一种短波信息光电观察传输系统及其通信方法_4

文档序号:9792409阅读:来源:国知局
片对音频放大后的数据信息和调制后的控制指令进行复用或解复用。
[0075]所述第二功率放大器单元,主要对经过窄带滤波后的射频信号进行放大,使之产生短波发射机所需的功率信号,所述功率放大器单元由前级放大器、末前级放大器及末级放大器组成。
[0076]本实施例中,短波收发信机应用当代最先进的数字信号处理技术实现信道数字化、业务数字化及应用软件算法实现了功率的实时控制,所述短波收发信机的内部主要由第三数字信号处理单元、第三主控制器单元、第三射频放大器单元、第三频率合成器单元、第三预后选器单元、第三分波段滤波器单元、第三音频放大器单元、第三抗噪单元、第三功率放大器单元、第三外部设备组成。
[0077]收通路:第三射频放大器单元包含两个射频放大输入端,第三频率合成器单元包含三个频率合成输出端口和一个频率切换控制端,第三预后选器单元包含一个预后选波段切换控制端,第三分波段滤波器单元包含一个分波段切换控制端;第三预后选器单元的输出端电连接第三射频放大器单元的输入端,第三射频放大器单元的输出端电连接第三抗噪单元的输入端,第三抗噪单元的输出端电连接第三数字信号处理单元的输入端,第三数字信号处理单元的输出端电连接第三音频放大器单元的输入端,第三音频放大器单元的输出端电连接第三频率合成器单元的输入端,第三频率合成器单元的三个频率合成输出端口分别电连接第三射频放大器单元的两个射频放大输入端和第三数字信号处理单元的时钟输入端,第三主控制器单元的3个主控制端分别电连接第三频率合成单元的频率切换控制端、第三预后选器单元的预后选波段切换控制端、第三分波段滤波器单元的分波段切换控制端。
[0078]远端自动天线调谐器接收所述整形滤波后的射频功率信号,所述整形滤波后的射频功率信号为1.60000MHz?29.99999MHz,并且包含有语音信息、图像信息、文字信息、控制指令,然后将所述整形滤波后的射频功率信号通过第三天调电源接口单元发送至第三预后选器单元进行窄带选频,得到窄带选频后的射频信号,并将窄带选频后的射频信号发送至第三射频放大器单元,第三频率合成器单元给第三射频放大器单元提供第五本振信号和第六本振信号,第三射频放大器单元对窄带选频后的射频信号、第五本振信号和第六本振信号依次进行混频、选频和放大,得到500kHz的中频信号,将所述500kHz的中频信号发送至第三数字信号处理单元,第三数字信号处理单元中对500kHz的中频信号依次进行模数采样、数字下变频及解调,得到解调处理后的中频信号,所述解调处理后的中频信号包含解调处理后的数据信息、解调处理后的控制指令,解调处理后的数据信息进入第三音频放大器单元进行放大后输出至第三外部设备,解调处理后的控制指令输出至远端短波通信控制器。
[0079]发通路:第三音频放大器单元输出端电连接第三抗噪单元输入端,第三抗噪单元输出端电连接第三数字信号处理单元输入端,第三数字信号处理单元输出端电连接第三射频放大器单元输入端,第三射频放大器单元输出端电连接第三预后选器输入端,第三预后选器输出端电连接第三功率放大单元输入端,第三功率放大器单元输出端电连接第三分波段滤波器输入端,第三分波段滤波器输出端电连接短波收发信机的射频输出端。第三频率合成单元包含一个频率合成切换控制端,第三预后选器单元包含一个预波段切换控制端,第三分波段滤波器单元包含一个分波段切换控制端口,第三射频放大器单元包含两个发射频输入端,第三频率合成器单元包含三个合成输出端,第三频率合成器单元的三个合成输出端分别电连接第三射频放大器单元的两个发射频输入端和第三数字信号处理单元的时钟输入端,第三主控制器单元包含三个主控制端口,且分别电连接第三频率合成单元的频率合成切换控制端、第三预后选器单元的预波段切换控制端和第三分波段滤波器单元的分波段切换控制端口。
[0080]第三音频放大器单元接收第三外部设备发送过来的解调处理后的数据信息,并将所述解调处理后的数据信息首先进行音频放大,得到音频放大信号,然后再将音频放大信号发送至第三数字信号处理单元,同时将数据信号直接由第三外部设备发送至第三数字信号处理单元,将解调处理后的控制指令由远端短波通信控制器发送至第三数字信号处理单元,第三数字信号处理单元对音频放大信号和解调处理后的控制指令依次进行调制、数字上变频和数模转换后,得到500KHz的发中频信号,然后将500KHz的发中频信号送入至射频放大器单元。同时,第三频率合成器单元给第三射频放大器单元提供第七本振信号和第八本振信号,第三射频放大器单元对500kHz的发中频信号、第七本振信号和第八本振信号依次进行混频、选频和放大后得到发射频信号,所述发射频信号频率范围为1.60000MHz?29.99999MHz,第三预后选器单元对所述发射频信号进行窄带选频滤波,得到窄带选频滤波后的发射频信号,第三功率放大器单元对所述窄带选频滤波后的发射频信号进行三级放大,得到射频功率信号,第三分波段滤波器单元对所述射频功率信号进行滤波处理后发送至进入第三天调电源接口单元,并发送至远端自动天线调谐器,远端自动天线调谐器与天线进行匹配后,通过天线向空间辐射。
[0081]具体地,所述第三数字信号处理单元,主要使用数字信号处理器(Digital SignalProCeSsing,DSP)芯片实现500kHz中频信号的调制解调或数字上下变频,同时实现自动控制通信、跳频、数据传输、数字化,以及与通信控制器和主控制器之间的通信。
[0082]所述第三主控制器单元,主要使用微处理器(Advanced rise machines,ARM)芯片实现对短波收发信机的自检控制、第三分波段滤波器和第三预后选器单元的波段切换控制、第三频率合成器单元的频率切换控制以及第三功率放大器单元的功率控制,以及通过远端短波通信控制器完成信令信号的传输。
[0083]所述第三射频放大器单元主要完成两次混频,具体为:发射时由频率为500kHz的第二中频信号变换为频率为45.5MHz的第一中频信号,以及由频率为45.5MHz的第一中频信号变换到频率范围为1.6?30MHz的射频信号的上下变频、射频信号的放大、自动增益控制(AGC)或自动电平控制(ALC);接收时由频率范围为1.6?30MHz的射频信号变换为频率为45.5MHz的一中频信号,以及由频率为45.5MHz的第一中频信号频率为500kHz的二中频信号的上下变频、射频信号的放大、自动增益控制(AGC)或自动电平控制(ALC)。
[0084]所述第三频率合成器单元,主要由直接数字式频率合成器(DirectDigitalSynthesizer,DDS)电路产生短波收发信机中包含的第三射频放大器单元需要的第七本振信号、第八本振信号,同时也产生数字信号处理器(Digital Signal Processing,DSP)单元所需的主时钟信号,所述第七本振信号的频率范围为47.1MHz?75.4999MHz,所述第八本振信号频率为46MHz,所述第三数字信号处理器(Digital Signal Processing,DSP)单元所需的主时钟信号为18.432MHz。
[0085]所述第三预后选器单元,主要对射频信号进行窄带滤波,滤除无用信号及谐波信号。
[0086]所述第三分波段滤波器单元,主要滤除或抑制经功率放大器后产生的无用信号或谐波信号。
[0087]所述短波收发信机,还包括天调电源接口单元,所述天调电源接口单元分别为第三数字信号处理单元、第三主控制器单元、第三射频放大器单元、第三频率合成器单元、第三预后选器单元、第三分波段滤波器单元、第三音频放大器单元、第三抗噪单元、第三功率放大器单元供电。
[0088]所述第三功率放大器单元由前级放大器、末前级放大器和末级放大器组成,主要对射频信号进行放大,使之产生发射机所需的功率信号;
[0089]本实施例中,短波全双工中心站中的短波通信控制器,和通信子站中的短波通信控制器I都是所述一种VOS短波信息系统的核心节点,短波全双工中心站中的短波通信控制器通过RS-422接口将接收机、发射机有机的联系在一起,同时接收、处理远端台站发送过来的语音信号、数据信号或信令信号并下发信令信号。
[0090]本发明实施例中,接收站电源和发射站电源分别给第I部短波双工接收机、中心站短波通信控制器和第I部短波发射机I提供直流稳压电源,主要有短波双工接收机I所需的13.8V稳压电源和短波发射机所需的24V稳压电源,以及短波通信控制器所需的13.8V稳压电源。
[0091]本发明实施例中,所述短波天线共用器的作用是对接收到的频率范围为1.6?30MHz的射频信号进行隔离或分离,或是将接收到的频率范围为1.6?30MHz的射频信号经过数字信号处理处理后得到基带信号,该基带信号包括语音信号、数据信号或信令信号;由于每部短波双工接收机不可能采用I付双极天线,所以需要有专用设备将所述频率范围为1.6?30MHz的射频信号进行隔离或分离到每部短波双工接收机;所述短波天线共用器具有路间隔离度好,三阶截点指标高的优点。
[0092]参照图2,为本发明实施例中短波全双工中心站和远端台站的结构示意图;本实施例中的中心站外接设备为外接耳机话筒设备,所述外接耳机话筒设备将音频信号发送至短波双工接收机,短波双工接收机接收所述外接设备发送过来的音频信号,并将所述音频信号调制成基带信号,再将所述基带信号发送至短波发射机;短波发射机接收所述短波双工接收机发送过来的基带信号,并将所述基带信号调制成射频信号发射出去。
[0093]第I部短波双工接收机接收所述射频信号,并将接收到的所述射频信号放大并变频到中频500kHz以上,然后再解调成音频信号发送至短波全双工中心站中的外接耳机话筒设备进行输出。
[0094]其中,图3为本发明实施例中接收站天线布局示意图;图4为本发明实施例中发射站站天线布局示意图;结合图3、图4可以看出,在影响短波通信效果的主要因素中,双极天线是首要的;选择一副
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