CN211701976U - 一种空管应答机信号源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种空管应答机信号源，包括本振模块和射频模块，所述本振模块连接有主控单元，所述主控单元用于调节本振模块的输出频率，本振模块和射频模块之间连接有混频器，所述混频器用于对射频信号进行调制，混频器的输出端连接有输出模块，所述主控单元连接有通信单元，所述通信单元连接有上位机。本实用新型基于ADF4350芯片由无源混频器进行射频信号调制，使射频信号输出频率保持在1030±1KHz，简化了电路结构，同时相位噪音低、线性度高，操作便捷。
Description
技术领域
本实用新型涉及无线通信领域，尤其涉及一种空管应答机信号源。
背景技术
应答机是在收到无线电询问信号时，能够自动对信号做出回应的电子设备。飞机在起飞时，航空管制员会给每驾飞机分配相应的应答机代码(或称为编码)，飞行员将应答机代码输入到应答机控制面板，地面控制中心的雷达屏幕上就会显示飞机身份。供航空管制员监看飞机的飞行。
应答机在使用时发出或接受射频信号依托于应答机信号源，随着应答机的广泛应用，应答机的维修及检测作业任务量繁重，其中信号源频率作为一项重要指标，需要对其进行频繁维护及检测，现有信号源内部电路结构复杂，导致维护作业繁琐。
发明内容
本实用新型为解决现有空管应答机信号源电路结构复杂日常检修不便的问题，提供了一种空管应答机信号源，基于ADF4350芯片由无源混频器进行射频信号调制，使射频信号输出频率保持在1030±1KHz，简化了电路结构，同时相位噪音低、线性度高，操作便捷。
为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：
一种空管应答机信号源，包括本振模块和射频模块，所述本振模块连接有主控单元，所述主控单元用于调节本振模块的输出频率，本振模块和射频模块之间连接有混频器，所述混频器用于对射频信号进行调制，混频器的输出端连接有输出模块，所述主控单元连接有通信单元，所述通信单元连接有上位机。
进一步地，所述主控单元包括单片机，所述本振模块包括ADF4350芯片，所述ADF4350芯片连接有滤波电路，ADF4350芯片的CLK、DATA、LE和MUCOUT引脚与分别与单片机的AD、CLKO、TXD和CLKO引脚连接，ADF4350芯片的REFIN引脚连接有晶振、RFOUTA+和RFOUTA-引脚与混频器的LO引脚连接，为混频器提供本振信号。
进一步地，所述射频模块输出端与混频器的射频输入端连接，为混频器提供射频信号，所述混频器为无源混频器，混频器的输出端连接有衰减器，混频器经衰减器连接有放大电路，所述放大电路另一端与输出模块连接。
进一步地，所述输出模块包括HMC8038芯片，HMC8038芯片的RFC引脚与放大电路的输出端连接，HMC8038芯片的RF2引脚为信号源输出端、VCTL引脚连接通信单元。
进一步地，所述通信单元包括RS-232通信模块，所述RS-232通信模块包括DB9连接器和MAX3232芯片，所述MAX3232芯片的一端与单片机连接另一端经DB9连接器连接上位机，所述DB9连接器的5脚连接HMC8038芯片的VCTL引脚。
进一步地，所述通信单元连接有电源电路，所述电源电路为信号源供电，电源电路包括稳压芯片和电压调节芯片，上位机输出电压经DB9连接器至稳压芯片由电压调节芯片输出为元件供电。
通过上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
本实用新型设置有本振模块和射频模块，所述本振模块连接有主控单元，所述主控单元用于调节本振模块的输出频率，本振模块和射频模块之间连接有混频器，所述混频器用于对射频信号进行调制，混频器的输出端连接有输出模块，所述主控单元连接有通信单元，所述通信单元连接有上位机。
操作时，上位机通过AM调制，单片机以SPI形式将配置指令发送至本振模块对本振模块输出频率进行调节，同时射频模块输入调制信号进入混频器，混频器将射频信号与本振产生的信号相乘输出，经输出模块将输出频率保持在1030±1KHz，为应答机提供信号。电路内部结构简单，采用嵌入式系统，方便检修和电气元件更换。
附图说明
图1是本实用新型一种空管应答机信号源的电气原理图之一。
图2是本实用新型一种空管应答机信号源的电气原理图之二。
图3是本实用新型一种空管应答机信号源的输出频率及相位噪声测量图。
图4是本实用新型一种空管应答机信号源的输出功率电平检测图。
图5是本实用新型一种空管应答机信号源的脉冲调制频谱图。
附图标号为：1为本振模块，2为射频模块，3为主控单元，4为混频器，5为输出模块，6为通信单元，7为衰减器，8为放大电路。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细描述：
如图1~5所示，一种空管应答机信号源，包括本振模块1和射频模块2，所述本振模块1连接有主控单元3，所述主控单元3用于调节本振模块1的输出频率，本振模块1和射频模块2之间连接有混频器4，所述混频器4用于对射频信号进行调制，混频器4的输出端连接有输出模块5，所述主控单元3连接有通信单元6，所述通信单元6连接有上位机。
为优化内部电路结构，所述主控单元3包括单片机，所述本振模块1包括ADF4350芯片，所述ADF4350芯片连接有滤波电路，ADF4350芯片的CLK、DATA、LE和MUCOUT引脚与分别与单片机的AD、CLKO、TXD和CLKO引脚连接，ADF4350芯片的REFIN引脚连接有晶振、RFOUTA+和RFOUTA-引脚与混频器4的LO引脚连接，为混频器4提供本振信号。
在本实施例中所述单片机采用STC15W4K60S4_LQFP44芯片。
具体的单片机的P03~P06引脚分别与ADF4350芯片的LE、DATA、CLK和MUCOUT引脚连接，所述晶振频率为10MHz。
为使输出射频信号频率达到空管应答机使用要求，所述射频模块2输出端与混频器4的射频输入端连接，为混频器4提供射频信号，所述混频器4为无源混频器4，混频器4的输出端连接有衰减器7，混频器4经衰减器7连接有放大电路8，所述放大电路8另一端与输出模块5连接。
如图2所示，所述无源混频器4的引脚3经衰减器7连接放大电路8，所述放大电路8包括放大器，所述放大器型号为TQP3M9009射频低噪放大器。
为优化产品结构，所述输出模块5包括HMC8038芯片，HMC8038芯片的RFC引脚与放大电路8的输出端连接，HMC8038芯片的RF2引脚为信号源输出端、VCTL引脚连接通信单元6。所述通信单元6包括RS-232通信模块，所述RS-232通信模块包括DB9连接器和MAX3232芯片，所述MAX3232芯片的一端与单片机连接另一端经DB9连接器连接上位机，所述DB9连接器的5脚连接HMC8038芯片的VCTL引脚。
具体的所述单片机的P30和P31引脚分别与MAX3232芯片的R1OUT和T1IN引脚连接进行数据通信；
HMC8038芯片为单刀双掷模拟开关，HMC8038芯片的RF2引脚通断状态与VCTL引脚和EN引脚的输入电平有关，根据真值表，当VCTL引脚和EN引脚同为低电平时，RF2引脚与RFC引脚接通输出射频信号。
为优化产品结构，所述通信单元6连接有电源电路，所述电源电路为信号源供电，电源电路包括稳压芯片和电压调节芯片；上位机输出电压经DB9的1脚和6脚流至稳压芯片，所述稳压芯片为LM78XX，稳压芯片将电压调节至DC5V，在由调节芯片降压至DC3.3V为各电器元件供电，所述调节芯片型号为XC6219B332。
使用时通过上位机发出频率调节指令，单片机根据写入算法对本振模块1频率进行调节，射频调制信号由射频模块2发送至混频器4，混频器4根据射频信号和本振信号自动持续输出射频信号为空管应答机使用。
经检验空管应答机信号源输出频率参数如下：
如图3所示，输出频率为1030±1KHz；
相位噪声为-108dBm/Hz@100KHz。
如图4所示，射频电平-10±1dBm@50Ω，实测电平-9.82dBm。
以上所述之实施例，只是本实用新型的较佳实施例而已，并非限制本实用新型的实施范围，故凡依本实用新型专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本实用新型申请专利范围内。
Claims (6)
1.一种空管应答机信号源，包括本振模块（1）和射频模块（2），其特征在于，所述本振模块（1）连接有主控单元（3），所述主控单元（3）用于调节本振模块（1）的输出频率，本振模块（1）和射频模块（2）之间连接有混频器（4），所述混频器（4）用于对射频信号进行调制，混频器（4）的输出端连接有输出模块（5），所述主控单元（3）连接有通信单元（6），所述通信单元（6）连接有上位机。
2.根据权利要求1所述的一种空管应答机信号源，其特征在于，所述主控单元（3）包括单片机，所述本振模块（1）包括ADF4350芯片，所述ADF4350芯片连接有滤波电路，ADF4350芯片的CLK、DATA、LE和MUCOUT引脚与分别与单片机的AD、CLKO、TXD和CLKO引脚连接，ADF4350芯片的REFIN引脚连接有晶振、RFOUTA+和RFOUTA-引脚与混频器（4）的LO引脚连接，为混频器（4）提供本振信号。
3.根据权利要求2所述的一种空管应答机信号源，其特征在于，所述射频模块（2）输出端与混频器（4）的射频输入端连接，为混频器（4）提供射频信号，所述混频器（4）为无源混频器，混频器（4）的输出端连接有衰减器（7），混频器（4）经衰减器（7）连接有放大电路（8），所述放大电路（8）另一端与输出模块（5）连接。
4.根据权利要求3所述的一种空管应答机信号源，其特征在于，所述输出模块（5）包括HMC8038芯片，HMC8038芯片的RFC引脚与放大电路（8）的输出端连接，HMC8038芯片的RF2引脚为信号源输出端、VCTL引脚连接通信单元（6）。
5.根据权利要求4所述的一种空管应答机信号源，其特征在于，所述通信单元（6）包括RS-232通信模块，所述RS-232通信模块包括DB9连接器和MAX3232芯片，所述MAX3232芯片的一端与单片机连接另一端经DB9连接器连接上位机，所述DB9连接器的5脚连接HMC8038芯片的VCTL引脚。
6.根据权利要求5所述的一种空管应答机信号源，其特征在于，所述通信单元（6）连接有电源电路，所述电源电路为信号源供电，电源电路包括稳压芯片和电压调节芯片，上位机输出电压经DB9连接器至稳压芯片由电压调节芯片输出为元件供电。
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2020
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