CN217508777U - 一种小型航空天线的三模抗干扰处理模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种小型航空天线的三模抗干扰处理模块，包括射频和数字信号处理部分；射频信号处理部分包括均与B3、L1/B1、G1这3种模式对应的3个下变频通道PCB、3个本振PCB、3个上变频输出PCB，每个下变频通道PCB包括4个下变频通道；本振PCB与下变频及上变频PCB连接；数字信号处理部分包括串口驱动PCB及信号处理PCB，信号处理PCB包括AD转换单元、FPGA和DAC，每个AD转换单元包括4个ADC；ADC与下变频通道连接，ADC、DAC均与FPGA连接，DAC连接至上变频输出PCB；串口驱动PCB上包括ARM，ARM与各FPGA、本振PCB连接。本实用新型可同时实现三模4阵元抗干扰处理，抗干扰性能强。

Description

一种小型航空天线的三模抗干扰处理模块

技术领域

本实用新型涉及一种小型航空天线的三模抗干扰处理模块。

背景技术

现有的抗干扰处理模块采用射频和信号处理分开设计，通过射频电缆相连接，导致体积过大，电缆繁杂，不能满足小型化模块化的抗干扰趋势。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供一种小型航空天线的三模抗干扰处理模块，外形尺寸小型化适于机载航空，可以同时实现GPS L1、GLONASS G1与BDS B3/B1频点的三模4阵元抗干扰处理，且具有较好的抗干扰性能。

为实现上述技术目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种小型航空天线的三模抗干扰处理模块，包括：射频信号处理部分和数字信号处理部分；

所述射频信号处理部分包括：均与B3、L1/B1、G1这3种模式对应的3个下变频通道PCB、3个本振PCB、3个上变频输出PCB，每种模式的下变频通道PCB包括4个下变频通道；每种模式的本振PCB，均与对应模式的下变频通道及上变频输出PCB连接，用于下变频和上变频处理；

所述数字信号处理部分包括：串口驱动PCB以及均与B3、L1/B1、G1这3种模式对应的3个信号处理PCB，每个信号处理PCB上包括AD转换单元、FPGA和DA转换器，每个AD转换单元包括4个AD转换器；对于B3、L1/B1、G1的每种模式，4个AD转换器的输入端与4个下变频通道的输出端连接，每个AD转换器的输出端、DA转换器的输入端均与FPGA连接，DA转换器的输出端与上变频输出PCB连接；所述串口驱动PCB上设置有ARM处理器，所述ARM处理器与每个FPGA、本振PCB连接。

进一步的，每个信号处理PCB上设置有MCX-JE连接器，每个下变频通道PCB和上变频输出PCB上均设有MCX-KYD15-1连接器；每种模式的信号处理PCB与下变频通道PCB和上变频输出PCB之间，通过MCX-JE连接器与MCX-KYD15-1连接器对插，实现信号处理PCB与上变频输出PCB和下变频通道PCB之间的射频信号传输。

进一步的，所述串口驱动PCB与信号处理PCB之间通过型号为J63A/3-MDC1-15PL的低频电缆通信连接。

进一步的，所述三模抗干扰处理模块还包括外部连接器：分别与各下变频通道对应连接的12个射频信号输入连接器、与每个上变频输出PCB对应连接的3个射频信号输出连接器、以及与串口驱动PCB连接的低频连接器。

进一步的，所述射频信号输入连接器和射频信号输出连接器，采用型号均为MCX-KYD15-1。

进一步的，所述低频连接器采用型号为J30J-31ZKW-J。

进一步的，所述低频连接器J30J-31ZKW-J设置串行端口和供电端口，所述串行端口与ARM处理器的IO口连接，所述供电端口用于向所述三模抗干扰处理模块提供工作电源。

进一步的，所述三模抗干扰处理模块还包括3个射频通道盖板、3个本振盖板和3个信号处理盖板；所述3个射频通道盖板用于保护各种模式的下变频通道PCB和上变频输出PCB，所述3个本振盖板用于保护各种模式的本振PCB，所述3个信号处理盖板用于保护各种模式的信号处理PCB。

进一步的，各种盖板的材质均采用铝合金材质。

有益效果

1、可搭配GLONASS G1、GPSL1/BDS B1和BDS B3三模四阵元的阵列天线单元，具备抗GLONASS G1、GPSL1/BDS B1和BDS B3三频点3个方向压制干扰的能力；

2、抗干扰模块采用一腔多层MCX-JE/MCX-KYD-1连接器对插的结构互相配合，实现了结构上的无射频电缆装配，极大的缩小了结构件体积和重量，最大化的实现了内部空间利用，同时也节省了大量物料成本及装配成本；

3、三模抗干扰处理单元采用ARM处理器，通过ARM处理器引出串行端口，从而可以输出抗干扰处理PCB进行自检测和干扰检测的结果，便于上位机控制；

4、三模抗干扰处理单元模块的射频输入连接器和射频输出连接器，均具有短路保护功能，从而具有抗烧毁能力。

附图说明

图1为本实施例所述三模抗干扰处理模块的的原理图；

图2为本实施例所述三模抗干扰处理模块外观图；

图3为本实施例所述三模抗干扰处理模块的俯视图；

图4为本实施例所述三模抗干扰处理模块的左视图；

图5为本实施例所述三模抗干扰处理模块的正面视图；

图6为本实施例所述三模抗干扰处理模块的一腔多层MCX-JE/MCX-KYD15-1连接器对插结构示意图。

具体实施方式

下面对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例以本实用新型的技术方案为依据开展，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，对本实用新型的技术方案作进一步解释说明。

本实施例提供的小型航空天线的三模抗干扰处理模块，电路原理如图1所示，外观如图2-5所示，包括射频信号处理部分、数字信号处理部分、外部连接器部分和盖板部分。

1、射频信号处理部分

所述射频信号处理部分包括：4个B3下变频通道PCB、4个L1/B1下变频PCB、4个G1下变频PCB、1个B3本振PCB、1个L1/B1本振PCB、1个G1本振PCB、1个B3上变频输出PCB、1个L1/B1上变频输出PCB、1个G1上变频输出PCB；B3本振PCB与每个B3下变频通道PCB和B3上变频输出PCB连接；L1/B1本振PCB与每个L1/B1下变频通道PCB和L1/B1上变频输出PCB连接；G1本振PCB与每个G1下变频通道PCB和G1上变频输出PCB连接；各模式的本振PCB，用于下变频和上变频处理。

本实用新型中，B3为BDS B3的缩写，L1为GPS L1的的缩写，B1为BDS B1的缩写，G1为GLONASS G1的缩写。

对于所述下变频和上变频处理，另外还需要4个B3电源保护PCB、4个L1/B1电源保护PCB、4个G1电源保护PCB、1个B3时钟转接PCB、1个L1/B1时钟转接PCB、1个G1时钟转接PCB、1个B3电源+5V转接PCB、1个L1/B1电源+5V转接PCB、1个G1电源+5V转接PCB，各模式的下变频和上变频处理均采用现有技术完成，本实施例不详细阐述。

上述所有PCB均通过螺钉固定在整机腔体内。

2、数字信号处理部分

所述数字信号处理部分包括：1个B3信号处理PCB、1个L1/B1信号处理PCB、1个G1信号处理PCB和1个串口驱动PCB；每个信号处理PCB均包括AD转换单元、FPGA和DA转换器，且每个AD转换单元包括4个AD转换器。

B3信号处理PCB上的4个AD转换器，输入端与4个B3下变频通道的输出端连接，输出端与自身信号处理PCB上的FPGA连接；B3信号处理PCB上的DA转换器，输入端与自身信号处理PCB上的FPGA连接，输出端与B3上变频输出PCB连接。

L1/B1信号处理PCB上的4个AD转换器，输入端与4个L1/B1下变频通道的输出端连接，输出端与自身信号处理PCB上的FPGA连接；L1/B1信号处理PCB上的DA转换器，输入端与自身信号处理PCB上的FPGA连接，输出端与L1/B1上变频输出PCB连接。

G1信号处理PCB上的4个AD转换器，输入端与4个G1下变频通道的输出端连接，输出端与自身信号处理PCB上的FPGA连接；G1号处理PCB上的DA转换器，输入端与自身信号处理PCB上的FPGA连接，输出端与G1上变频输出PCB连接。

串口驱动PCB上设置有ARM处理器，所述ARM处理器与每个FPGA、本振PCB连接，用于控制射频通道的直通和闭锁模式。

3、射频信号处理部分与数字信号处理部分的内部连接

每个信号处理PCB上设置有MCX-JE连接器，每个下变频通道PCB和上变频输出PCB上均设有MCX-KYD15-1连接器；每种模式的信号处理PCB与下变频通道PCB和上变频输出PCB之间，通过MCX-JE连接器与MCX-KYD15-1连接器对插，如图6所示，实现信号处理PCB与上变频输出PCB和下变频通道PCB之间的射频信号传输。

所述串口驱动PCB与信号处理PCB之间通过型号为J63A/3-MDC1-15PL的低频电缆通信连接。

4、外部连接器部分

外部连接器是指三模抗干扰处理模块与外界的连接接口，包括：分别与各下变频通道对应连接的12个射频信号输入连接器、与每个上变频输出PCB对应连接的3个射频信号输出连接器、以及与串口驱动PCB连接的低频连接器，均设置于本实施例所述三模抗干扰处理模块的腔体侧面。

本实施例中，所有的射频信号输入连接器和射频信号输出连接器，采用型号均为MCX-KYD15-1；低频连接器采用型号为J30J-31ZKW-J，且在低频连接器J30J-31ZKW-J设置串行端口(包括UART、RS232和/或RS422)和供电端口，所述串行端口与ARM处理器的IO口连接以用于信号处理PCB输出自检测以及干扰检测结果，所述供电端口用于向所述三模抗干扰处理模块提供工作电源。如表1所示。

表1三模抗干扰处理模块的接口定义

5、盖板部分

本实施例的盖板主要包括3个射频通道盖板、3个本振盖板和3个信号处理盖板；所述3个射频通道盖板用于保护各种模式的下变频通道PCB和上变频输出PCB，所述3个本振盖板用于保护各种模式的本振PCB，所述3个信号处理盖板用于保护各种模式的信号处理PCB。

在具体本实施例中，盖板部分包括1个B3通道盖板、1个B3信号处理盖板、1个L1/B1通道盖板、1个L1/B1信号处理盖板、1个G1通道盖板、1个G1信号处理盖板、3个本振盖板、1个整机腔体、1个串口驱动板盖板、1个转接盖板、1个G1通道附加盖板、4个压线板；在三模抗干扰处理单元整机腔体内，信号处理PCB位于所述射频下变频通道PCB的上层，所述本振PCB位于射频下变频通道PCB与信号处理PCB之间的空隙处；所述射频通道盖板设置于信号处理单元整机腔体的底部，用于保护下变频通道PCB；所述信号处理盖板设置于信号处理单元整机腔体的顶部，用于保护信号处理PCB；所述本振盖板设置于本振PCB的上方，用于保护本振PCB。其中，B3通道盖板、B3信号处理盖板、L1/B1通道盖板、L1/B1信号处理盖板、本振盖板、整机腔体、串口驱动板盖板，均采用铝合金材质。

6、三模抗干扰处理模块工作原理

各下变频通道PCB包括下变频电路、功率放大器PA和中频滤波器BPF，本振PCB包括本振、ARM单片机，上变频输出PCB包括上变频电路等。

各种模式的下变频通道PCB对接收到的射频信号进行声表滤波SAW、下变频、功率放大和中频滤波处理，变换为中频信号，输出到对应模式的信号处理PCB；GLONASS G1、GPSL1/BDS B1和BDS B3任意频点的4路中频信号在信号处理PCB经过AD变换，然后在FPGA内完成阵列抗干扰信号处理，再经过DA变换，输出经过抗干扰处理的中频模拟信号；上变频输出PCB从信号处理PCB接收到经过抗干扰处理的中频模拟信号后，经上变频输出。

低频连接器J30J-31ZKW-J设置串行端口以连接到ARM处理器，可由ARM处理器控制实现整机工作数据更新，干扰信息输出，对整机调试控制等功能。

需要说明的是，本实用新型要求保护各PCB之间的组合结构方式，以用于搭配GLONASS G1、GPSL1/BDS B1和BDS B3三模四阵元的阵列天线单元，具体模块中涉及到的低噪放、声表滤波、下变频、功率放大、中频滤波、ADC、FPGA抗干扰、DAC、ARM控制的合路功分、直通和锁闭模式控制等处理技术手段，均属于现有技术，本实用新型不再具体阐述。

以上实施例为本申请的优选实施例，本领域的普通技术人员还可以在此基础上进行各种变换或改进，在不脱离本申请总的构思的前提下，这些变换或改进都应当属于本申请要求保护的范围之内。

Claims (9)

1.一种小型航空天线的三模抗干扰处理模块，其特征在于，包括：射频信号处理部分和数字信号处理部分；

所述射频信号处理部分包括：均与B3、L1/B1、G1这3种模式对应的3个下变频通道PCB、3个本振PCB、3个上变频输出PCB，每种模式的下变频通道PCB包括4个下变频通道；每种模式的本振PCB，均与对应模式的下变频通道及上变频输出PCB连接，用于下变频和上变频处理；

所述数字信号处理部分包括：串口驱动PCB以及均与B3、L1/B1、G1这3种模式对应的3个信号处理PCB，每个信号处理PCB上包括AD转换单元、FPGA和DA转换器，每个AD转换单元包括4个AD转换器；对于B3、L1/B1、G1的每种模式，4个AD转换器的输入端与4个下变频通道的输出端连接，每个AD转换器的输出端、DA转换器的输入端均与FPGA连接，DA转换器的输出端与上变频输出PCB连接；所述串口驱动PCB上设置有ARM处理器，所述ARM处理器与每个FPGA、本振PCB连接。

2.根据权利要求1所述的三模抗干扰处理模块，其特征在于，每个信号处理PCB上设置有MCX-JE连接器，每个下变频通道PCB和上变频输出PCB上均设有MCX-KYD15-1连接器；每种模式的信号处理PCB与下变频通道PCB和上变频输出PCB之间，通过MCX-JE连接器与MCX-KYD15-1连接器对插，实现信号处理PCB与上变频输出PCB和下变频通道PCB之间的射频信号传输。

3.根据权利要求1所述的三模抗干扰处理模块，其特征在于，所述串口驱动PCB与信号处理PCB之间通过型号为J63A/3-MDC1-15PL的低频电缆通信连接。

4.根据权利要求1所述的三模抗干扰处理模块，其特征在于，还包括外部连接器：分别与各下变频通道对应连接的12个射频信号输入连接器、与每个上变频输出PCB对应连接的3个射频信号输出连接器、以及与串口驱动PCB连接的低频连接器。

5.根据权利要求4所述的三模抗干扰处理模块，其特征在于，所述射频信号输入连接器和射频信号输出连接器，采用型号均为MCX-KYD15-1。

6.根据权利要求4所述的三模抗干扰处理模块，其特征在于，所述低频连接器采用型号为J30J-31ZKW-J。

7.根据权利要求6所述的三模抗干扰处理模块，其特征在于，所述低频连接器J30J-31ZKW-J设置串行端口和供电端口，所述串行端口与ARM处理器的IO口连接，所述供电端口用于向所述三模抗干扰处理模块提供工作电源。

8.根据权利要求1所述的三模抗干扰处理模块，其特征在于，还包括3个射频通道盖板、3个本振盖板和3个信号处理盖板；所述3个射频通道盖板用于保护各种模式的下变频通道PCB和上变频输出PCB，所述3个本振盖板用于保护各种模式的本振PCB，所述3个信号处理盖板用于保护各种模式的信号处理PCB。

9.根据权利要求8所述的三模抗干扰处理模块，其特征在于，各种盖板的材质均采用铝合金材质。

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