四通道短波大功率数控跳频合路器的制作方法

文档序号:16095010发布日期:2018-11-27 23:28阅读:308来源:国知局

本实用新型涉及一种跳频器,尤其涉及一种四通道短波大功率数控跳频合路器。



背景技术:

目前已存在的跳频技术主要有两种,第一种技术采用高压驱动开关二极管以调节矩阵电容为架构;第二种技术则直接采用滤波器组,使用变容二极管的形式。此两种跳频技术的共同点为谐振单元的电感相对固定,采用调节电容的方式,虽然均能跳频,但是功率容量小且调谐精度不高、调节范围较窄、负载适应性不强。

当前随着短波电台的广泛使用,短波天线的布置成为困扰。当多部短波电台共同使用时,由于各系统的框架不同则会在现场布置多幅短波天线,短波天线体积较大,占地面广,如果现场短波天线距离较近,电台之间的互调则成为影响通信效能的关键因素。



技术实现要素:

本实用新型的目的就在于提供解决多部短波天台共同使用时的天线共用问题,提供一种适合于多频通信的短波大功率数控跳频合路器,极大限度的减少天线的架设数量的四通道短波大功率数控跳频合路器。

为了实现上述目的,本实用新型采用的技术方案是这样的:一种四通道短波大功率数控跳频合路器,包括四个跳频器,所述跳频器包括两个独立的腔室,分别设置在腔室内的滤波器电路、控制电路,滤波器电路对应的腔室两端分别设有一射频输入端和射频输出端,所述滤波器电路包括两谐振单元,所述谐振单元包括继电器电感阵列、第一继电器电容阵列和第二继电器电容阵列;

所述继电器电感阵列包括三个串联的第一电感、第二电感、第三电感,第一电感两端并联一电感控制继电器,第一电感和第二电感并联一电感控制继电器;

所述第一继电器电容阵列和第二继电器电容阵列结构相同,包括数个并联的电容,且每个电容串联一控制其通断的电容控制继电器;

所述谐振单元中,继电器电感阵列和第一继电器电容阵列并联产生并联谐振,整体再与第二继电器电容阵列串联构成串联谐振;

两谐振单元中,两个第二继电器电容阵列串联,两个继电器电感阵列分别连接接射频输入端和射频输出端;

还包括一用于调整两谐振单元耦合度和匹配负载阻抗的第三继电器电容阵列,所述第三继电器电容阵列一端连连接在两个第二继电器电容阵列间,一端接地;

所述控制电路包括微处理器、与微处理器连接的继电器驱动电路,所述继电器驱动电路分别与所有电感控制继电器和电容控制继电器连接,所述继电器驱动电路用于受微处理器控制,驱动电感控制继电器和电容控制继电器工作;

还包括一壳体和一主控器,四个跳频器和主控器均位于壳体内,且四个跳频器的四个射频输入端分别通过一输入接口设置在壳体外壁,四个射频输出端连接在一起,通过一输出接口设置在腔体外壁,且所述输出接口还连接一天线;

所述主控器包括用于获取频率信号的一个输入端和连接四个微处理器的四个输出端,所述主控器用于根据输入端获取获取频率信号,处理后控制四个输出端的选通。

作为优选:继电器电感阵列中,第一电感为磁芯电感,第二电感和第三电感为电感量不同的空芯电感。

作为优选:所述第一继电器电容阵列包括七个并联的电容,每个电容的电容值采用二进制方式排列,依次呈两倍关系递增。

作为优选:所述第三继电器电容阵列包括十个并联的电容,每个电容的电容值采用二进制方式排列,依次呈两倍关系递增,每个电容均串联一电容控制继电器,且所述电容控制继电器也与继电器驱动电路连接。

与现有技术相比,本实用新型的优点在于:每个跳频器中,由于继电器电感阵列的结构,本实用新型的整个短波频段分三组,在不同的频段使用不同的电感,通过微处理器生成二进制控制信号发送给继电器驱动电路,由继电器驱动电路驱动不同的继电器电容阵列闭合与断开,改变频段的幅频相应特性,从而实现不同频点上的滤波效果。通过此跳频控制方式,可以实现在整个频段内10KHz的步进,调谐时间控制在50ms内,跳频滤波的频点超过2500个。

本实用新型中,短波频段分三组,当在不同的频段使用不同的电感时,通过微处理器控制第一继电器电容阵列、第二继电器电容阵列中的电容控制继电器,继电器电感阵列和第一继电器电容阵列满足并联谐振,并联谐振的整体再与第二继电器电容阵列满足串联谐振;同时,控制第三继电器电容阵列的电容控制继电器,用来调整两谐振单元的耦合度和匹配负载阻抗。

四个跳频器结构相同,和主控器一起,位于一个壳体中,每个跳频器均为2个独立的腔室。四个射频输入端分别通过一输入接口设置在壳体外壁,用于连接四个功放,这样,当主控器输入端获取到频率信号时,将其进行解析,解析成四个四个输出端的0、1信号,从而控制控制四个输出端的选通,达到控制四个跳频器选通的目的。本实用新型特别适合于在短波通信系统中已架设有短波天线的场所,通过加入此数控跳频合路器,四个不同的短波频率可共用一副短波天线,从而提高通信效率。

附图说明

图1为本实用新型的电路原理图;

图2为跳频器电路电力原理图;

图3为继电器电感阵列电路图;

图4为第一继电器电容阵列电路图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。

实施例1:参见图1到图4,一种四通道短波大功率数控跳频合路器,包括四个跳频器,所述跳频器包括两个独立的腔室,分别设置在腔室内的滤波器电路、控制电路,滤波器电路对应的腔室两端分别设有一射频输入端和射频输出端,所述滤波器电路包括两谐振单元,所述谐振单元包括继电器电感阵列、第一继电器电容阵列和第二继电器电容阵列;

所述继电器电感阵列包括三个串联的第一电感、第二电感、第三电感,第一电感两端并联一电感控制继电器,第一电感和第二电感并联一电感控制继电器;

所述第一继电器电容阵列和第二继电器电容阵列结构相同,包括数个并联的电容,且每个电容串联一控制其通断的电容控制继电器;

所述谐振单元中,继电器电感阵列和第一继电器电容阵列并联产生并联谐振,整体再与第二继电器电容阵列串联构成串联谐振;

两谐振单元中,两个第二继电器电容阵列串联,两个继电器电感阵列分别连接接射频输入端和射频输出端;

还包括一用于调整两谐振单元耦合度和匹配负载阻抗的第三继电器电容阵列,所述第三继电器电容阵列一端连连接在两个第二继电器电容阵列间,一端接地;

所述控制电路包括微处理器、与微处理器连接的继电器驱动电路,所述继电器驱动电路分别与所有电感控制继电器和电容控制继电器连接,所述继电器驱动电路用于受微处理器控制,驱动电感控制继电器和电容控制继电器工作;

还包括一壳体和一主控器,四个跳频器和主控器均位于壳体内,且四个跳频器的四个射频输入端分别通过一输入接口设置在壳体外壁,四个射频输出端连接在一起,通过一输出接口设置在腔体外壁,且所述输出接口还连接一天线;

所述主控器包括用于获取频率信号的一个输入端和连接四个微处理器的四个输出端,所述主控器用于根据输入端获取获取频率信号,处理后控制四个输出端的选通。

本实施例中:继电器电感阵列中,第一电感为磁芯电感,第二电感和第三电感为电感量不同的空芯电感。

所述第一继电器电容阵列包括七个并联的电容,每个电容的电容值采用二进制方式排列,依次呈两倍关系递增,如:1pF,2pF,3.9pF,8.2pF,16pF,32pF,64pF。

所述第三继电器电容阵列包括十个并联的电容,每个电容的电容值采用二进制方式排列,依次呈两倍关系递增,如:1pF,2pF,3.9pF,8.2pF,16pF,32pF,64pF,以此类推。每个电容均串联一电容控制继电器,且所述电容控制继电器也与继电器驱动电路连接,微处理器通过控制继电器驱动电路来控制第三继电器电容阵列中的继电器开关,从而达到调整两谐振单元耦合度和匹配负载阻抗的目的。

为了便于理解,我们先讲解跳频器的工作原理。

结合图3,继电器电感阵列包括三个串联的第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3,第一电感两端并联一电感控制继电器LSW1,第一电感和第二电感并联一电感控制继电器LSW2。

当电感控制继电器均不闭合时,三个电感共同工作,当电感控制继电器LSW2短路时,仅第三电感L3工作,当电感控制继电器LSW1短路时,第二电感L2和第三电感L3工作,因此可以将整个短波频段分三组,在不同的频段使用不同的电感。

参见图4,第一继电器电容阵列包括七个并联的电容C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7,每个电容串联一控制其通断的电容控制继电器CSW1、CSW2、CSW3、CSW4、CSW5、CSW6、CSW7。当工作在不同频段时,通过微处理器和继电器驱动电路来选通电容控制继电器CSW1- CSW7。

所述控制电路包括微处理器、与微处理器连接的继电器驱动电路,目的是微处理器根据工作的频段,在满足并联谐振、串联谐振的基础上,生成对应的二进制控制信号发送给继电器驱动电路,由继电器驱动电路驱动不同的继电器电容阵列闭合与断开,改变频段的幅频相应特性,从而实现不同频点上的滤波效果。通过此跳频控制方式,可以实现在整个频段内10KHz的步进,调谐时间控制在50ms内,跳频滤波的频点超过2500个。

这里为了区分四个跳频器,结合图1,我们将四个跳频器分别标记为跳频器1、跳频器2、跳频器3、跳频器4、四个跳频器和主控器都位于壳体内部,四个跳频器和的射频输入端通过输入接口转移到壳体外壁,四个跳频器合路后一个射频输出端通过输出接口也转移到壳体外壁,为了方便设置,一般是将输入接口和输出接口设置在壳体相对两侧。

本实用新型使用的时候,是用于接不同频率的功放,四个射频输入端可以连接四个功放,本实用新型结合图1将四个功放标记为功放1、功放2、功放3、功放4。然后主控器包含一个输入端,用于获取获取频率信号,包含四个输出端,分别连接四个跳频器的微处理器,根据输入信号控制四个跳频器的选通。

这里要根据输入信号控制四个跳频器的选通的方法有很多种,本实用新型中给出其中一种方式:

本实用新型中,所有滤波器电路的频点数据是前期根据实际电路调试好并预存起来的,可以存在主控器内存,也可以存在与主控器连接的外部存储器中,比如3MHz和30MHz,对应的不同的继电器开关组合,全部实现调试好预存,当3MHz的频率信号经主控器的输入端输入后,主控器根据其频率信号调用前期预存的数据,来发送给各微处理器,控制继电器的通断。也就是说,本实用新型中,当主控器收到频率信号后,会调用内存,将匹配的各继电器的控制命令发送给微处理器,由微处理器开控制继电器电感阵列、继电器电容阵列中的继电器置位。

当然根据频率信号来控制各继电器通断的方法,不仅上述一种,只要能根据需要的调试的频率信号,来控制继电器通断将滤波器电路调整到对应的频率即可。

本实用新型中,跳频器短波跳频范围为3MHz~30MHz,能通过1KW的连续波功率。当接入天线负载时,四个通道的跳频器可以单独进行调谐,本四通道短波大功率跳频滤波器短波跳频范围为3MHz~30MHz,在频率间隔≥8%的条件下能合成4KW的连续波功率输出。

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