专利名称：无线电台模拟通信电磁环境仿真装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及无线电模拟通信传播效果的仿真技术，具体地说是一种无线电台模拟通信电磁环境仿真装置。
背景技术：
电磁环境对无线电通信的影响至关重要，不同的电磁环境不仅影响到无线电台的通信距离，还影响到通信质量。而电磁环境的构成非常复杂，主要包括有辐射传播因素、自然电磁辐射和人为电磁辐射(有意电磁辐射、无意电磁辐射)等综合因素。对于实装无线电台电磁环境的构设，当前主要采取以大功率、专业无线电干扰机， 并以实际发射电磁波的方式实现。这种方式主要存在以下不足一是宜于造成电磁污染。 随着社会的进步，电磁设备逐渐增多，电磁环境日益恶劣，若采取实际发射电磁波的方式进行电磁环境的构设，则会进一步加剧全球电磁环境的恶化。二是电磁环境构设因素受限，通常主要用以构设自然电磁辐射和人为电磁辐射，难以构设辐射传播因素，比如不同地形条件下、不同通信距离时的通信效果等。三是成本过于昂贵。若以大功率、专业无线电干扰机满足对无线电台电磁环境的构设要求，则必然对干扰机的发射功率、工作频率、工作方式等性能指标有过高的要求，从而提高设备成本。中国专利公开了一种无线通信模拟仿真系统，该仿真系统并未解决对实装无线电台电磁环境的全面构设问题。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种无线电台模拟通信电磁环境仿真装置，该仿真装置可实现实装无线电台在有效通信距离内模拟通信中，仿真实装无线电台在各种传播条件、自然电磁辐射、人为电磁辐射等电磁环境下停止间、运动中的通信效果。为实现上述目的，本实用新型采用以下方案无线电台模拟通信电磁环境仿真装置，该仿真装置具有噪声与辐射仿真信号产生模块、信号合成模块、用户输入与显示模块、 控制模块，信号合成模块具有话音信号输入端、噪声与辐射仿真信号输入端、控制信号输入端及合成音频信号输出端，噪声与辐射仿真信号产生模块的噪声与辐射仿真信号输出端与信号合成模块的噪声与辐射仿真信号输入端连接，将产生的噪声与辐射仿真信号输出至信号合成模块；控制模块的一路输出接口和噪声与辐射仿真信号产生模块的控制信号输入端单向连接，以控制所产生的噪声与辐射仿真信号的类别和幅度；控制模块的另一路输出接口与信号合成模块的控制信号输入端单向连接，以控制话音信号和噪声与辐射仿真信号的合成；控制模块的另一路接口双向连接至用户输入与显示模块，以实现用户对电磁环境仿真需求信息的输入，控制模块还同时实现控制信息和工作状态显示信息的输出。由上述方案可见，将信号合成模块的话音信号输入端连接于实装无线电台的音频输出端，将信号合成模块的合成音频信号输出端连接于实装无线电台的音频终端，将控制模块的收发信状态检测端与实装无线电台的收发信控制端相接，即可使得实装无线电台输出的话音信号需经无线电台模拟通信电磁环境仿真装置的仿真处理后，再传输至音频终端。由上述方案可见，本实用新型提供的无线电台模拟通信电磁环境仿真装置在工作时，控制模块首先检测、判断实装无线电台的收发信机工作状态，当实装无线电台处于发信状态时，则使噪声与辐射仿真信号产生模块不产生噪声与辐射仿真信号，即不对实装无线电台音频输出端输出的话音信号(此信号为侧音信号)进行处理，而直接输出至音频终端； 当实装无线电台处于收信状态时，控制模块则根据用户输入的电磁环境仿真信息需求，并经程序运算，然后向噪声与辐射仿真信号产生模块输出控制指令，噪声与辐射仿真信号产生模块则根据控制模块输出的指令，产生相应的噪声与辐射仿真信号，该信号在信号合成模块与实装无线电台收信机输出的话音信号合成，然后输出至音频终端，以实现电磁环境的仿真。本实用新型的仿真效果好，它具有不产生电磁污染，性价比高，实用性和通用性强的优点，它用于通信训练中，具有不改变实装无线电台的结构、性能和功能、简便易行等突出特点。
图1是本实用新型一实施例的结构方框图；图2是图1中噪声与辐射仿真信号产生模块的组成方框图；图3是图1中信号合成模块的组成方框图；图4是本实用新型与实装无线电台的连接关系方框图。
具体实施方式
以下结合实施例及附图进一步说明本实用新型。参见图1本实用新型提供的无线电台模拟通信电磁环境仿真装置具有噪声与辐射仿真信号产生模块1、信号合成模块2、用户输入与显示模块3、控制模块4。信号合成模块2具有话音信号输入端、噪声与辐射仿真信号输入端、控制信号输入端及音频信号输出端，噪声与辐射仿真信号产生模块1的噪声与辐射仿真信号输出端与信号合成模块2的噪声与辐射仿真信号输入端连接，将产生的噪声与辐射仿真信号输出至信号合成模块；控制模块4的一路输出接口和噪声与辐射仿真信号产生模块1的控制信号输入端单向连接，以控制所产生的噪声与辐射仿真信号的类别和幅度；控制模块4的另一路输出接口与信号合成模块2的控制信号输入端单向连接，以控制话音信号和噪声与辐射仿真信号的合成；控制模块4的另一路接口双向连接至用户输入与显示模块，以实现用户对电磁环境仿真需求信息的输入， 控制模块4还同时实现控制信息和工作状态显示信息的输出。参见图2噪声与辐射仿真信号产生模块1由噪声仿真信号产生单元la、自然电磁辐射仿真信号产生单元lb、人为电磁辐射仿真信号产生单元Ic和信号合成放大器Id组成，噪声仿真信号产生单元la、自然电磁辐射仿真信号产生单元lb、人为电磁辐射仿真信号产生单元Ic 的输出端与信号合成放大器Id的输入端相接。信号合成放大器Id的输出端为噪声与辐射仿真信号产生模块1的噪声与辐射仿真信号输出端。本实施例中，噪声仿真信号产生单元Ia采用2拟907三极管，并采取将发射结反接方式(即工作于截止状态)，利用齐纳击穿产生散粒噪声，以实现噪声仿真信号的产生。自然电磁辐射仿真信号产生单元Ib采用NE555时基集成电路构成多谐振荡电路，在控制模块 4的控制下，产生特定频率的音频信号，实现自然电磁辐射仿真信号的产生。人为电磁辐射仿真信号产生单元Ic采用PHILIPS公司的解码芯片PNX0101，实现对预存入语音信号的播放，实现人为电磁辐射仿真信号的产生。噪声与辐射仿真信号产生模块1的控制信号输入端分别连接至噪声仿真信号产生单元la、自然电磁辐射仿真信号产生单元lb、人为电磁辐射仿真信号产生单元Ic的控制端，以实现对各单元工作状态的控制。信号合成放大器Id 采用美国西格尼迪克公司(SIC)的NE5532双运放低噪声运算放大器芯片，实现噪声与辐射仿真信号的合成与放大。噪声与辐射仿真信号产生模块1的控制信号输入端还连接至信号合成放大器Id的控制端，以实现对信号合成放大器Id工作状态的控制。参见图3信号合成模块2由两组受控放大器h、2b和一组音频功率放大器2c组成，两组受控放大器h、2b的输出端与音频功率放大器2c的输入端相接，一组受控放大器加的输入端为话音信号输入端，另一组受控放大器2b的输入端为噪声与辐射仿真信号输入端，音频功率放大器2c的输出端为信号合成模块2的合成音频信号输出端，也为整个无线电台模拟通信电磁环境仿真装置的合成音频信号输出端。上述信号合成模块2的控制信号输入端分别连接至受控放大器h、2b的控制端。一组受控放大器加受到控制模块4输出的控制信号的控制，决定用于放大实装无线电台收信机输出的话音信号放大器的放大量，进而改变输出信号的幅度；另一组受控放大器2b受到控制模块4输出的控制信号的控制，决定用于放大噪声与辐射仿真信号产生模块1输出的噪声与辐射仿真信号放大器的放大量，进而改变输出信号的幅度；由受控放大器加和受控放大器的2b放大量，以决定合成信号的信噪比。本实施例中，受控放大器2a、2b均采用TI公司的VCA822线性可变增益放大器芯片来实现，音频功率放大器2c采用RCA公司的TDA2030音频功放集成芯片来实现。另外，本实施例图1中，控制模块4为由微处理器芯片为核心构成的微型计算机系统。用户输入与显示模块3由输入部分和显示部分组成，其输入部分采用15键二次复用的薄膜开关，并以串行通信的方式单向连接至接微型计算机的串行接口，以实现用户信息的输入。其显示部分，采用长沙太阳人电子有限公司的SMG12232LCM型号LCD点阵模块，实现控制信息和工作状态信息的显示。参见图4本实用新型提供的无线电台模拟通信电磁环境仿真装置在使用时，加装于实装无线电台5的音频输出端与其音频终端5a (即扬声器)之间。即将信号合成模块的话音信号输入端连接于实装无线电台的音频输出端，将信号合成模块的合成音频信号输出端连接于实装无线电台的音频终端，将控制模块4的收发信状态检测端与实装无线电台的收发信控制端相接，即可使得实装无线电台输出的话音信号需经无线电台模拟通信电磁环境仿真装置的仿真处理后，再传输至音频终端结合图1、图2、图3噪声与辐射仿真信号产生模块1主要完成电磁环境仿真中所需要的噪声与辐射仿真信号的生成。噪声与辐射仿真信号产生模块1产生的信号分为两类，即噪声仿真信号和辐射仿真信号。所述噪声与辐射仿真信号中的噪声仿真信号主要用于仿真辐射传播因素，通过噪声仿真信号产生单元Ia实现；所述噪声与辐射仿真信号中的辐射仿真信号主要用于仿真自然电磁辐射和人为电磁辐射，通过自然电磁辐射仿真信号产生单元Ib和人为电磁辐射仿真信号产生单元Ic实现；各噪声与辐射仿真信号产生单元所输出的信号又经信号合成放大器Id放大，最后输出噪声与辐射仿真信号。噪声与辐射仿真信号产生模块1 的噪声与辐射仿真信号输出端单向连接于信号合成模块2的噪声与辐射仿真信号输入端； 噪声与辐射仿真信号产生模块1的控制信号输入端单向连接于控制模块的一路输出接口， 使其输出信号的种类、信号幅度受到控制模块4的控制。信号合成模块2主要完成对实装无线电台5收信机输出的话音信号和噪声与辐射仿真信号产生模块1输出的噪声与辐射仿真信号的合成，通过控制话音信号和噪声与辐射仿真信号的信噪比，以仿真不同电磁环境下的通信效果，并输出至音频输出端。话音信号和噪声与辐射仿真信号分别通过受控放大器放大，以改变所输出的信号幅度，最后通过音频功率放大器实现话音信号和噪声与辐射仿真信号的放大、合成，并输出。用户输入与显示模块3，主要完成将电磁环境仿真的需求信息输送给控制模块4， 并实现无线电台模拟通信电磁环境仿真装置的控制信息和工作状态信息的显示。用户输入与显示模块3双向连接于控制模块4的一路接口。在使用(训练)过程中，通过用户输入与显示模块3，可随时输入、改变电磁环境仿真的需求信息，以满足复杂电磁环境下训练的要求。控制模块4主要完成对实装无线电台收发信状态的检测，并根据用户对不同电磁环境的仿真需求，将控制信号输出至噪声与辐射仿真信号产生模块1和信号合成模块2。控制模块4采用微处理器及接口电路实现。控制模块4的一路接口双向连接至用户输入与显示模块3，实现用户对电磁环境仿真需求信息的输入，同时实现控制信息和工作状态信息的显示输出；控制模块4的收发信状态检测端用以单向连接至实装无线电台的收发信控制端，以检测实装无线电台的收发信状态；控制模块4通过接口单向连接至噪声与辐射仿真信号产生模1，控制噪声与辐射仿真信号产生模块1各仿真信号产生单元的工作状态及输出信号的幅度；控制模块4通过接口单向连接至信号合成模块2，控制话音信号和噪声与辐射仿真信号的合成，实现电磁环境的仿真。在本实用新型中，将话音信号视为有用信号，将噪声与辐射仿真信号视为噪声信号，通过受控放大器分别控制话音信号和噪声与辐射仿真信号输出信号的幅度，以改变话音信号和噪声与辐射仿真信号的比例，进而实现实装无线电台收信机输出话音信号的信噪比的改变；同时，通过实装无线电台收信机输出话音信号的信噪比的变化，实现实装无线电台模拟通信中，对电磁环境的全面仿真。
权利要求1.无线电台模拟通信电磁环境仿真装置，其特征在于该仿真装置具有噪声与辐射仿真信号产生模块、信号合成模块、用户输入与显示模块、控制模块，信号合成模块具有话音信号输入端、噪声与辐射仿真信号输入端、控制信号输入端及合成音频信号输出端，噪声与辐射仿真信号产生模块的噪声与辐射仿真信号输出端与信号合成模块的噪声与辐射仿真信号输入端连接，将产生的噪声与辐射仿真信号输出至信号合成模块；控制模块的一路输出接口和噪声与辐射仿真信号产生模块的控制信号输入端单向连接，以控制所产生的噪声与辐射仿真信号的类别和幅度；控制模块的另一路输出接口与信号合成模块的控制信号输入端单向连接，以控制话音信号和噪声与辐射仿真信号的合成；控制模块的另一路接口双向连接至用户输入与显示模块，以实现用户对电磁环境仿真需求信息的输入，控制模块还同时实现控制信息和工作状态显示信息的输出。
2.根据权利要求1所述的无线电台模拟通信电磁环境仿真装置，其特征在于噪声与辐射仿真信号产生模块由噪声仿真信号产生单元、自然电磁辐射仿真信号产生单元、人为电磁辐射仿真信号产生单元和信号合成放大器组成，噪声仿真信号产生单元、自然电磁辐射仿真信号产生单元、人为电磁辐射仿真信号产生单元的输出端与信号合成放大器的输入端相接，信号合成放大器的输出端为噪声与辐射仿真信号产生模块的噪声与辐射仿真信号输出端。
3.根据权利要求1所述的无线电台模拟通信电磁环境仿真装置，其特征在于信号合成模块由两组受控放大器和一组音频功率放大器组成，两组受控放大器的输出端与音频功率放大器的输入端相接，一组受控放大器的输入端为话音信号输入端，另一组受控放大器的输入端为噪声与辐射仿真信号输入端，音频功率放大器的输出端为信号合成模块的合成音频信号输出端。
4.根据权利要求1所述的无线电台模拟通信电磁环境仿真装置，其特征在于控制模块为由微处理器芯片为核心构成的微型计算机系统。
5.根据权利要求1所述的无线电台模拟通信电磁环境仿真装置，其特征在于用户输入与显示模块由输入部分和显示部分组成，其输入部分采用15键二次复用的薄膜开关，其显示部分为IXD点阵模块。
专利摘要无线电台模拟通信电磁环境仿真装置，具有噪声与辐射仿真信号产生模块、信号合成模块、用户输入与显示模块、控制模块。噪声与辐射仿真信号产生模块的仿真信号输出端与信号合成模块的仿真信号输入端连接；控制模块的一路输出接口和噪声与辐射仿真信号产生模块的控制信号输入端单向连接、另一路输出接口与信号合成模块的控制信号输入端单向连接；控制模块的另一路接口双向连接至用户输入与显示模块。将信号合成模块的话音信号输入端、合成音频信号输出端分别连接于实装无线电台的音频输出端、音频终端，将控制模块的收发信状态检测端与实装无线电台的收发信控制端相接，即可使得实装无线电台输出的话音信号经仿真处理后，再传输至音频终端。
文档编号H04W24/06GK202014370SQ201120094990
公开日2011年10月19日 申请日期2011年4月2日 优先权日2011年4月2日
发明者吴平, 孔俊, 王宏, 王宗祥, 赵霖 申请人:中国人民解放军蚌埠坦克学院