CN213210479U - 基于罗兰c信号的耦合器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于罗兰C信号的耦合器，包括限幅模块、滤波模块、放大模块、阻抗匹配模块和直流电压提取模块，其中：放大模块包括两个输入端和一个输出端，限幅模块设置在耦合器的输入端，并且限幅模块通过滤波模块与放大模块的第一输入端电连接，放大模块的输出端与阻抗匹配模块的输入端电连接，阻抗匹配模块的输出端与耦合器的输出端电连接，阻抗匹配模块的输出端还通过直流电压提取模块与放大模块的第二输入端电连接。实施本实用新型，有利于实现从天线端到罗兰C信号接收设备之间的传播信号的稳定性，从而有利于罗兰C系统的稳定性，进而有利于罗兰C系统的推广应用。

Description

基于罗兰C信号的耦合器

技术领域

本实用新型涉及导航系统的技术领域，尤其涉及一种基于罗兰C信号的耦合器。

背景技术

罗兰C信号载波频率100KHz，信号频率较低，属于长波范围，一般通过单端的鞭状天线或磁棒天线，接收空间辐射过来的电场或磁场信号。天线安装在室外空旷位置，离罗兰C接收设备有一定距离。为了将天线端所接收到的信号传输到罗兰C接收设备，需要对天线端输入的罗兰C信号进行处理。可见，上述提到的天线端输入的罗兰C信号进行处理的装置的运行可靠性，将影响着罗兰C接收设备的输入信号的稳定性，从而影响整个罗兰C系统的运行稳定性。因此，开发出一款能够可靠地处理天线端输入的罗兰C信号的装置，是十分必要的。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种基于罗兰C信号的耦合器，能够可靠地对天线端输入的罗兰C信号进行处理

本实用新型公开的一种基于罗兰C信号的耦合器，包括限幅模块、滤波模块、放大模块、阻抗匹配模块和直流电压提取模块，其中：

所述放大模块包括两个输入端和一个输出端，

所述限幅模块设置在所述耦合器的输入端，并且所述限幅模块通过所述滤波模块与所述放大模块的第一输入端电连接，

所述放大模块的输出端与所述阻抗匹配模块的输入端电连接，

所述阻抗匹配模块的输出端与所述耦合器的输出端电连接，

所述阻抗匹配模块的输出端还通过所述直流电压提取模块与所述放大模块的第二输入端电连接。

作为一种可选的实施方式，在本实用新型中，所述限幅模块包括电连接的第一开关电路和第二开关电路，其中：

所述第一开关电路包括第一高速开关二极管和第二高速开关二极管，所述第一高速开关二极管的阳极与所述限幅模块的输入端电连接，所述第一高速开关二极管的阴极与所述第二高速开关二极管的阳极电连接，所述第二高速开关二极管的阴极接地，

所述第二开关电路包括第三高速开关二极管和第四高速开关二极管，所述第三高速开关二极管的阴极与所述第二高速开关二极管的阳极电连接，所述第三高速开关二极管的阳极与所述第四高速开关二极管的阴极电连接，所述第四高速开关二极管的阳极接地。

作为一种可选的实施方式，在本实用新型中，所述限幅模块包括限流滤波电路，所述限流滤波电路连接在所述限幅模块的输入端和所述第一开关电路之间，所述限流滤波电路包括第一电容、第一电阻和第一电感，其中：

所述第一电容的一端与所述限幅模块的输入端电连接，所述第一电容的另一端接地，

所述第一电阻的一端与所述限幅模块的输入端电连接，所述第一电阻的另一端通过所述第一电感，与所述第一高速开关二极管的阳极电连接。

作为一种可选的实施方式，在本实用新型中，所述滤波模块包括第一LC滤波电路、第二LC滤波电路和第三LC滤波电路，其中：

所述第一LC滤波电路的一端接地，所述第一LC滤波电路的另一端与所述第二LC滤波电路的一端电连接，所述第二LC滤波电路的另一端与第三LC滤波电路的一端电连接，所述第三LC滤波电路另一端接地，其中：

所述第一LC滤波电路包括并联的第二电感和第二电容，

所述第二LC滤波电路包括串联的第三电感和第三电容，

所述第三LC滤波电路包括并联的第四电感和第四电容。

作为一种可选的实施方式，在本实用新型中，所述放大模块包括NPN型场效应管，所述放大模块还包括分别连接在所述NPN型场效应管的栅极和所述NPN型场效应管的源极的电阻。

作为一种可选的实施方式，在本实用新型中，所述连接在所述NPN型场效应管的栅极的电阻包括第二电阻、第三电阻和第四电阻，所述连接所述NPN型场效应管的源极的电阻包括第五电阻，其中：

所述第二电阻的一端、所述第三电阻的一端和所述第四电阻的一端分别与在所述NPN型场效应管的栅极电连接，所述第二电阻的另一端、所述第三电阻的另一端和所述第四电阻的另一端分别接地，

所述第五电阻的一端与所述NPN场效应管的源极电连接，所述第五电阻的另一端接地。

作为一种可选的实施方式，在本实用新型中，所述放大模块还包括第五电容，其中：

所述第四电阻通过所述第五电容与所述NPN型场效应管的栅极电连接。

作为一种可选的实施方式，在本实用新型中，所述阻抗匹配模块包括变压器，所述NPN型场效应管的漏极与所述变压器的输入端电连接。

作为一种可选的实施方式，在本实用新型中，所述直流电压提取模块包括若干个并联的电容，所述若干个并联的电容与所述变压器的输入端电连接。

作为一种可选的实施方式，在本实用新型中，所述直流电压提取模块还包括第五电感，所述第五电感的一端与所述变压器的输出端电连接，所述第五电感的另一端与所述耦合器的输出端电连接。

与现有技术相比，本实用新型实施例具有以下有益效果：

本实用新型实施例的一种基于罗兰C信号的耦合器，将从天线端输入的罗兰C信号经过限幅模块、滤波模块、放大模块、阻抗匹配模块和直流电压提取模块的处理，能够对罗兰C接收设备传输稳定、可靠的罗兰C信号，有利于实现从天线端到罗兰C信号接收设备之间的传播信号的稳定性，从而有利于罗兰C系统的稳定性，进而有利于罗兰C系统的推广应用。

附图说明

图1是本实用新型实施例的一种基于罗兰C信号的耦合器的结构示意图；

图2是图1本实用新型实施例的基于罗兰C信号的耦合器的电路原理图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。

本实用新型实施例的一种基于罗兰C信号的耦合器，如图1所示，包括限幅模块、滤波模块、放大模块、阻抗匹配模块和直流电压提取模块，其中：

放大模块包括两个输入端和一个输出端，

限幅模块设置在耦合器的输入端，并且限幅模块通过滤波模块与放大模块的第一输入端电连接，

放大模块的输出端与阻抗匹配模块的输入端电连接，

阻抗匹配模块的输出端与耦合器的输出端电连接，

阻抗匹配模块的输出端还通过直流电压提取模块与放大模块的第二输入端电连接。

本实用新型实施例中，天线端的罗兰C信号从该耦合器的输入端输入，并经过该耦合器处理后，由该耦合器的输出端输出至罗兰C接收设备。具体地，天线端的罗兰C信号依次经过耦合器的限幅模块、滤波模块、放大模块和阻抗匹配模块，依次进行限幅处理、滤波处理、放大处理以及阻抗匹配处理。在阻抗匹配模块的输出端，信号将分成两路，其中一路信号通过直流电压提取模块，并将该路信号的直流电压反馈至放大模块，可选的，该路信号的直流电压可以是12V的直流电压，即该路信号为12V直流电压馈电信号；另一路信号则传输至罗兰C接收设备，该路信号包括直流电压馈电信号和从天线端接收到的罗兰C信号，可选的，该路信号包括12V直流电馈电信号和从天线端接收到的罗兰C信号。

可见，本实用新型实施例的一种基于罗兰C信号的耦合器，将从天线端输入的罗兰C信号经过限幅模块、滤波模块、放大模块、阻抗匹配模块和直流电压提取模块的处理，能够对罗兰C接收设备传输稳定、可靠的罗兰C信号，有利于实现从天线端到罗兰C信号接收设备之间的传播信号的稳定性，从而有利于罗兰C系统的稳定性，进而有利于罗兰C系统的推广应用。

在本实用新型的一些实施例中，限幅模块包括电连接的第一开关电路和第二开关电路，如图2所示，其中：

第一开关电路包括第一高速开关二极管V1和第二高速开关二极管V2，第一高速开关二极管V1的阳极与限幅模块的输入端电连接，第一高速开关二极管V1的阴极与第二高速开关二极管V2的阳极电连接，第二高速开关二极管V2的阴极接地，

第二开关电路包括第三高速开关二极管V3和第四高速开关二极管V4，第三高速开关二极管V3的阴极与第二高速开关二极管V2的阳极电连接，第三高速开关二极管V3的阳极与第四高速开关二极管V4的阴极电连接，第四高速开关二极管V4的阳极接地。

可见，该实施例中，能够将该耦合器的输入端的电压限制为高速开关二极管的PN节的导通电压，有利于该耦合器的输入端电压的稳定性，并且，当该耦合器的输入端的电压高于速开关二极管的PN节的导通电压，将使得高速开关二极管被击穿，特别地，当天线附近有强干扰源或者遇到强雷电天气时，天线端可能耦合较强电压，从而使得该限幅模块断路，有利于保护该耦合器的其他模块。

在该实施例中，可选的，限幅模块包括限流滤波电路，限流滤波电路连接在限幅模块的输入端和第一开关电路之间，如图2所示，限流滤波电路包括第一电容C1、第一电阻R1和第一电感L1，其中：

第一电容C1的一端与限幅模块的输入端电连接，第一电容C1的另一端接地，

第一电阻R1的一端与限幅模块的输入端电连接，第一电阻R1的另一端通过第一电感L1，与第一高速开关二极管V1的阳极电连接。

该实施例中，限流滤波电路中，第一电阻的设置作用在于限流，第一电容和第一电感可以构成LC滤波电路，起到滤波作用，可见，这有利于对该耦合器的输入端进行限流、滤波处理。

在本实用新型的一些实施例中，滤波模块包括第一LC滤波电路、第二LC滤波电路和第三LC滤波电路，其中：

第一LC滤波电路的一端接地，第一LC滤波电路的另一端与第二LC滤波电路的一端电连接，第二LC滤波电路的另一端与第三LC滤波电路的一端电连接，第三LC滤波电路另一端接地，如图2所示，其中：

第一LC滤波电路包括并联的第二电感L2和第二电容C2，

第二LC滤波电路包括串联的第三电感L3和第三电容C3，

第三LC滤波电路包括并联的第四电感L4和第四电容C4。

由于罗兰C信号中心频率为100KHz，90％的信号能量集中在90KHz—110KHz之间，为了减少带外干扰，可以对经由限幅模块输入的信号进行带通滤波。可见，第一LC滤波电路、第二LC滤波电路和第三LC滤波电路之间，可以组成一个可靠的滤波器组，有利于对由限幅模块输入的信号进行带通滤波。

在本实用新型的一些实施例中，放大模块包括NPN型场效应管，放大模块还包括分别连接在NPN型场效应管的栅极和NPN型场效应管的源极的电阻。

可见，该实施例中，NPN型场效应管的设置，能够对经过滤波模块处理后的信号进行放大处理，其中，放大倍数和直流工作点，可以通过与该NPN型场效应管连接的电阻进行配置。

在该实施例中，可选的，如图2所示，连接在NPN型场效应管V5的栅极的电阻包括第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4，连接NPN型场效应管V5的源极的电阻包括第五电阻R5，其中：

第二电阻R2的一端、第三电阻R3的一端和第四电阻R4的一端分别与在NPN型场效应管V5的栅极电连接，第二电阻R2的另一端、第三电阻R3的另一端和第四电阻R4的另一端分别接地，

第五电阻R5的一端与NPN型场效应管V5的源极电连接，第五电阻R5的另一端接地。

可见，该实施例中，通过第二电阻、第三电阻、第四电阻和第五电阻配置该放大模块的放大倍数和直流工作点。

在该实施例中，进一步可选的，如图2所示，放大模块还包括第五电容C5，其中：

第四电阻R4通过第五电容C5与NPN型场效应管V5的栅极电连接。

可见，该实施例中，通过设置第五电容，可以对输入NPN型场效应管的栅极的信号进行滤波处理。

在该实施例中，可选的，如图2所示，阻抗匹配模块包括变压器T1，NPN型场效应管V5的漏极与变压器T1的输入端电连接。通过设置变压器，可以将该耦合器的输出信号的阻抗进行变换之后，能够使得该输出信号在同轴电缆上传输。进一步的，可以选用一个24:1的线圈绕组比的变压器，使得该输出信号的阻抗变换到50Ω之后，再通过同轴电缆向罗兰C信号接收设备传输。又进一步的，与该耦合器连接的罗兰C信号接收设备也相应地度信号进行50Ω的阻抗匹配，以获得更佳的信号传输效率。

在本实用新型的一些实施例中，所直流电压提取模块包括若干个并联的电容，若干个并联的电容与变压器的输入端电连接。若干个并联的电容可以对变压器的输入端的直流电压进行滤波处理。

在该实施例中，可选的，如图2所示，直流电压提取模块还包括第五电感L5，第五电感L5的一端与变压器T1的输出端电连接，第五电感L5的另一端与耦合器的输出端电连接。第五电感的作用在于隔交通直(即阻隔交流信号，流通直流信号)。进一步可选的，当变压器的输出端的直流电压12V时，可以使得与该耦合器连接的传输电缆馈电电压为12V。

最后应说明的是：本实用新型实施例公开的一种基于罗兰C信号的耦合器所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已，仅用于说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述的实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应的技术方案的本质脱离本实用新型的实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种基于罗兰C信号的耦合器，其特征在于，包括限幅模块、滤波模块、放大模块、阻抗匹配模块和直流电压提取模块，其中：

所述放大模块包括两个输入端和一个输出端，

所述限幅模块设置在所述耦合器的输入端，并且所述限幅模块通过所述滤波模块与所述放大模块的第一输入端电连接，

所述放大模块的输出端与所述阻抗匹配模块的输入端电连接，

所述阻抗匹配模块的输出端与所述耦合器的输出端电连接，

所述阻抗匹配模块的输出端还通过所述直流电压提取模块与所述放大模块的第二输入端电连接。

2.根据权利要求1所述的基于罗兰C信号的耦合器，其特征在于，所述限幅模块包括电连接的第一开关电路和第二开关电路，其中：

所述第一开关电路包括第一高速开关二极管和第二高速开关二极管，所述第一高速开关二极管的阳极与所述限幅模块的输入端电连接，所述第一高速开关二极管的阴极与所述第二高速开关二极管的阳极电连接，所述第二高速开关二极管的阴极接地，

所述第二开关电路包括第三高速开关二极管和第四高速开关二极管，所述第三高速开关二极管的阴极与所述第二高速开关二极管的阳极电连接，所述第三高速开关二极管的阳极与所述第四高速开关二极管的阴极电连接，所述第四高速开关二极管的阳极接地。

3.根据权利要求2所述的基于罗兰C信号的耦合器，其特征在于，所述限幅模块包括限流滤波电路，所述限流滤波电路连接在所述限幅模块的输入端和所述第一开关电路之间，所述限流滤波电路包括第一电容、第一电阻和第一电感，其中：

所述第一电容的一端与所述限幅模块的输入端电连接，所述第一电容的另一端接地，

所述第一电阻的一端与所述限幅模块的输入端电连接，所述第一电阻的另一端通过所述第一电感，与所述第一高速开关二极管的阳极电连接。

4.根据权利要求1所述的基于罗兰C信号的耦合器，其特征在于，所述滤波模块包括第一LC滤波电路、第二LC滤波电路和第三LC滤波电路，其中：

所述第一LC滤波电路的一端接地，所述第一LC滤波电路的另一端与所述第二LC滤波电路的一端电连接，所述第二LC滤波电路的另一端与第三LC滤波电路的一端电连接，所述第三LC滤波电路另一端接地，其中：

所述第一LC滤波电路包括并联的第二电感和第二电容，

所述第二LC滤波电路包括串联的第三电感和第三电容，

所述第三LC滤波电路包括并联的第四电感和第四电容。

5.根据权利要求1所述的基于罗兰C信号的耦合器，其特征在于，所述放大模块包括NPN型场效应管，所述放大模块还包括分别连接在所述NPN型场效应管的栅极和所述NPN型场效应管的源极的电阻。

6.根据权利要求5所述的基于罗兰C信号的耦合器，其特征在于，所述连接在所述NPN型场效应管的栅极的电阻包括第二电阻、第三电阻和第四电阻，所述连接所述NPN型场效应管的源极的电阻包括第五电阻，其中：

所述第二电阻的一端、所述第三电阻的一端和所述第四电阻的一端分别与在所述NPN型场效应管的栅极电连接，所述第二电阻的另一端、所述第三电阻的另一端和所述第四电阻的另一端分别接地，

所述第五电阻的一端与所述NPN型场效应管的源极电连接，所述第五电阻的另一端接地。

7.根据权利要求6所述的基于罗兰C信号的耦合器，其特征在于，所述放大模块还包括第五电容，其中：

所述第四电阻通过所述第五电容与所述NPN型场效应管的栅极电连接。

8.根据权利要求5所述的基于罗兰C信号的耦合器，其特征在于，所述阻抗匹配模块包括变压器，所述NPN型场效应管的漏极与所述变压器的输入端电连接。

9.根据权利要求8所述的基于罗兰C信号的耦合器，其特征在于，所述直流电压提取模块包括若干个并联的电容，所述若干个并联的电容与所述变压器的输入端电连接。

10.根据权利要求9所述的基于罗兰C信号的耦合器，其特征在于，所述直流电压提取模块还包括第五电感，所述第五电感的一端与所述变压器的输出端电连接，所述第五电感的另一端与所述耦合器的输出端电连接。

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