灵活的集成通信和导航收发器系统的制作方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]最近已经重新分配先前被专门分配用于测距设备(DME)导航的在960MHz和1215MHz之间的航空无线电导航频带(除了少数信道之外)，以还允许引入用于航空安全应用的新的空对地(ATG)通信系统。预期到对用于DME的频谱的减少的需求，这已经完成，因为全球定位系统(GPS)和全球导航卫星系统(GNSS)正变成用于导航的主要机制。然而，对于可预见的未来，DME将仍然被用作GPS/GNSS的备份。
[0002]为了促进新的ATG通信系统的引入和与DME的共存，最小化对飞行器的改变(诸如添加新的线路可替换单元、天线、布线等等)是合期望的。
【发明内容】
[0003]一种用于航空电子无线电的集成收发器系统包括第一收发器，第一收发器包括:与第一天线可操作地通信的第一双工器，被配置成向第一双工器发送RF信号以供第一天线传输的第一发射器，被配置成通过第一双工器从第一天线接收RF信号的第一接收器，以及与第一发射器可操作地通信的第一数字处理器。第一收发器可重配置用于空对地(ATG)通信或测距设备(DME)导航。第二收发器包括:与第二天线可操作地通信的第二双工器，被配置成向第二双工器发送RF信号以供第二天线传输的第二发射器，被配置成通过第二双工器从第二天线接收RF信号的第二接收器，以及与第二接收器可操作地通信的第二数字处理器。第二收发器可重配置用于ATG通信、DME导航、应答器(transponder)信号通信或卫星通信。第一收发器和第二收发器被集成到航空电子无线电的单个线路可替换单元中。
【附图说明】
[0004]从参考附图的以下描述中，本发明的特征对本领域技术人员将变得显而易见。理解到附图仅描绘了典型的实施例，并且因此不被认为在范围上限制，将通过使用附图用附加的特征和细节描述该发明，其中:
图1是根据一个实施例的集成收发器系统的框图；
图2是图示在图1的收发器系统中采用的发射器和接收器的进一步的细节的框图；
图3是图示在图1的收发器系统中采用的可重配置的双工器的进一步的细节的框图，； 图4是根据另一个实施例的集成收发器系统的框图；
图5是图示在图4的收发器系统中采用的发射器和接收器的进一步的细节的框图；
图6是图示根据进一步的实施例的集成收发器系统的框图；以及图7是图示在图6的收发器系统中采用的发射器和接收器的进一步的细节的框图。
【具体实施方式】
[0005]在以下详细描述中，足够详细地描述实施例以使得本领域技术人员能够实践本发明。应理解的是:可以在不脱离该发明的范围的情况下利用其它实施例。以下详细描述因此不被视为具有限制意义。
[0006]本文公开一种用于航空电子无线电的灵活的集成收发器系统。该收发器系统可重配置成支持多个不同的通信和导航功能。收发器系统被实现以使得没有单个故障导致导航和通信功能性二者的损失。
[0007]在一个实施例中，收发器系统包括收发器对，其可被配置成作为两个不同的收发器操作，一个作为空对地(ATG)通信收发器，而另一个作为测距设备(DME)导航收发器。收发器均包括单个天线连接，但是能够在两个不同的频率或相同的频率上进行发射/接收(双工)操作。
[0008]在另一个实施例中，收发器对被重配置成作为单个ATG通信收发器操作，所述单个ATG通信收发器采用用于双发射和双接收操作的双天线。此配置支持分集发射/接收操作，该操作可用于在固定信道分配中使ATG系统的数据吞吐量加倍。
[0009]在进一步的实施例中，收发器对被重配置成作为双独立DME收发器操作，均具有其自己的天线连接和功率供应，以确保没有单个故障导致两个DME功能的损失。
[0010]在其它实施例中，收发器可重配置以使得一个收发器用于ATG通信，而另一个收发器用于应答器信号通信、卫星通信等等。
[0011]后文参考附图描述本收发器系统的进一步的细节。
[0012]图1图示根据一个实施例的集成收发器系统100，其被配置用于ATG通信和DME导航。收发器系统100通常包括被配置用于DME的第一收发器110和被配置用于ATG的第二收发器130，第一收发器110和第二收发器130被集成到单个线路可替换单元(LRU)150中。在一个实施例中，LRU 150被配置成作为使用收发器110和收发器130的两个独立的收发器操作。此外，收发器110和130可重配置用于在两个不同频率或相同频率上的双工操作。
[0013]收发器110包括与DME天线114可操作地通信的DME发射/接收(Tx/Rx)双工器112。DME发射器116被配置成向双工器112发射RF信号以供天线114传输。DME接收器118被配置成通过双工器112从天线114接收RF信号。DME数字处理器120被配置成向发射器116发送数字信号，并从接收器118接收数字信号。第一功率供应122可操作地耦合到双工器112、发射器116、接收器118和数字处理器120。
[0014]收发器130包括与ATG天线134可操作地通信的ATG Tx/Rx双工器132。ATG发射器136被配置成向双工器132发送RF信号以供天线134传输。ATG接收器138被配置成通过双工器132从天线134接收信号。ATG数字处理器140被配置成向发射器136发送数字信号，并从接收器138接收数字信号。第二功率供应142可操作地耦合到双工器132、发射器136、接收器138和数字处理器140。
[0015]图2图示根据一个实施例的在收发器系统100中采用的集成收发器配置的进一步的细节。收发器系统100的各种发射器、接收器和数字处理器被配置成作为两个独立的DME和ATG收发器操作，其均采用一个天线用于发射和接收。此外，发射器和接收器被配置成使用独立的本地振荡器和时钟。
[0016]如图2中所示，DME发射器116包括接收来自DME数字处理器120的数字信号和Tx时钟信号153的数模转换器(DAC)152。带通滤波器154从DAC 152接收模拟信号，并将经滤波的信号传递到混频器(mixer) 156，所述混频器156还接收Tx本地振荡器(L0)信号157。放大器158从混频器156接收经混频的信号，并且向DME Tx/Rx双工器112输出经放大的信号，DME Tx/Rx双工器112向天线114输出DME信号以供传输。
[0017]DME接收器118包括通过双工器112从天线114接收RF信号的放大器162。混频器164接收来自放大器162的经放大的信号和Rx L0信号163。带通滤波器166从混频器164接收经混频的信号，并且将经滤波的信号传递到模数转换器(ADC) 168，所述模数转换器168还接收Rx时钟信号169。ADC 168向数字处理器120输出数字信号以供进一步处理。
[0018]ATG发射器136包括接收来自ATG数字处理器140的数字信号和Tx时钟信号173的DAC 172。带通滤波器174从DAC 172接收模拟信号，并且将经滤波的信号传递到混频器176，所述混频器176还接收Tx L0信号177。放大器178从混频器176接收经混频的信号，并且向ATG Tx/Rx双工器132输出经放大的信号，ATG Tx/Rx双工器132向天线134输出ATG信号以供传输。
[0019]ATG接收器138包括通过双工器132从天线134接收RF信号的放大器182。混频器184接收来自放大器182的经放大的信号和Rx L0信号183。带通滤波器186从混频器184接收经混频的信号，并且将经滤波的信号传递到ADC 188，所述A⑶188还接收Rx时钟信号189。ADC 188向数字处理器140输出数字信号以供