIN二极管的直流偏置控制。该PIN二极管Π型衰减器包括0、10、20、40dB共4种衰减控制。

滤波增益模块120包括依次连接的第一射频滤波器、低噪声放大器以及第二射频滤波器；第一射频滤波器的一端连接天线衰减电路，另一端连接低噪声放大器，在其中一实施例中，第一射频滤波器为LC带通滤波器，中心频率为122.5MHz，带内插损小于2dB，-1dB带宽大于39MHz,带外抑制大于75dBc60MHz，带外抑制大于70dBc200MHz。第二射频滤波器的一端连接低噪声放大器，另一端连接混频器，在其中一实施例中，第二射频滤波器为LC带通滤波器，中心频率为122.5MHz，带内插损小于2.5dB，-1dB带宽大于39MHz,带外抑制大于80dBc60MHz，带外抑制大于80dBc200MHz。

混频模块130包括混频器；本实用新型选择低变频损耗、高IP3(三阶交调点)的混频器，用于减少第一射频信号中的寄生响应和互调产物；混频器上还连接有为混频器提供本振信号的频率合成器。

滤波控制解调模块140还包括第一中频放大器、AGC电路、第二中频放大器、AD采样电路、信号解调及控制电路以及频率合成器；第一中频放大器一端连接混频模块130，另一端连接中频滤波器；AGC电路一端连接中频滤波器，另一端连接第二中频放大器；AD采样电路一端连接第二中频放大器，另一端连接信号解调及控制电路；信号解调及控制电路还与AGC电路相连接，并通过频率合成器连接混频模块130。

其中，中频滤波器包括相并联的带宽为25KHz晶体滤波器和带宽为500KHz的声表面滤波器；本实用新型民航通信监测分析装置在不同的监测模式(包括窄带监测模式和宽带监测模式)下，所选取的中频滤波器不同，当民航通信监测分析装置工作在窄带监测模式时，通过并联电路连接中的选择开关或其他方式选择25KHz带宽的晶体滤波器作为中频滤波器；当民航通信监测分析装置工作在宽带监测模式时，则选择500KHz带宽的声表面波滤波器作为中频滤波器。

信号解调及控制电路通过CPCI接口160与背板连接，信号解调及控制电路还与电源电路150连接。

频率合成器的频率范围为171.078MHz～200.078MHz，采用小数频率合成芯片LMX2485E。

AD采样电路包括ADC芯片AD9245BCP-80。

具体实施方式如下所述：

天线信号通过天线接口100进入民航通信监测分析装置，通过天线衰减电路进行0、10、20、40dB共4种衰减控制，扩大动态范围；

第一射频滤波器的主要功能是滤除天线信号中的带外干扰，主要包括中频干扰、镜像干扰等；低噪声放大器的主要功能是提高增益，降低噪声系数；第二射频滤波器则滤除低噪声放大器的非线性产物，并输出第一射频信号；

频率合成器的主要功能是为混频器提供本振信号；混频器则基于本振信号将接收到的第一射频信号进行变频，转换为所需的第一中频信号；

混频器输出的第一中频信号经过中频放大器、中频滤波器和AGC电路，以满足装置高动态范围等指标要求。AGC电路处理后的第一中频信号输入至AD采样电路，AD采样电路将模拟中频信号数字化后发送给信号解调及控制电路。信号解调及控制电路一方面通过控制相应的芯片实现诸如本振锁相、A/D转换、射频衰减控制，另一方面完成高中频信号的采样、正交下变频、降速、AGC运算及控制、中频滤波、音频解调等。

另外信号解调及控制电路通过CPCI接口160与背板连接，具体实施例中，背板与显示器相连接，当民航通信监测分析装置工作在窄带监测模式时，用户通过显示器选择25KHz带宽的晶体滤波器作为中频滤波器；当民航通信监测分析装置工作在宽带监测模式时，用户通过显示器选择500KHz带宽的声表面波滤波器作为中频滤波器。

本实用新型的实施例相对于传统技术具有如下的优点及效果：

(1)具有大动态范围：本实用新型采用超外差高本振一次下变频结构方案，合理分配每级电路的最大输入功率值，尤其是在第一中频放大器前，保证输入在P1dB(1分贝压缩点输入功率)压缩点以下，防止信号压缩。本实用新型通过选择低变频损耗、高IP3(三阶交调点)的混频器，很好的减少寄生响应和互调产物，同时为了补偿变频损耗，通过中频放大器来降低装置的噪声系数，最后通过AGC电路与AD采样电路，确保本实用新型无杂散动态范围指标不低于70dB(分贝)，因此相对于现有的宽带监测接收机来说，提高了接收机的动态范围，具有较强的抗干扰能力和较高的灵敏度，从而保证了微弱信号的接收质量。

(2)具有信号解调和频谱分析功能：本实用新型包含有信号解调和频谱分析功能，AD采样电路根据不同的监测要求，将采样后的中频数据发送给信号解调和频谱分析电路。当民航通信监测分析装置工作在窄带监测模式时，选择25KHz带宽的晶体滤波器作为中频滤波器，当民航通信监测分析装置工作在宽带监测模式时，选择500KHz带宽的声表面波滤波器作为中频滤波器。进而达到了用窄带扫描获取比较准确的信道占用度信息，以及对感兴趣的信号进行解调和测量，用宽带信道进行快速信号扫描，发现持续时间短的突发干扰，对强信号和宽带信号进行测量和分析的目的。

(3)具有体积小与部署方便的优点：本实用新型中的民航通信监测分析装置采用6U的CPCI板卡结构，体积小，部署方便，可安装至标准的1U的机箱内。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种民航通信监测分析装置，其特征在于，包括：依次连接的衰减模块、滤波增益模块、混频模块和滤波控制解调模块，所述滤波控制解调模块包括中频滤波器；

所述滤波增益模块处理经所述衰减模块处理的天线信号，输出第一射频信号；所述混频模块对所述第一射频信号进行变频处理，输出第一中频信号；

所述中频滤波器在不同监测模式下，对所述第一中频信号进行相应的中频滤波处理。

2.根据权利要求1所述的民航通信监测分析装置，其特征在于，所述中频滤波器包括相并联的晶体滤波器和声表面滤波器。

3.根据权利要求2所述的民航通信监测分析装置，其特征在于，所述晶体滤波器的带宽为25千赫，所述声表面滤波器的带宽为500千赫。

4.根据权利要求1或2所述的民航通信监测分析装置，其特征在于，所述衰减模块包括天线衰减电路，所述天线衰减电路为PIN二极管Π型衰减器。

5.根据权利要求4所述的民航通信监测分析装置，其特征在于，所述PIN二极管Π型衰减器包括结构相同的第一Π型衰减器、第二Π型衰减器、第三Π型衰减器和第四Π型衰减器。

6.根据权利要求1或2所述的民航通信监测分析装置，其特征在于，所述滤波增益模块包括第一射频滤波器、低噪声放大器和第二射频滤波器；所述第一射频滤波器一端连接所述衰减模块，另一端连接所述低噪声放大器；所述第二射频滤波器一端连接所述低噪声放大器，另一端连接所述混频模块。

7.根据权利要求6所述的民航通信监测分析装置，其特征在于，所述第一射频滤波器和所述第二射频滤波器为LC带通滤波器。

8.根据权利要求1或2所述的民航通信监测分析装置，其特征在于，所述滤波控制解调模块还包括第一中频放大器、AGC电路、第二中频放大器、AD采样电路、信号解调及控制电路以及频率合成器；所述第一中频放大器一端连接所述混频模块，另一端连接所述中频滤波器；所述AGC电路一端连接所述中频滤波器，另一端连接所述第二中频放大器；所述AD采样电路一端连接所述第二中频放大器，另一端连接所述信号解调及控制电路；所述信号解调及控制电路还与所述AGC电路相连接，并通过所述频率合成器连接所述混频模块。

9.根据权利要求8所述的民航通信监测分析装置，其特征在于，所述AD采样电路包括ADC芯片；所述频率合成器为小数频率合成芯片。

10.根据权利要求1或2所述的民航通信监测分析装置，其特征在于，所述滤波控制解调模块通过CPCI接口与背板相连接。