CN213661627U

CN213661627U - 一种零损耗的中频切换器

Info

Publication number: CN213661627U
Application number: CN202022949522.XU
Authority: CN
Inventors: 吴航川; 刘捷; 汤善东; 朱庆浩; 沈金海; 裴道鹰; 徐福; 王喜; 郑成辉; 赖海光; 魏武
Original assignee: Nanjing Com Wave Communication Technology Co ltd
Current assignee: Nanjing Com Wave Communication Technology Co ltd
Priority date: 2020-12-08
Filing date: 2020-12-08
Publication date: 2021-07-09
Anticipated expiration: 2030-12-08

Abstract

本实用新型公开了一种零损耗的中频切换器，包括：主设备终端、切换器、备份终端，所述主设备终端通过射频出入端对主终端设备的射频出入接口进行控制；所述切换器由控制模块、单片机、切换模块构成，所述控制模块对射频出接口信号进行调整，并将调整信号反馈给所述单片机；接收所述单片机信号控制主设备终端和备份终端设备射频出接口的关断；所述单片机对主设备终端和备份终端设备之间进行数据交换；所述切换模块根据单片机信号对主设备终端和备份终端设备网口的切换，保障控制网口和业务网口的正常使用；所述备份终端通过串口控制数据之间的数据交互；本实用新型通过零损耗的中频切换器实现调制解调器的冗余切换。

Description

一种零损耗的中频切换器

技术领域

本实用新型涉及一种卫星通信技术，尤其是一种零损耗的中频切换器。

背景技术

随着卫星通信技术的快速发展，人们对信息传输质量的要求越来越高，卫星通信系统信息传输距离远，信道环境恶劣、信噪比波动大、影响信道均衡的效果，降低调制信号模式识别的准确率，目前市场上大部分的卫星调制解调器不具备1：1冗余备份功能，为了实现卫星调制解调器的1：1冗余备份功能，需要添加中频切换器，中频切换器的设计难点在于既要支持自动切换和手动切换，又要保证信号的零损耗。

因此，根据上述出现的问题，设计了一种零损耗的中频切换器，以解决上述问题。

实用新型内容

实用新型目的：提供一种零损耗的中频切换器，以解决现有技术存在的上述问题。

技术方案：一种零损耗的中频切换器，包括：包括：主设备终端、切换器、备份终端，所述主设备终端通过射频出入端对主终端设备的射频出入接口进行控制；

所述切换器由控制模块、单片机、切换模块构成，所述控制模块对射频出接口信号进行调整，并将调整信号反馈给所述单片机；接收所述单片机信号控制主设备终端和备份终端设备射频出接口的关断；所述单片机对主设备终端和备份终端设备之间进行数据交换；所述切换模块根据单片机信号对主设备终端和备份终端设备网口的切换，保障控制网口和业务网口的正常使用；所述切换器和主设备终端的连接方式与切换器和备份终端的连接方式相同；所述主设备终端输出端通过RF OUT1射频输出与切换器输入端连接；所述主设备终端输入端通过RF IN1射频输入与切换器输出端连接；所述主设备终端输出端通过串口1与切换器输入端连接；所述主设备终端输入端通过串口1与切换器输出端连接；所述主设备终端输出端通过4个控制网口1与切换器输入端连接。

在进一步的实施例中，所述切换器输入端通过RF OUT2射频输出与备份终端输出端连接；所述切换器输出端通过RF IN2射频输入与备份终端输入端连接；所述切换器输入端通过串口2与备份终端输出端连接；所述切换器输出端通过串口2与备份终端输入端连接；所述切换器输入端通过4个控制网口3与备份终端输出端连接；所述切换器还包括RFOUT3射频输出端、RF IN3射频输入端、4个控制网口2；所述RF OUT3射频输出端与控制模块连接；所述RF IN3射频输入端与控制模块连接；所述4个控制网口2均与切换模块输出端连接；所述切换模块输入端通过串口4与单片机输出端连接；所述切换模块输出端通过串口4与单片机输入端连接；所述单片机输入端通过串口3与控制模块输出端连接；所述单片机输出端通过串口3与控制模块输入端连接。

在进一步的实施例中，所述控制模块包括功分器1、功分器2、功分器3、功分器4、检测模块1、检测模块2、射频开关1、射频开关2、射频开关3、射频开关4、射频开关5、射频开关6、射频开关7、射频开关8、射频开关9、射频开关10、射频开关11、射频开关12、放大器1、放大器2，其中所述功分器1引脚2与TXIN1输入端连接；所述功分器1引脚1与检测模块1连接；所述检测模块1另一端与RS232接口连接；所述功分器1引脚3与射频开关1引脚2连接；所述射频开关1引脚1与GPIO接口连接；所述射频开关1引脚3与射频开关2引脚2连接；所述射频开关2引脚1与GPIO接口连接；所述射频开关2引脚3与功分器3引脚2连接；所述功分器3引脚1与放大器1引脚2连接；所述放大器1引脚1与SPI连接；所述放大器1引脚3分别与TXOUT输出端、射频开关6引脚2、GPIO接口、24V直流电源连接；所述射频开关6引脚1与GPIO接口连接；所述射频开关6引脚3与射频开关5引脚2连接；所述射频开关5引脚1与GPIO接口连接；所述射频开关5引脚3与10M带宽接口连接；所述功分器3引脚3与射频开关4引脚2连接；所述射频开关4引脚1与GPIO接口连接；所述射频开关4引脚3与射频开关3引脚2连接；所述射频开关3引脚1与GPIO接口连接；所述射频开关3引脚3与功分器2引脚2连接；所述功分器2引脚3与TXIN1输入端连接；所述功分器2引脚1与检测模块2一端连接；所述检测模块2另一端与RS232接口连接。

在进一步的实施例中，所述射频开关7引脚2与RXOUT1输出端连接；所述射频开关7引脚3与射频开关8引脚2连接；所述射频开关7引脚1与GPIO接口连接；所述射频开关8引脚1与GPIO接口连接；所述射频开关8引脚3与功分器4引脚2连接；所述功分器4引脚1与放大器2引脚2连接；所述放大器2引脚1与SPI连接；所述放大器2引脚3分别与RXIN输入端、射频开关12引脚2、I2C接口、12V直流电源连接；所述射频开关12引脚1与GPIO接口连接；所述射频开关12引脚3与射频开关11引脚2连接；所述射频开关11引脚1与GPIO接口连接；所述射频开关11引脚3与10M带宽接口连接；所述功分器4引脚3与射频开关10引脚2连接；所述射频开关10引脚1与GPIO接口连接；所述射频开关10引脚3与射频开关9引脚2连接；所述射频开关9引脚1与GPIO接口连接；所述射频开关9引脚3与RXOUT2输出端连接。

在进一步的实施例中，所述单片机包括13个GPIO接口、2个SPI接口、1个I2C接口、5个UART接口、1个8M带宽接口，1个JTAG接口，其中所述13个GPIO接口分别与射频开关1引脚1、射频开关2引脚1、射频开关3引脚1、射频开关4引脚1、射频开关5引脚1、射频开关6引脚1、射频开关7引脚1、射频开关8引脚1、射频开关9引脚1、射频开关10引脚1、射频开关11引脚1、射频开关12引脚1连接，其中1个GPIO接口均与放大器1引脚3、TXOUT输出端、射频开关6引脚2、GPIO接口、24V直流电源连接；所述2个SPI接口分别与放大器1引脚1、放大器2引脚1连接；所述1个I2C接口均与放大器2引脚3、RXIN输入端、射频开关12引脚2、I2C接口、12V直流电源连接。

在进一步的实施例中，所述单片机型号为STM32；所述切换器型号为CWTS101A；所述功分器1、所述功分器2、所述功分器3、所述功分器4型号均为GP2S+；所述射频开关1、所述射频开关2、所述射频开关3、所述射频开关4、所述射频开关5、所述射频开关6、所述射频开关7、所述射频开关8、所述射频开关9、所述射频开关10、所述射频开关11、所述射频开关12型号均为HMC349A；所述放大器1、所述放大器2型号均为HMC742A。

有益效果：本实用新型设计一种零损耗的中频切换器，通过中频切换器的转换实现卫星调制解调器的1：1冗余备份功能，进而支持自动和手动切换；通过在发通道上增加放大器，调整放大器的放大增益实现发通道的增益零进零出，在通过2个模拟开关实现信号70dB的通断比，并且通过stm32对中频馈电馈钟进行控制；通过零损耗的中频切换器实现调制解调器的冗余切换，再通过双路电源供应，当一路电源出现问题时，自动切换至另一路，保证终端设备的正常工作；切换器通过RS232串口和主备设备交互信息，切换器对主备设备的中频信号进行检测，如果主设备的中频信号出现异常，切换器会自动切到备用设备。

附图说明

图1是本实用新型模块分布图。

图2是本实用新型转换器分布图。

图3是本实用新型控制模块电路分布图。

具体实施方式

参见图1至图3所示，一种零损耗的中频切换器，包括：主设备终端、切换器、备份终端，所述主设备终端通过射频出入端对主终端设备的射频出入接口进行控制；所述切换器由控制模块、单片机、切换模块构成，所述控制模块对射频出接口信号进行调整，并将调整信号反馈给所述单片机；接收所述单片机信号控制主设备终端和备份终端设备射频出接口的关断；所述单片机对主设备终端和备份终端设备之间进行数据交换；所述切换模块根据单片机信号对主设备终端和备份终端设备网口的切换，保障控制网口和业务网口的正常使用；所述备份终端通过串口控制数据之间的数据交互。

所述控制模块包括功分器1、功分器2、功分器3、功分器4、检测模块1、检测模块2、射频开关1、射频开关2、射频开关3、射频开关4、射频开关5、射频开关6、射频开关7、射频开关8、射频开关9、射频开关10、射频开关11、射频开关12、放大器1、放大器2。

所述控制模块中所述功分器1引脚2与TXIN1输入端连接；所述功分器1引脚1与检测模块1连接；所述检测模块1另一端与RS232接口连接；所述功分器1引脚3与射频开关1引脚2连接；所述射频开关1引脚1与GPIO接口连接；所述射频开关1引脚3与射频开关2引脚2连接；所述射频开关2引脚1与GPIO接口连接；所述射频开关2引脚3与功分器3引脚2连接；所述功分器3引脚1与放大器1引脚2连接；所述放大器1引脚1与SPI连接；所述放大器1引脚3分别与TXOUT输出端、射频开关6引脚2、GPIO接口、24V直流电源连接；所述射频开关6引脚1与GPIO接口连接；所述射频开关6引脚3与射频开关5引脚2连接；所述射频开关5引脚1与GPIO接口连接；所述射频开关5引脚3与10M带宽接口连接；所述功分器3引脚3与射频开关4引脚2连接；所述射频开关4引脚1与GPIO接口连接；所述射频开关4引脚3与射频开关3引脚2连接；所述射频开关3引脚1与GPIO接口连接；所述射频开关3引脚3与功分器2引脚2连接；所述功分器2引脚3与TXIN1输入端连接；所述功分器2引脚1与检测模块2一端连接；所述检测模块2另一端与RS232接口连接。

所述控制模块中所述射频开关7引脚2与RXOUT1输出端连接；所述射频开关7引脚3与射频开关8引脚2连接；所述射频开关7引脚1与GPIO接口连接；所述射频开关8引脚1与GPIO接口连接；所述射频开关8引脚3与功分器4引脚2连接；所述功分器4引脚1与放大器2引脚2连接；所述放大器2引脚1与SPI连接；所述放大器2引脚3分别与RXIN输入端、射频开关12引脚2、I2C接口、12V直流电源连接；所述射频开关12引脚1与GPIO接口连接；所述射频开关12引脚3与射频开关11引脚2连接；所述射频开关11引脚1与GPIO接口连接；所述射频开关11引脚3与10M带宽接口连接；所述功分器4引脚3与射频开关10引脚2连接；所述射频开关10引脚1与GPIO接口连接；所述射频开关10引脚3与射频开关9引脚2连接；所述射频开关9引脚1与GPIO接口连接；所述射频开关9引脚3与RXOUT2输出端连接。

所述单片机包括13个GPIO接口、2个SPI接口、1个I2C接口、5个UART接口、1个8M带宽接口，1个JTAG接口。

所述单片机中所述13个GPIO接口分别与射频开关1引脚1、射频开关2引脚1、射频开关3引脚1、射频开关4引脚1、射频开关5引脚1、射频开关6引脚1、射频开关7引脚1、射频开关8引脚1、射频开关9引脚1、射频开关10引脚1、射频开关11引脚1、射频开关12引脚1连接，其中1个GPIO接口均与放大器1引脚3、TXOUT输出端、射频开关6引脚2、GPIO接口、24V直流电源连接；所述2个SPI接口分别与放大器1引脚1、放大器2引脚1连接；所述1个I2C接口均与放大器2引脚3、RXIN输入端、射频开关12引脚2、I2C接口、12V直流电源连接。

所述检测模块的性能参数如下：

输入频率：950-2150MHz

带内幅频：正负1dB

幅度稳定度：1dB

频率设置步长：小于1KHz

工作带宽：窄带50KHz，

最低工作载噪比：38dBc/Hz

输入功率电平：负0dBm负60dBm

指示电平输出电压范围：0.5-2.1V

响应时间：小于等于5mS。

所述检测模块的构成方式如下：

所述单片机的具体过程如下：

1.切换器实时监测主设备射频出接口的信号能量强度，并与主串口传输的数据对比，如一致，判定为主设备正常工作，如不一致，则判定主设备出现故障；

2.迅速将相关参数传输至备终端设备，控制备终端设备工作；

3.同时将主设备的网口关断，备终端设备网口开启。

所述切换器由控制模块，单片机，切换模块组成，所述控制模块功能为切换中频信号，所述单片机负责切换器的控制和与主备设备的数据交互，所述切换模块负责主备设备的业务切换和主备电源切换。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种零损耗的中频切换器，其特征是，包括：主设备终端、切换器、备份终端，所述主设备终端通过射频出入端对主终端设备的射频出入接口进行控制；

所述切换器由控制模块、单片机、切换模块构成，所述控制模块对射频出接口信号进行调整，并将调整信号反馈给所述单片机；接收所述单片机信号控制主设备终端和备份终端设备射频出接口的关断；所述单片机对主设备终端和备份终端设备之间进行数据交换；所述切换模块根据单片机信号对主设备终端和备份终端设备网口的切换，保障控制网口和业务网口的正常使用；

所述切换器和主设备终端的连接方式与切换器和备份终端的连接方式相同；所述主设备终端输出端通过RF OUT1射频输出与切换器输入端连接；所述主设备终端输入端通过RFIN1射频输入与切换器输出端连接；所述主设备终端输出端通过串口1与切换器输入端连接；所述主设备终端输入端通过串口1与切换器输出端连接；所述主设备终端输出端通过4个控制网口1与切换器输入端连接。

2.根据权利要求1所述的一种零损耗的中频切换器，其特征是：所述切换器输入端通过RF OUT2射频输出与备份终端输出端连接；所述切换器输出端通过RF IN2射频输入与备份终端输入端连接；所述切换器输入端通过串口2与备份终端输出端连接；所述切换器输出端通过串口2与备份终端输入端连接；所述切换器输入端通过4个控制网口3与备份终端输出端连接；所述切换器还包括RF OUT3射频输出端、RF IN3射频输入端、4个控制网口2；所述RFOUT3射频输出端与控制模块连接；所述RF IN3射频输入端与控制模块连接；所述4个控制网口2均与切换模块输出端连接；所述切换模块输入端通过串口4与单片机输出端连接；所述切换模块输出端通过串口4与单片机输入端连接；所述单片机输入端通过串口3与控制模块输出端连接；所述单片机输出端通过串口3与控制模块输入端连接。

3.根据权利要求1所述的一种零损耗的中频切换器，其特征是：所述控制模块包括功分器1、功分器2、功分器3、功分器4、检测模块1、检测模块2、射频开关1、射频开关2、射频开关3、射频开关4、射频开关5、射频开关6、射频开关7、射频开关8、射频开关9、射频开关10、射频开关11、射频开关12、放大器1、放大器2，其中所述功分器1引脚2与TXIN1输入端连接；所述功分器1引脚1与检测模块1连接；所述检测模块1另一端与RS232接口连接；所述功分器1引脚3与射频开关1引脚2连接；所述射频开关1引脚1与GPIO接口连接；所述射频开关1引脚3与射频开关2引脚2连接；所述射频开关2引脚1与GPIO接口连接；所述射频开关2引脚3与功分器3引脚2连接；所述功分器3引脚1与放大器1引脚2连接；所述放大器1引脚1与SPI连接；所述放大器1引脚3分别与TXOUT输出端、射频开关6引脚2、GPIO接口、24V直流电源连接；所述射频开关6引脚1与GPIO接口连接；所述射频开关6引脚3与射频开关5引脚2连接；所述射频开关5引脚1与GPIO接口连接；所述射频开关5引脚3与10M带宽接口连接；所述功分器3引脚3与射频开关4引脚2连接；所述射频开关4引脚1与GPIO接口连接；所述射频开关4引脚3与射频开关3引脚2连接；所述射频开关3引脚1与GPIO接口连接；所述射频开关3引脚3与功分器2引脚2连接；所述功分器2引脚3与TXIN1输入端连接；所述功分器2引脚1与检测模块2一端连接；所述检测模块2另一端与RS232接口连接。

4.根据权利要求3所述的一种零损耗的中频切换器，其特征是：所述射频开关7引脚2与RXOUT1输出端连接；所述射频开关7引脚3与射频开关8引脚2连接；所述射频开关7引脚1与GPIO接口连接；所述射频开关8引脚1与GPIO接口连接；所述射频开关8引脚3与功分器4引脚2连接；所述功分器4引脚1与放大器2引脚2连接；所述放大器2引脚1与SPI连接；所述放大器2引脚3分别与RXIN输入端、射频开关12引脚2、I2C接口、12V直流电源连接；所述射频开关12引脚1与GPIO接口连接；所述射频开关12引脚3与射频开关11引脚2连接；所述射频开关11引脚1与GPIO接口连接；所述射频开关11引脚3与10M带宽接口连接；所述功分器4引脚3与射频开关10引脚2连接；所述射频开关10引脚1与GPIO接口连接；所述射频开关10引脚3与射频开关9引脚2连接；所述射频开关9引脚1与GPIO接口连接；所述射频开关9引脚3与RXOUT2输出端连接。

5.根据权利要求1所述的一种零损耗的中频切换器，其特征是：所述单片机包括13个GPIO接口、2个SPI接口、1个I2C接口、5个UART接口、1个8M带宽接口，1个JTAG接口，其中所述13个GPIO接口分别与射频开关1引脚1、射频开关2引脚1、射频开关3引脚1、射频开关4引脚1、射频开关5引脚1、射频开关6引脚1、射频开关7引脚1、射频开关8引脚1、射频开关9引脚1、射频开关10引脚1、射频开关11引脚1、射频开关12引脚1连接，其中1个GPIO接口均与放大器1引脚3、TXOUT输出端、射频开关6引脚2、GPIO接口、24V直流电源连接；所述2个SPI接口分别与放大器1引脚1、放大器2引脚1连接；所述1个I2C接口均与放大器2引脚3、RXIN输入端、射频开关12引脚2、I2C接口、12V直流电源连接。