CN2313296Y - 通信信号八重分集接收简易装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种通信信号八重分集接收装置,它由天线、功率放大器、上下变频器、收发频率综合器、复用器、调制器、解调器、副载波产生器、电源等部件组成。它采用二副天线八重分集接收,比常规的四重分集接收设备量少,并且本实用新型还具有频谱利用率高,抗码间干扰强,同步提取容易,设备简化,制作简单,体积小,成本低,经济实用等特点,具有推广实用价值。

Description

通信信号八重分集接收简易装置

本实用新型涉及一种通信领域中通信信号八重分集接收简易装置，特别适用于散射通信中作八重分集接收装置。

散射通信中由于其信道的特殊性，需增加分集重数来提高设备的传输可靠度，为达这一目的，可用增加角分集、空间分集、带内带外频率分集来实现，为了实现这种分集方法，一般采用二付天线、二个功放器、二个上变频器、二个发频率综合器、二个调制器，四个下变频器、二个收频率综合器、四个解调器构成四重分集接收设备，因此这种分集方法成倍地增加了设备数量，增加了通信设备的体积，提高了通信设备的成本，用户既不经济又不实用。

本实用新型的目的在于避免上述背景技术中的不足之处而提供一种设备数量少，只用二付天线、二个功放器、二个频率综合器、二个上下变频器就能实现通信信号八重分集接收简易装置，并本实用新型还具有频谱利用率高，抗码间干扰强，同步提取容易，性能可靠，设备简化，制作简单，体积小，成本低等特点。

本实用新型的目的是这样实现的：它由天线1、2、功率放大器3、4、上变频器5、6、发频率综合器7、调制器8、9、复用器10、下变频器11、12、收频率综合器13、解调器14、付载波产生器15、电源16组成，其中复用器10出端1脚分两路并接调制器8、9的入端1脚、复用器10出端3脚分两路并接调制器8、9入端5脚，调制器8出端2脚依次串接上变频器5、功率放大器3后与天线1入端连接，调制器9出端2脚依次串接上变频器6、功率放大器4后与天线2入端连接，付载波产生器15出端1、2脚及3、4脚分别与调制器8、9各入端3、4脚连接，发频率综合器7两路出端分别与上变频器5、6各入端3脚连接，天线1出端串接下变频器11后分4路与解调器14入端1至4脚并接，天线2出端串接下变频器12后分4路与解调器14入端5至8脚并接，解调器14出端9脚与复用器10入端2脚连接，收频率综合器13两路出端分别与下变频器11、12各入端3脚连接，电源16出端+V₁、+V₂电压端与各级电源端连接，复用器10出入端4脚外接终端话路。

本实用新型的目的还可以通过以下措施达到：

本实用新型调制器8或9由调制集成块18、19、放大器20、21、与非门22、23、D触发器24、25、调相选择开关26、晶体管V₁、V₂、V₃、变压器T₁组成，其中付载波产生器15出端1脚或3脚串接电阻R₁、电容C₁后与调制集成块19入端7脚连接、出端2脚或4脚串接电阻R2、电容C2后与调制集成块18入端7脚连接；调制集成块18入端8脚串接电容C3后接地端、入端3脚、4脚、10脚、13脚、14脚与地端并接、入端5脚、12脚并接后再串接电阻R3后接地端、入端1脚、2脚、16脚并接后一路串接电阻R4后与入端5脚、12脚并接、另一路与调制集成块19入端1、2、16脚并接后与电源16出端+V₁电压端连接、出端15脚串接电容C6、电位器RP2后与放大器21入端1脚连接、入端6、11脚并接后再与调相选择开关26出端15脚连接；调制集成块19入端3、4、10、13、14脚与地端并接、入端8脚串接电容C4后接地端、入端6脚、11脚并接后再与调相选择开关26出端14脚连接、入端5、12脚并接后一路串接电阻R6后接地端、另一路串接电阻R5后与电源16出端+V₁电压端并接、出端15脚串接电容C5、电位器RP1后与放大器20入端1脚连接；电位器RP1、RP2各中心端与其一端并接，放大器20出端2脚并接电阻R7至R10一端后再串接电容C7、C9后与电阻R15一端、晶体管V1基极并接，电阻R7至R10、R15另一端及晶体管V1集电极并接后再与电源16出端+V₂电压端连接，放大器21出端2脚并接电阻R11至R14一端后再串接电容C8后连接在电容C7、C9之间，电容C7、C9之间并接电感L1后接地端，电阻R11至R14另一端并接后再与电源16出端+V₂电压端连接，放大器20、21各出端3脚接地端，晶体管V₁发射极并接电阻R16、电容C10一端，电阻R16另一端接地端，电容C10另一端一路串接电阻R18、电容C11后接地端、另一路与上变频器5或6入端1脚连接；

复接器10出端1脚分别与D触发器24、25各入端2脚、12脚并接、出端3脚一路串接与非门23后一路再串接与非门22后与D触发器24入端3脚连接、另一路与D触发器25入端11脚连接，复接器10出端3脚另一路依次串接电阻R27、电感L2、电阻R28、电容C14后与电阻R29、R30、晶体管V2基极并接，电容C12、C13分别并接在电感L2两端后再接地端，晶体管V2发射极并接电阻R32、电容C15一端、集电极并接电阻R31、R32一端，电阻R30、R32另一端接地端，电阻R29、R31、R34另一端与电源16出端+V₂电压端连接，电阻R33、电容C15另一端并接后再串接电容C16后与电阻R34一端、晶体管V₃基极并接，晶体管V₃集电极与电源16出端+V₂电压端并接，发射极一路串接电阻R35后接地端、另一路串接电容C17、变压器T1初级线圈后接地端，变压器T1次级线圈一端并接电容C18、C19一端、另一端并接电容C20、C21一端、中心端接地端；D触发器24、25各出端5、9脚分别与调相选择开关26入端11、10脚连接；调相选择开关26入端12脚与电阻R19、R20一端、电容C18另一端并接、入端13脚与电阻R23、R24一端、电容C20另一端并接、入端2脚与电阻R21、R22一端、电容C19另一端并接、入端1脚与电阻R25、R26一端、电容C21另一端并接；电阻R19、R21、R23、R25另一端并接地端，电阻R20、R22、R24、R26另一端与电源16出端+V₁电压端并接。

本实用新型调制器8或9各出端2脚输出的两个信号在频域或时域上成正交结构关系，调制器8、9各出端2脚分别与上变频器5、6各入端1脚连接。

本实用新型与背景技术相比有以下优点：

1．本实用新型采用的调制器8或9为PSK调制器。由调制器8或9中的晶体管V₂产生基带信号，实现PSK调制。使通信装置的设备量减少，只需用二付天线1、2、二个功率放大器3、4、二个频率综合器7、13、二个上下变频器5、6及11、12就能达到通信信号八重分集接收的目的。

2．本实用新型实现了通信信号八重分集接收，其频谱较窄，因此频谱利用率高，在设计上采用收、发信号成正交结构关系，因而抗码间干扰强，同时调制信号本身携带同步信息，因此同步提取容易，性能可靠。

3．本实用新型由于设备的简化，因此制造简单，而且可大大减少体积，降低设备成本。提高了经济效益，具有推广应用价值。

以下结合附图对本实用新型作进一步详细描述。

图1是本实用新型的电原理方框图。

图2是本实用新型调制器8、9的电原理图。

参照图1、图2，本实用新型由天线1、2、功率放大器3、4、上变频器5、6、发频率综合器7、调制器8、9、复用器10、下变频器11、12、收频率综合器13、解调器14、付载波产生器15、电源16组成。其中在发端复用器10出端1脚分两路并接调制器8、9的入端1脚，复用器10出端3脚分两路并接调制器8、9入端5脚；调制器8出端2脚依次串接上变频器5、功率放大器3后与天线1入端连接，调制器9出端2脚依次串接上变频器6、功率放大器4后与天线2入端连接，此时在发端复用器10将各路终端话路的码流信号相加成一路码流输入调制器8、9。本实用新型付载波产生器15出端1、2脚及3、4脚分别与调制器8、9的入端3、4脚连接，其作用是产生调制器8或9调制所需的4个付载波信号，调制时把调制信号调制到付载波上。

本实用新型调制器8或9由调制集成块18、19、放大器20、21、与非门22、23、D触发器24、25、调相选择开关26、晶体管V1、V2、V3、变压器T₁组成。图2是本实用新型调制器8或9实施例电原理连接线路图，实施例按图2连接线路，其中复用器10出端1、3脚把各终端话路的码流信号相加成的一路码流信号及时钟码信号分别输入D触发器24、25及与非门23、电阻R27入端。时钟信号经电阻R27后输入由电感L2、电容C12、C13构成的低通滤波器并对输入的时钟信号进行滤波后输入晶体管V2，晶体管V2产生基带信号。基带调制信号本身携带同步信息。然后输入晶体管V3，晶体管V3为90°移相器，经移相器90°的基带信号经变压器T1耦合到调相选择开关26上；复用器10出端3脚输入与非门23的时钟信号经与非门23、22对其整形后再分别输入D触发器24、25；由复用器10出端1脚输出的码流信号输入D触发器24、25对其整形后再输入相位选择开关26。相位选择开关26根据输入D触发器24、25的信码码元信号完成PSK调制。

付载波产生器15根据其二个本振信号分别产生4个付载波信号输入调制器8及调制器9，即4个付载波信号分别输入调制集成块18、19各入端7脚，实施例4个付载波信号的频率根据不同通信要求而设置的，通信要求不同，4个付载频率也不同。调制集成块18、19各入端6、11脚将调相选择开关26输入的调相信号调制到付载波频段变为70MHz中频信号，然后将二个已调制信号分别输入放大器20、21各入端1脚，放大器20、21放大已调相、调幅后的调制信号，两个已调制信号再同时输入晶体管V1基极，晶体管V1将两路调制信号进行相加，实现带内频率分集，然后输出70MHz相加的调制信号输入至上变频器5或6的入端1脚。本实用新型调制器8或9中的晶体管V₁发射极输出的两个调制信号，在调制到付载波上时使两调制信号在频域或时域上成正交结构关系，这种在频域或时域上成正交结构关系的调制信号使在收端下变频器11、12中把两个已调制信号容易分离开，简化接收设备，实现分集接收目的。实施例调制集成块18、19采用市售2005型调制集成块制作。放大器20、21采用市售XN402型集成块制作。与非门22、23采用市售74LS37型集成块制作。D触发器24、25采用市售74LS74型集成块制作。调相选择开关26采用市售4053型集成开关器件制作。晶体管V1、V2、V3采用市售3DG130型晶体三极管制作。变压器T1采用NXO型、规格Φ10×5磁环，用直径0.1毫米的漆包线初、次级线圈各绕制12匝，次级在6匝处中心抽头制作成耦合信号的变压器。

实施例本实用新型发频率综合器7的两路输出信号分别与上变频器5、6各入端3脚连接，其作用提供上变频器5、6的本振射频频率，实施例频率综合器7也可采用两个同一工作频率的频率综合器来提供上变频器5、6的本振射频频率。实施例发频率综合器7其提供的本振射频频率根据通信需发射的射频频率来决定其本振射频工作频率。上变频器5、6其作用把调制器8、9输入的PSK调制信号调到射频频率上，实施例射频频率采用760MHz工作频率，然后输入功率放大器3、4各入端1脚，功率放大器3、4把射频频率进行功率放大后分别输入天线1、2把信号发送出去。

在收端天线1出端串接下变频器11后分4路与解调器14入端1至4脚并接，天线2出端串接下变频器12后分4路与解调器14入端5至8脚并接，解调器14出端9脚与复用器10入端2脚连接，收频率综合器13两路出端分别与下变频器11、12各入端3脚连接，电源16出端+V₁、+V₂电压端与各级电源端连接，复用器10出入端4脚外接终端话路。实施例天线1、2接收通信信号的射频信号，输入下变频器11、12，收频率综合器13输出的二路本振信号也分别输入下变频器11、12各入端3脚，收频率综合器13其作用提供下变频器11、12下变频的变频本振频率，实施例收频率综合器13也可采用两个同一工作频率的频率综合器来提供下变频器11、12的本振频率。实施例收频率综合器13其提供的本振频率根据接收的射频信号频率来决定其本振工作频率。由下变频器11、12将接收的通信射频信号恢复成70MHz中频信号，下变频器11、12各二路中频信号各分成四个中频信号输入解调器14。解调器14将两路各输入的四个中频信号解调出要传输的时钟信号及码流信号，输入复用器10。接收时复用器10其作用把码流分成各话路终端所需的码流信号，各码流信号通过复用器10出端4脚与外接终端话路连接，输出话路信号，实现收发通信目的。本实用新型实施例天线1、2、功率放大器3、4、上变频器5、6、发频率综合器7、复用器10、下变频器11、12，收频率综合器13、解调器14、付载波产生器15均采用电子工业部第五十四研究所研制的GS一100B型小容量散射通信机中相应电路制作。电源16采用通用的直流稳压电路制作，其+V1电压输出+5V电压，+V2电压输出+12V电压。

本实用新型工作原理如下：天线1、2收发构成4重空间分集，而天线1、2每一发送的频率两个相差8MHz的带内频率分集，因此由二付天线、二个发送端和二个接收端完成八重分集，同时上变频器5、6或下变频器11、12具有相同的工作频率，在设计上工作频率尽管相同，但二个信号成正交结构关系，在收端进行隔离，实现分集接收。在发端复用器10将各路终端话路码流相加成一路码流输入调制器8、9，调制器8、9采用PSK调制后将其变为70MHz的中频信号，并由付载波产生器15产生付载波，实现带内频率分集，然后将调制信号输入上变频器5、6，并由发频率综合器7提供本振射频频率。上变频器5、6将调制信号调制到射频频率上，把射频信号输入功率放大器3、4进行功率放大后输入天线1、2将信号发射出去。在收端天线1、2将射频信号接收下来后输入下变频器11、12，由收频率综合器13提供下变频工作频率后，将射频信号恢复成带有调制信号的70MHz中频信号，将70MHz中频信号输入解调器14进行解调，解调出时钟及码流信号，输入复用器10，复用器10将各终端话路信号输出，实现收发通信目的。

本实用新型安装结构如下：

图1、图2中除天线1、2外，按图1、图2连接线路，把其余电路元器件安装在8块长×宽为560×460毫米的印制板上，8块印刷板安装分配如下：上变频器5、6及下变频器11、12各安装一块印刷板，收发频率综合器13、7及功率放大器3、4各安装一块印制板；调制器8、9、解调器14及付载波产生器15各安装一块印制板；复用器10及电源16各安装一块印制板，然后把8块印制板分别安装到8个长×宽×高为580×480×200毫米机箱内，把8个机箱插装式安装到高×宽×深为1600×500×600毫米的主机柜内，在主机柜的后面板上安装有连接天线1、2的二个电缆插座，在主机柜前面板上安装有机箱与机箱之间各部件连接的输入输出电缆插座，输入输出电缆插座之间均通过电缆连接，前面板上还安装有复用器10与各外接终端话路的插座和电源16的电源开关，组装成本实用新型。使用时天线1、2安装在离主机柜不远的室外，天线1、2通过电缆与主机柜的天线电缆插座连接。

Claims (3)

1．一种由天线(1)、(2)、功率放大器(3)、(4)、上变频器(5)、(6)、发频率综合器(7)、复用器(10)、下变频器(11)、(12)、收频率综合器(13)、解调器(14)、付载波产生器(15)、电源(16)组成的通信信号八重分集接收简易装置，其特征在于还有调制器(8)、(9)组成，其中复用器(10)出端1脚分两路并接调制器(8)、(9)的入端1脚、复用器(10)出端3脚分两路并接调制器(8)、(9)入端5脚，调制器(8)出端2脚依次串接上变频器(5)、功率放大器(3)后与天线1入端连接，调制器(9)出端2脚依次串接上变频器(6)、功率放大器(4)后与天线(2)入端连接，付载波产生器(15)出端1、2脚及3、4脚分别与调制器(8)、(9)各入端3、4脚连接，发频率综合器(7)两路出端分别与上变频器(5)、(6)各入端3脚连接，天线(1)出端串接下变频器(11)后分4路与解调器(14)入端1至4脚并接，天线(2)出端串接下变频器(12)后分4路与解调器(14)入端5至8脚并接，解调器(14)出端9脚与复用器(10)入端2脚连接，收频率综合器(13)两路出端分别与下变频器(11)、(12)各入端3脚连接，电源(16)出端+V₁、+V₂电压端与各级电源端连接，复用器(10)出入端4脚外接终端话路。

2．根据权利要求1所述的通信信号八重分集接收简易装置，其特征在于调制器(8)或(9)由调制集成块(18)、(19)、放大器(20)、(21)、与非门(22)、(23)、D触发器(24)、(25)、调相选择开关(26)、晶体管V₁、V₂、V₃、变压器T₁组成，其中付载波产生器(15)出端1脚或3脚串接电阻R₁、电容C₁后与调制集成块(19)入端7脚连接、出端2脚或4脚串接电阻R2、电容C2后与调制集成块(18)入端7脚连接；调制集成块(18)入端8脚串接电容C3后接地端、入端3脚、4脚、10脚、13脚、14脚与地端并接、入端5脚、12脚并接后再串接电阻R3后接地端、入端1脚、2脚、16脚并接后一路串接电阻R4后与入端5脚、12脚并接、另一路与调制集成块(19)入端1、2、16脚并接后与电源(16)出端+V₁电压端连接、出端15脚串接电容C6、电位器RP2后与放大器(21)入端1脚连接、入端6、11脚并接后再与调相选择开关26出端15脚连接；调制集成块(19)入端3、4、10、13、14脚与地端并接、入端8脚串接电容C4后接地端、入端6脚、11脚并接后再与调相选择开关(26)出端14脚连接、入端5、12脚并接后一路串接电阻R6后接地端、另一路串接电阻R5后与电源(16)出端+V₁电压端并接、出端15脚串接电容C5、电位器RP1后与放大器(20)入端1脚连接；电位器RP1、RP2各中心端与其一端并接，放大器(20)出端2脚并接电阻R7至R10一端后再串接电容C7、C9后与电阻R15一端、晶体管V1基极并接，电阻R7至R10、R15另一端及晶体管V1集电极并接后再与电源(16)出端+V₂电压端连接，放大器(21)出端2脚并接电阻R11至R14一端后再串接电容C8后连接在电容C7、C9之间，电容C7、C9之间并接电感L1后接地端，电阻R11至R14另一端并接后再与电源(16)出端+V₂电压端连接，放大器(20)、(21)各出端3脚接地端，晶体管V₁发射极并接电阻R16、电容C10一端，电阻R16另一端接地端，电容C10另一端一路串接电阻R18、电容C11后接地端、另一路与上变频器(5)或(6)入端1脚连接；

复接器(10)出端1脚分别与D触发器(24)、(25)各入端2脚、12脚并接、出端3脚一路串接与非门(23)后一路再串接与非门(22)后与D触发器(24)入端3脚连接、另一路与D触发器(25)入端11脚连接，复接器(10)出端3脚另一路依次串接电阻R27、电感L2、电阻R28、电容C14后与电阻R29、R30、晶体管V2其极并接，电容C12、C13分别并接在电感L2两端后再接地端，晶体管V2发射极并接电阻R32、电容C15一端、集电极并接电阻R31、R32一端，电阻R30、R32另一端接地端，电阻R29、R31、R34另一端与电源16出端+V₂电压端连接，电阻R33、电容C15另一端并接后再串接电容C16后与电阻R34一端、晶体管V₃基极并接，晶体管V₃集电极与电源(16)出端+V₂电压端并接，发射极一路串接电阻R35后接地端、另一路串接电容C17、变压器T1初级线圈后接地端，变压器T1次级线圈一端并接电容C18、C19一端、另一端并接电容C20、C21一端、中心端接地端；D触发器(24)、(25)各出端5、9脚分别与调相选择开关(26)入端11、10脚连接；调相选择开关(26)入端12脚与电阻R19、R20一端、电容C18另一端并接、入端13脚与电阻R23、R24一端、电容C20另一端并接、入端2脚与电阻R21、R22一端、电容C19另一端并接、入端1脚与电阻R25、R26一端、电容C21另一端并接；电阻R19、R21、R23、R25另一端并接地端，电阻R20、R22、R24、R26另一端与电源(16)出端+V₁电压端并接。

3．根据权利要求1或2所述的通信信号八重分集接收简易装置，其特征在于调制器(8)或(9)各出端2脚输出的两个调制信号在频域或时域上成正交结构关系，调制器(8)、(9)各出端2脚分别与上变频器(5)、(6)各入端1脚连接。

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