无人机海事话音通信系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种无人机海事话音通信系统，该系统包括调频设备、海事电台收发信机、视距链路收发组合、地面站和海事电台地面语音控制终端，调频设备与海事电台收发信机在156.000MHz～173.975MHz频段内进行话音通信，海事电台收发信机、视距链路收发组合、地面站和海事电台地面语音控制终端之间的信号以RS422形式进行通信。本实用新型实现了与被救援船只的话音通话，可及时的了解救援船只的情况。
【专利说明】
无人机海事话音通信系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及通信系统领域，尤其是涉及一种无人机海事话音通信系统。
【背景技术】
[0002]无人机在进行海上搜救过程中，需要地面指挥中心与海上被救援船只进行话音通信。被救援船只配备海事电台，工作频段在156MHz?174MHz内调频通信，而国内外市场上没有装载在无人机上进行通信的海事电台，因此无法实现指挥中心与被救援船只之间的通
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【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于:针对现有技术存在的问题，提供一种无人机海事话音通信系统，解决指挥中心与海上被救援船只之间的通信问题。
[0004]本实用新型的实用新型目的通过以下技术方案来实现:
[0005]—种无人机海事话音通信系统，其特征在于，该系统包括调频设备、海事电台收发信机、视距链路收发组合、地面站和海事电台地面语音控制终端，调频设备与海事电台收发信机在156.0OOMHz?173.975MHz频段内进行话音通信，海事电台收发信机、视距链路收发组合、地面站和海事电台地面语音控制终端之间的信号以RS422形式进行通信。
[0006]作为进一步的技术方案，所述海事电台收发信机包括音频板、电源板、发射调制板、功放板和射频前端模块，所述电源板用于提供电源，所述发射调制板、功放板和射频前端模块分别与音频板连接。
[0007]作为进一步的技术方案，所述音频板包括A/D采样芯片、语音编解码芯片、单片机和FPGA芯片;射频前端模块的音频输入信号经过A/D采样芯片后，发送给语音编解码芯片进行编码;FPGA芯片将语音编解码芯片编码后的信号和单片机发送过来的频率字进行重组，然后发送给视距链路收发组合。
[0008]作为进一步的技术方案，所述发射调制板包括滤波器和调制器。
[0009]作为进一步的技术方案，所述射频前端模块包括带通滤波器、LNA、功分器、电调滤波器、混频器、中频滤波器、中频解调芯片、频率合成器和FSK解调器，所述带通滤波器依次连接LNA、功分器、电调滤波器、混频器、中频滤波器、中频解调芯片，频率合成器与混频器连接，功分器与FSK解调器连接。
[0010]作为进一步的技术方案，所述功放板包括低通滤波器、衰减器、前级功放模块、末级功放模块和收/发开关，低通滤波器的一端与射频前端模块的混频器连接、另一端依次连接衰减器、前级功放模块、末级功放模块，末级功放模块通过收/发开关与射频前端模块的带通滤波器连接
[0011]作为进一步的技术方案，所述海事电台地面语音控制终端包括PC机控制终端和语音调制解调板，PC机控制终端通过串口和语音调制解调板中FPGA芯片互传频率控制命令，语音调制解调板对话音信号进行编解码处理。
[0012]作为进一步的技术方案，所述语音调制解调板包括话音处理模块、A/D采样芯片、语音编解码芯片和FPGA芯片，所述话音处理模块依次与A/D采样芯片、语音编解码芯片和FPGA芯片连接，FPGA芯片与地面站连接，话音处理模块与话筒喇叭连接。
[0013]与现有技术相比，本实用新型具有以下优点:
[0014]1、话音编码频道占用低:根据实际的使用情况，海事电台编码速率不能超过2.4K，所以，选用2k编码速率的芯片，按照和视距链路收发组合的串口通信协议，以115200bps速率发送给视距链路收发组合。
[0015]2、由于采用了本技术方案，实现了与被救援船只的话音通话，可及时的了解救援船只的情况。
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型的结构不意图；
[0017]图2为海事电台收发信机音频板原理框图；
[0018]图3为海事电台收发信机的结构示意图；
[0019]图4为海事电台地面语音控制终端原理框图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。
[0021 ]实施例
[0022]本实用新型提供一种无人机海事话音通信系统，如图1所示，由以下几部分组成:调频设备、海事电台收发信机、视距链路收发组合、地面站和海事电台地面语音控制终端。调频设备采用常规调频设备，应用时，该设备放置在船只上。海事电台收发信机在156.0OOMHz?173.975MHz频段内可与常规调频设备进行话音通信，当收到调频设备发出的信号时，其解调的音频信号经过数字化处理后，以RS422形式传给设置在无人机上的视距链路收发组合。海事电台地面语音控制终端将地面站传来的RS422信号还原为话音信号和显示电台工作状态。当地面人员发出话音指令和控制工作频率后，海事电台地面语音控制终端以RS422形式发给地面站。海事电台收发信机接收到视距链路收发组合传来的RS422信号，将此话音指令调频放大在156.0OOMHz?173.975MHz频段内发射出去。
[0023]海事电台收发信机的结构如图2、图3所示，包括音频板、电源板、发射调制板、功放板和射频前端模块。其中:
[0024]音频板:包括A/D采样芯片、语音编解码芯片、单片机和FPGA芯片;射频前端模块的音频输入信号经过A/D采样芯片后，发送给语音编解码芯片进行编码;FPGA芯片将语音编解码芯片编码后的信号和单片机发送过来的频率字进行重组，然后发送给视距链路收发组合。单片机将继续控制射频前端模块，发射调制板，功放板。FPGA芯片做为收发信机的主控单元，与视距链路收发组合进行协议交换，对收发信机进行收发控制。
[0025]电源板:输出电台各个信号板所使用的电源电压。其主要包括电源滤波模块、12V稳压输出模块、15V稳压输出模块、-15V稳压输出模块和5V稳压输出模块。
[0026]发射调制板包括滤波器和调制器。
[0027]功放板:收/发切换、对激励信号进行功率放大。其主要包括低通滤波器、衰减器、前级功放模块、末级功放模块和收/发开关，低通滤波器的一端与射频前端模块的混频器连接、另一端依次连接衰减器、前级功放模块、末级功放模块，末级功放模块通过收/发开关与射频前端模块的带通滤波器连接。
[0028]射频前端模块:接收信号的解调、接收到浮标信息进行解调、产生发射激励信号。其主要包括带通滤波器、LNA、功分器、电调滤波器、混频器、中频滤波器、中频解调芯片、频率合成器和FSK解调器，所述带通滤波器依次连接LNA、功分器、电调滤波器、混频器、中频滤波器、中频解调芯片，频率合成器与混频器连接，功分器与FSK解调器连接。
[0029]海事电台收发信机工作过程如下:
[0030]A、射频前端模块音频输入信号进入时，接收控制信号由单片机发送至FPGA，FPGA将接收数字滤波器打开，音频信号经过芯片AD73311进行A/D转换，发送给AMBE2000进行编码(2k速率)处理后发送至FPGA，FPGA将接收的AMBE2000编码后的信号和单片机发送过来的频率字进行重组，并将此话音信号以丨15200bps速率送至视距链路收发组合。
[0031 ] B、视距链路收发组合将话音数据传给音频板的FPGA芯片后，FPGA芯片将此协议解包并提取工作频率参数和话音数据:将接收到的工作频率参数发送给单片机，单片机使收发信机工作在当前工作频率，同时将单片机发射控制角拉低，打开收发信机的发射通道;接收到的话音数据按照AMBE2000数据格式恢复成384bit数据，并送往AMBE2000进行解码处理，解码后此数据送给AD73311进行语音数据的恢复，同时，将发射数字滤波器打开，发射命令发往单片机，使射频前端模块、发射调制板和功放板都处于发射状态。数字话音信号经解码处理、D/A转换后送至发射调制板进行调制。
[0032]另外，当FPGA同时接收到解码数据和发射数字话音时，先将解码数据发送至视距链路收发组合后在进行发射数字话音的处理。
[0033]FPGA接收到收发信机的工作频率协议时，FPGA对此协议进行解析，收发信机工作频率发送给单片机，单片机对当前收发信机工作频率进行更改。同时，单片机将更改后的频率返回给FPGA，FPGA将返回工作频率信息连续三次发送给视距链路收发组合。
[0034]海事电台地面语音控制终端的结构如图4所示，包括PC机控制终端和语音调制解调板，PC机控制终端通过串口和语音调制解调板中FPGA芯片互传频率控制命令，语音调制解调板对话音信号进行编解码处理。PC机控制终端作用是发送海事电台收发信机工作频率，接收海事电台收发信机返回的工作频率。语音调制解调板作用是对话音进行数字化处理、放大。
[0035]语音调制解调板包括话音处理模块、A/D采样芯片、语音编解码芯片和FPGA芯片，所述话音处理模块依次与A/D采样芯片、语音编解码芯片和FPGA芯片连接，FPGA芯片与地面站连接，话音处理模块与话筒喇叭连接。
[0036]地面语音控制终端工作原理类似于收发信机音频板工作原理:
[0037]1.话音信号发送给地面站
[0038]在地面话音通话时，按下话筒PTT，发射数字滤波器打开，话音信号放大经过A/D采样后，发送给AMBE2000进行编码(2k速率)，FPGA芯片接收AMBE2000编码后的信号后，进行重新组侦(13EC+40bit数据)；FPGA接收PC机发送的频率字，FPGA对话音编码后的数据和频率字进行重组，并按串口协议，以115200bps速率发送给地面站。
[0039]2.话音信号的接收
[0040]语音调制解调板的FPGA芯片按照串口协议，接收地面站发送的数据，并提取话音数据和频率字，将接收到的协议数据恢复成话音数据，发送给AMBE2000进行解码，将解码后的数据送给D/A，然后再送给话音处理模块进行音频放大处理后送至喇叭，将接收到的频率字返回给PC机。
[0041 ]另外，FPGA同时接收到解码数据和发射数字话音时，先将发射数字话音发送至地面站后在进行解码数据的处理。
[0042]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，应当指出的是，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种无人机海事话音通信系统，其特征在于，该系统包括调频设备、海事电台收发信机、视距链路收发组合、地面站和海事电台地面语音控制终端，调频设备与海事电台收发信机在156.0OOMHz?173.975MHz频段内进行话音通信，海事电台收发信机、视距链路收发组合、地面站和海事电台地面语音控制终端之间的信号以RS422形式进行通信。2.根据权利要求1所述的一种无人机海事话音通信系统，其特征在于，所述海事电台收发信机包括音频板、电源板、发射调制板、功放板和射频前端模块，所述电源板用于提供电源，所述发射调制板、功放板和射频前端模块分别与音频板连接。3.根据权利要求2所述的一种无人机海事话音通信系统，其特征在于，所述音频板包括A/D采样芯片、语音编解码芯片、单片机和FPGA芯片;射频前端模块的音频输入信号经过A/D采样芯片后，发送给语音编解码芯片进行编码;FPGA芯片将语音编解码芯片编码后的信号和单片机发送过来的频率字进行重组，然后发送给视距链路收发组合。4.根据权利要求2所述的一种无人机海事话音通信系统，其特征在于，所述发射调制板包括滤波器和调制器。5.根据权利要求2所述的一种无人机海事话音通信系统，其特征在于，所述射频前端模块包括带通滤波器、LNA、功分器、电调滤波器、混频器、中频滤波器、中频解调芯片、频率合成器和FSK解调器，所述带通滤波器依次连接LNA、功分器、电调滤波器、混频器、中频滤波器、中频解调芯片，频率合成器与混频器连接，功分器与FSK解调器连接。6.根据权利要求2所述的一种无人机海事话音通信系统，其特征在于，所述功放板包括低通滤波器、衰减器、前级功放模块、末级功放模块和收/发开关，低通滤波器的一端与射频前端模块的混频器连接、另一端依次连接衰减器、前级功放模块、末级功放模块，末级功放模块通过收/发开关与射频前端模块的带通滤波器连接。7.根据权利要求1所述的一种无人机海事话音通信系统，其特征在于，所述海事电台地面语音控制终端包括PC机控制终端和语音调制解调板，PC机控制终端通过串口和语音调制解调板中FPGA芯片互传频率控制命令，语音调制解调板对话音信号进行编解码处理。8.根据权利要求7所述的一种无人机海事话音通信系统，其特征在于，所述语音调制解调板包括话音处理模块、A/D采样芯片、语音编解码芯片和FPGA芯片，所述话音处理模块依次与A/D采样芯片、语音编解码芯片和FPGA芯片连接，FPGA芯片与地面站连接，话音处理模块与话筒喇叭连接。
【文档编号】H04H20/08GK205430522SQ201521068500
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2015年12月18日
【发明人】王健安
【申请人】成都航天通信设备有限责任公司