一种航空声呐浮标的水面处理电路的制作方法

本发明涉及航空声呐浮标领域，尤其涉及一种航空声呐浮标的水面处理电路。

背景技术：

1、航空声呐浮标是将水下目标探测结果通过水面无线电发送出去的设备，通常包含共九型声呐浮标。各型浮标水面处理电路的功能需求多样，调制方式有fm模拟调制和gmsk数字调制，水面水下通信有模拟通信和数字通信，两种电路形式完全不同，不利于浮标大规模生产对电路统型和降成本的要求。采用软件无线电的方式可以将二者进行统一，但软件无线电算法复杂，算法资源需求高，需要大规模集成电路，增加了电路的复杂度和成本。

2、航空声呐浮标在工作前需要将工作参数预定设置存储，浮标工作后进行加载。传统方式是采用按键和数码管显示的方式进行手动设置，设置效率低，而且设置参数时浮标需要处于通电状态。

3、航空声呐浮标实际工作状态时天线是展开状态，产品完成装配时天线是折叠状态，天线在折叠状态下无法通过无线电方式完成完整浮标链路的检测，因此传统检测方式只会在浮标的生产中进行过程检测，而在浮标装配完成处于折叠状态后功率无法辐射出，检测时会损坏电路，导致难以再进行最终检测。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种航空声呐浮标的水面处理电路，简化航空声呐浮标水面处理电路设计、降低软件复杂度、便于对浮标进行参数设置，并提升浮标整体测试性。

2、本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种航空声呐浮标的水面处理电路，包括dds信号生成单元、cpld控制单元、音频加法电路、供电通信复用电路、参数存储电路和射频开关电路；

3、参数存储电路上设有能够进行无线读写的nfc 射频标签，cpld控制单元能够读取nfc 射频标签内存储的浮标工作参数；

4、供电通信复用电路用于向浮标供电、并接收北斗定位系统的北斗定位数据，供电通信复用电路还能够与浮标的水下分机进行双向通信，并接收水下分机的水下检测数据；

5、cpld控制单元能够对数据进行fm调制或gmsk调制，当进行fm调制时，cpld控制单元将浮标工作参数传递至音频加法电路，供电通信复用电路将北斗定位数据和水下检测数据传递至音频加法电路，音频加法电路能够将浮标工作参数、北斗定位数据和水下检测数据的2fsk信号叠加生成宽带音频信号，cpld控制单元能够对宽带音频信号进行采样，并根据采样后得到的数字信号生成频率配置字；

6、当进行gmsk调制时，供电通信复用电路将北斗定位数据和水下检测数据传递至cpld控制单元，cpld控制单元能够将浮标工作参数、北斗定位数据和水下检测数据汇集后进行高斯滤波，并根据滤波后得到的数字信号生成频率配置字；

7、cpld控制单元能够根据频率配置字向dds信号生成单元发送波形控制信号，dds信号生成单元能够生成水面发射调制信号并传递至射频开关电路，射频开关电路同时与浮标的天线和浮标的检测口连接，当浮标处于工作状态时，cpld控制单元能够控制射频开关电路将输出信号切换至天线以进行信号辐射；

8、nfc 射频标签内还存储有浮标测试数据，当浮标处于测试状态时，cpld控制单元能够读取浮标测试数据并向dds信号生成单元发送波形控制信号，dds信号生成单元能够生成浮标测试调制信号并传递至射频开关电路，cpld控制单元能够控制射频开关电路将输出信号切换至检测口以进行浮标检测。

9、优选的，cpld控制单元通过高低电平切换对射频开关电路进行切换控制。

10、优选的，水面处理电路还包括入水感知电路，入水感知电路能够在浮标入水时导通并在浮标出水时截止，从而使浮标入水自动通电、出水自动断电。

11、优选的，所述入水感知电路上设有光耦和pmos管，光耦能够在浮标入水时导通并控制pmos栅极电压降低，从而使pmos管导通以便于浮标通电，光耦能够在浮标出水时截止并控制pmos栅极电压升高，从而使pmos管截止以便于浮标断电。

12、根据上述技术方案，本发明的有益效果是：

13、本发明设置在航空声呐浮标的水面分机上，采用cpld作为控制处理器，在cpld上完成fm或gmsk波形的预处理，生成相位控制配置字，fm信号的相位控制字通过直接采样音频加法电路波形得到，gmsk信号相位控制字通过高斯滤波后得到时域信号获取，高斯滤波器的系数能够在程序中进行预置，将传统的fm调制需要的压控振荡电路、上变频电路或gmsk调制需要的软件无线电算法通过简单的相位控制实现，将fm模拟调制和gmsk数字调制通过dds信号生成单元统型起来，方便地解决了水面信号发射问题，省去了复杂的振荡混频电路或软件无线电算法，简化了航空声呐浮标的水面信号处理流程。

14、本发明中参数存储电路的nfc 射频标签能够进行无线读写，在浮标装配完成后，即使浮标处于断电状态，也可以通过射频读写器以无线的方式向nfc 射频标签内进行参数设置，不仅设置效率高，也避免了现有的浮标在设置参数时需要处于通电状态的不便。

15、本发明的射频开关电路能够将输出信号分别输出至天线或检测口，因此在天线展开的正常工作状态下，射频开关电路能够将输出信号切换至天线以进行开环辐射，而当产品完成装配后，天线在折叠状态下需要进行测试时，射频开关电路能够将输出信号切换至检测口进行闭环检测，实现浮标在出厂时能进行全状态测试，避免因浮标天线处于折叠状态而难以进行功率检测的情况，既能对装配后的浮标进行完整检测，又不会损坏电路，提升了浮标的测试性。

技术特征：

1.一种航空声呐浮标的水面处理电路，其特征在于：包括dds信号生成单元（1）、cpld控制单元（2）、音频加法电路（3）、供电通信复用电路（4）、参数存储电路（5）和射频开关电路（7）；

2.根据权利要求1所述的一种航空声呐浮标的水面处理电路，其特征在于：cpld控制单元（2）通过高低电平切换对射频开关电路（7）进行切换控制。

3.根据权利要求1所述的一种航空声呐浮标的水面处理电路，其特征在于：还包括入水感知电路（6），入水感知电路（6）能够在浮标入水时导通并在浮标出水时截止，从而使浮标入水自动通电、出水自动断电。

4.根据权利要求3所述的一种航空声呐浮标的水面处理电路，其特征在于：所述入水感知电路（6）上设有光耦和pmos管，光耦能够在浮标入水时导通并控制pmos栅极电压降低，从而使pmos管导通以便于浮标通电，光耦能够在浮标出水时截止并控制pmos栅极电压升高，从而使pmos管截止以便于浮标断电。

技术总结
一种航空声呐浮标的水面处理电路，包括DDS信号生成单元、CPLD控制单元、音频加法电路、供电通信复用电路、参数存储电路和射频开关电路，通过CPLD控制单元进行FM调制或GMSK调制，生成相位控制配置字，FM信号的相位控制字通过直接采样音频加法电路波形得到，GMSK信号的相位控制字通过高斯滤波后得到时域信号获取，将FM模拟调制和GMSK数字调制通过DDS信号生成单元统型起来，方便地解决了水面信号发射问题，省去了复杂的振荡混频电路或软件无线电算法，参数存储电路的NFC射频标签能够进行无线读写，设置效率高，避免了现有的浮标再设置参数时需要处于通电状态的不便；射频开关电路能够将输出信号分别输出至天线或检测口，实现浮标在出厂时能进行全状态测试。

技术研发人员：刘金博,崔岩,严军毅
受保护的技术使用者：洛阳隆盛科技有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13