CN209330118U - 一种高速跳频图传通信传输终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种高速跳频图传通信传输终端，包括通信处理模块、图像处理模块、射频功放模块和天线；通信处理模块包括基带处理器和射频捷变器；射频捷变器采用AD9361；射频功放模块包括低通滤波器为MINI‑CIRCUITS的LFCN‑5500本实用新型图传通信数据链能够高效、稳定地传输数据和图像，尤其是抗干扰能力强，占用带宽较小，误码率低，并且系统的集成度较高，系统的运行效率高，设备的体积小。

Description

一种高速跳频图传通信传输终端

技术领域

本实用新型涉及数据链系统的跳频通信和图像传输，具体涉及一种高速跳频图传通信传输终端。

背景技术

图传通信传输终端系统由1个机上终端设备和2个弹上终端设备组成，实现机上设备和空中所有弹之间的数据通讯。操作人员可通过机上终端远程接收弹上终端实时发来的弹上状态参数信息及系统本身状态信息，并在机上终端上实时显示这些信息，供机上人员观测；同时，操作人员可通过机上终端上人机交互界面来向弹上设备发送控制指令，改变弹上相应设备的工作状态，实现对多个弹飞行过程中的实时控制。

目前，现有的图传通信传输终端系统虽然也在一定程度上实现图像和数据的传输，但还存在着抗干扰能力不强、频谱利用率不高以及系统体积较大等不完善的地方。

实用新型内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种高速跳频图传通信传输终端，能够进行高速跳频无线通信，抗干扰能力强。

本实用新型是通过以下技术方案来实现：

一种高速跳频图传通信传输终端，包括通信处理模块、图像处理模块、射频功放模块和天线；通信处理模块包括基带处理器和射频捷变器；射频捷变器采用AD9361；射频功放模块包括低通滤波器为MINI-CIRCUITS的LFCN-5500；

天线，用于接收或发射信号；

射频功放模块，用于将天线接收的信号进行放大和滤波，然后发送至通信处理模块；或者，接收通信处理模块发送的基带信号并传输至天线；

通信处理模块，用于接收射频功放模块发送的信号并进行调制解调，然后将解调出的图像数据发送至图像处理模块；或者，接收图像处理模块编码完以后的图像数据，调制成基带信号发送至射频功放模块；

图像处理模块，用于接收通信处理模块发送的图像数据并进行编解码，然后将图像输出到显示器；或者，采集摄像头的图像数据，将图像数据进行编码后发送至通信处理模块。

优选的，射频功放模块采用三级放大器级联的形式。

进一步的，第一级放大器、第二级放大器、第三级放大器的放大管分别采用AVAGO的MGA-30989、RFMD的SZA5044Z和CREE的CGH40010F。

优选的，基带处理器采用Z7系列FPGA。

优选的，图像处理模块采用DM368。

优选的，图像处理模块的输入为CML接口，输出为VGA接口。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：

本实用新型射频捷变器采用AD9361，能够进行高速跳频无线通信，每秒可跳1000次；射频功放模块采用低通滤波器为MINI-CIRCUITS的LFCN-5500，主要是对输入及输出信号进行谐杂波抑制，增强系统的抗干扰能力。AD9361集成AD、DA、PLL、正交调制器、滤波器，可实现由基带到射频和射频到基带的转换，集成度高，可靠性强。本实用新型图传通信数据链能够高效、稳定地传输数据和图像，尤其是抗干扰能力强，占用带宽较小，误码率低，并且系统的集成度较高，系统的运行效率高，设备的体积小。

进一步的，现有图传通信传输终端系统传输距离不远，针对此问题，本实用新型射频功放模块采用三级放大器级联的形式，从而保证信号经过空间衰减后仍有一定强度使接收端可以解调出数据，满足系统通信距离远的指标。

进一步的，基带处理器采用Z7系列FPGA，能实现GMSK(最小高斯频移键控)调制方式，信息速率高，进一步提高抗干扰能力强。

进一步的，图像编解码采用DM368硬件编解码，相比软解码，用时更短。

进一步的，图像处理模块的输入为CML接口，输出为VGA接口，即图像源为CML输入，图像输出为VGA输出，图像延时较短。

附图说明

图1为本实用新型的机载内部组框图；

图2为本实用新型的弹载内部组框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，所述是对本实用新型的解释而不是限定。

本实用新型所述的高速跳频图传通信传输终端，包括机载端和弹载端；机载端和弹载端均包括通信处理模块、图像处理模块、射频功放模块和天线。

通信处理模块包括基带处理器和射频捷变器，基带处理器采用Z7系列FPGA，既有可编程逻辑也集成双核A9架构的ARM处理器。射频捷变器采用AD9361，能够进行高速跳频无线通信，集成AD、DA、PLL、正交调制器、滤波器，可实现由基带到射频和射频到基带的转换，集成度高，可靠性强。

采用基于GMSK(最小高斯频移键控)调制方式的高速跳频通信系统，信息速率高，系统的抗干扰能力强。

为了满足系统通信距离较远的指标，射频功放模块采用三级放大器级联的形式，放大管分别采用AVAGO的MGA-30989、RFMD的SZA5044Z和CREE的CGH40010F，第一级放大管将输入的功率由0dBm放大到约18dBm，第二级放大管放大至31dBm，第三级放大管放大至41dBm后输出，从而保证信号经过空间衰减后仍有一定强度使接收端可以解调出数据。同时射频功放模块还加上了低通滤波器为MINI-CIRCUITS的LFCN-5500，主要是对输入及输出信号进行谐杂波抑制，增强系统的抗干扰能力。

图像编解码采用DM368进行图像的硬件编解码，编码方式为H264，图像分辨率为640*480，25fps，相比软解码，用时更短。

图像处理模块的输入为CML接口，输出为VGA接口。图像源为CML输入，图像输出为VGA输出，图像延时较短。

上行指令接口采用RS422差分接口，上行指令重复传输三次，保证指令信息的准确性、可靠性。

本实用新型系统采用TDD通信体制，根据系统要求和应用环境，采用GMSK调制方式，MSK信号调制方式具有恒定包络、相位连续、功率谱密度集中等特性，其具备较好的频谱利用率和误码性能，MSK信号经过高斯成型滤波以后功率谱更加集中，频带利用率更高，信源数据经过turbo编码和扩频，使系统具有更好的抗干扰和抗截获能力，并且系统还能随机改变通信频点，进一步增强系统的抗扰能力。

如图1所示，为机载内部组框图，机载端各部件功能如下：

天线，用于接收信号；

射频功放模块，用于将天线接收的信号进行放大和滤波，然后发送至通信处理模块；

通信处理模块，用于接收射频功放模块发送的信号并进行调制解调，然后将解调出的图像数据发送至图像处理模块；

图像处理模块，用于接收通信处理模块发送的图像数据并进行解码，然后将图像输出到显示器；

如图2所示，为弹载内部组框图，弹载端各部件功能如下：

天线，用于发射信号；

射频功放模块，用于接收通信处理模块发送的基带信号并传输至天线；

通信处理模块，用于接收图像处理模块编码完以后的图像数据，调制成基带信号发送至射频功放模块；

图像处理模块，用于采集摄像头的图像数据，将图像数据进行编码后发送至通信处理模块。

机载端的图像接收链路：天线接收到信号，将信号放大，信号进入射频功放模块，进一步将信号放大送到通信处理模块，通信处理模块将信号处理解调出有效数据，并将有效数分离出串口数据和图像数据，图像处理模块将图像数据解码并且将图像输出到显示器上。

弹载端的图像发射链路：图像处理模块采集摄像头的图像，并将图像数据进行编码，通信处理模块将编码完以后的数据处理调制成基带信号，送到射频功放模块进行放大，放到以后的信号通过天线辐射到空间链路。

系统的工作流程为：系统上电后即开始工作，机载端先发送入网信息和时元、时帧、时隙信息，弹载接收到机载发送的信息并且CRC校验正确以后才开始发送数据，在发送数据的过程中会不断地调整时元、时帧、时隙信息，确保机载和弹载的时隙保持同步。弹载将图像数据和串口数据组帧后发出，机载接收到数据以后解帧分离出串口数据和图像数据，并将图像数据处理后通过VGA接口输出到显示器，机载发送控制指令到弹载，为保证指令的正确可靠，机载会重复三次发送相同的指令，只要有一包正确即可。

系统的上行图像业务带宽：≥2.5Mbps(压缩后)，上传数据业务带宽：≥250kbps(无压缩)，下传数据业务带宽：≥50kbps(无压缩)，数据传输误码率≤10^-6，传输距离大于40km。

跳频频点分布范围从4.41GHz～4.94GHz共55个频点，由于系统采用TDD通信体制，通信周期为10ms，弹载在一个周期内发送30包数据，每3包数据更换一个频点，总共改变10次，1秒之内更改1000次频点，频点控制字改变通过ARM实现，在每个10ms周期内，ARM会给PL的RAM写入10个频点，PL依次从RAM中读取10个频点并且通过重新配置AD9361，使AD9361的本振频率按照写入的频点改变，弹载接收频点为PL的RAM中第一个地址的值，和机载发射频点对应；机载到弹载的跳频模式类似，机载ARM给机载的PL的RAM写入和弹载相同的频点，机载发送频点为RAM第一个地址中的值，在一个10ms周期内不发生改变，接收频点会随着弹载发送频点的改变而改变，

本实用新型具有较好的通信误码性能、和抗多普勒频偏的特性，跳频频点多，抗干扰能力强。

产品在静态环境中试验，弹载和机载模块采用射频线进行连接，中间接入可调衰减器，通过调节可调衰减器，来模拟空间衰减，通过公式换算可以在较远距离实现数据通信和图像传输。

产品在动态环境中通信试验，弹载和机载通信模块通过天线进行无线通信，拉开两者的距离，系统也可以实现稳定可靠的数据通信和图像传输。

Claims (6)

1.一种高速跳频图传通信传输终端，其特征在于，包括通信处理模块、图像处理模块、射频功放模块和天线；通信处理模块包括基带处理器和射频捷变器；射频捷变器采用AD9361；射频功放模块包括低通滤波器为MINI-CIRCUITS的LFCN-5500；

天线，用于接收或发射信号；

射频功放模块，用于将天线接收的信号进行放大和滤波，然后发送至通信处理模块；或者，接收通信处理模块发送的基带信号并传输至天线；

通信处理模块，用于接收射频功放模块发送的信号并进行调制解调，然后将解调出的图像数据发送至图像处理模块；或者，接收图像处理模块编码完以后的图像数据，调制成基带信号发送至射频功放模块；

图像处理模块，用于接收通信处理模块发送的图像数据并进行编解码，然后将图像输出到显示器；或者，采集摄像头的图像数据，将图像数据进行编码后发送至通信处理模块。

2.根据权利要求1所述的高速跳频图传通信传输终端，其特征在于，射频功放模块采用三级放大器级联的形式。

3.根据权利要求2所述的高速跳频图传通信传输终端，其特征在于，第一级放大器、第二级放大器、第三级放大器的放大管分别采用AVAGO的MGA-30989、RFMD的SZA5044Z和CREE的CGH40010F。

4.根据权利要求1所述的高速跳频图传通信传输终端，其特征在于，基带处理器采用Z7系列FPGA。

5.根据权利要求1所述的高速跳频图传通信传输终端，其特征在于，图像处理模块采用DM368。

6.根据权利要求1所述的高速跳频图传通信传输终端，其特征在于，图像处理模块的输入为CML接口，输出为VGA接口。