超短波數(shù)字化跳頻電臺(tái)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及超短波數(shù)字化跳頻電臺(tái)，包括模擬前端和中頻數(shù)字化單元。模擬前端包括接收部分和發(fā)射部分；中頻數(shù)字化單元包含與模擬前端部分連接的FPGA，以及與FPGA連接的DSP；FPGA還與DAC、DDS、D/A和A/D連接；FPGA產(chǎn)生的調(diào)諧電壓輸入到DAC，經(jīng)DAC進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)送入到跳頻濾波器。DSP與復(fù)位模塊、時(shí)鐘模塊、UART模塊、外控模塊、AMBE語音編解碼模塊、存儲(chǔ)模塊、CVSD語音編碼模塊和話音模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊連接。本實(shí)用新型符合人防標(biāo)準(zhǔn)；實(shí)現(xiàn)了中頻數(shù)字化；可在規(guī)定帶寬內(nèi)實(shí)現(xiàn)全頻段跳頻或分段跳頻，抗干擾能力強(qiáng)；兼容模擬通信系統(tǒng)；跳頻濾波器和跳頻信號(hào)源自主開發(fā)，降低了成本。
【專利說明】超短波數(shù)字化跳頻電臺(tái)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及一種跳頻電臺(tái)，尤其涉及一種超短波數(shù)字化跳頻電臺(tái)。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，由于人防系列標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)較晚，全國(guó)各地人防普遍使用的專用超短波無線通信網(wǎng)及警報(bào)控制系統(tǒng)均為模擬電臺(tái)，模擬FM及FSK調(diào)制只在有限的幾個(gè)頻率(如四個(gè))上定頻工作或慢掃描，其抗敵意干擾差、不具備保密能力，當(dāng)遇到載波或跟蹤干擾時(shí)系統(tǒng)將無法正常工作，通信內(nèi)容被敵方完全掌握，和平時(shí)期使用尚可，戰(zhàn)時(shí)極易受敵方攻擊。同時(shí)，隨著電磁環(huán)境的日趨惡化，模擬系統(tǒng)也顯得力不從心。采用抗干擾、保密無線通信技術(shù)作為人防通信及警報(bào)控制信息傳輸手段是當(dāng)今發(fā)展的方向。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題在于提供一種符合人防標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)字化、抗干擾能力強(qiáng)、保密性強(qiáng)的超短波數(shù)字化跳頻電臺(tái)，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是超短波數(shù)字化跳頻電臺(tái)，包括模擬前端和中頻數(shù)字化單元，模擬前端包括:
[0005]①接收部分:天線接收VHF射頻信號(hào)，經(jīng)低通濾波、收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)、第一跳頻濾波器、低噪放大器、第二跳頻濾波器輸入到第一混頻器，與第一本振信號(hào)混頻輸出得到163KMHZ—中頻信號(hào)，再經(jīng)一中頻放大、一中頻濾波、放大后輸入到第二混頻器，與第二本振信號(hào)混頻輸出450KHz 二中頻信號(hào)，再經(jīng)濾波、AGC放大得到450kHz/_8.5dBm 二中頻信號(hào)，輸入到中頻數(shù)字化單元；
[0006]②發(fā)射部分:中頻數(shù)字化單元輸出的已調(diào)450kHz/0dBm 二中頻信號(hào)與第二本振信號(hào)，通過第二混頻器混頻得到163MHz —中頻信號(hào)，再經(jīng)一中頻濾波后與第一本振信號(hào)通過第一混頻器混頻得到VHF射頻信號(hào)，再經(jīng)第三跳頻濾波器后進(jìn)行放大、濾波、驅(qū)動(dòng)放大，通過功放模塊、低通濾波輸出25W功率至天線；
[0007]中頻數(shù)字化單元包含與模擬前端部分連接的FPGA，以及與FPGA連接的DSP ;所述FPGA還與DAC芯片、DDS芯片、D/A芯片和A/D芯片連接；
[0008]所述FPGA產(chǎn)生的調(diào)諧電壓輸入到DAC芯片，經(jīng)DAC芯片進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)送入到跳頻濾波器。
[0009]DSP與復(fù)位模塊、時(shí)鐘模塊、UART模塊、外控模塊、AMBE語音編解碼模塊、存儲(chǔ)模塊、CVSD語音編碼模塊和話音模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊連接。
[0010]19.2MHz的基準(zhǔn)信號(hào)經(jīng)PLL產(chǎn)生480MHz的DDS芯片時(shí)鐘信號(hào)，DDS芯片的輸出信號(hào)經(jīng)第四跳頻濾波器、三倍頻、第五跳頻濾波器、放大、低通、匹配衰減器，輸出SdBm的第一本振信號(hào)。
[0011 ] 所述功放模塊的輸出信號(hào)經(jīng)定向藕合器取出正向信號(hào)進(jìn)行檢波，檢波后的直流電平與設(shè)置電平通過比較器比較后的輸出信號(hào)送入功放模塊。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果:1、本實(shí)用新型依據(jù)國(guó)家人防局的指令和人防標(biāo)準(zhǔn)《人們防空警報(bào)控制系統(tǒng)通用要求》，符合人防標(biāo)準(zhǔn)；2、通過DSP和FPGA實(shí)現(xiàn)了中頻數(shù)字化；3、本實(shí)用新型可在規(guī)定帶寬內(nèi)實(shí)現(xiàn)全頻段跳頻或分段跳頻，使整機(jī)抗干擾能力強(qiáng)；4、安裝調(diào)試及維修管理方便；5、兼容模擬通信系統(tǒng)；6、跳頻濾波器和跳頻信號(hào)源(第一本振信號(hào)源)自主開發(fā)，使得整機(jī)成本降低。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型模擬前端的通道單元的原理框圖。
[0014]圖2為本實(shí)用新型中頻數(shù)字化單元的結(jié)構(gòu)框圖。
[0015]圖3為本實(shí)用新型跳頻濾波器的電路原理圖。
[0016]圖4為本實(shí)用新型的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0018]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種超短波數(shù)字化跳頻電臺(tái)，它包括模擬前端和中頻數(shù)字化單元。
[0019]一、模擬前端，如圖1所示，包括接收部分和發(fā)射部分:
[0020]①接收部分:天線接收VHF射頻信號(hào)(20MHz帶寬)，經(jīng)低通濾波、收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)、第一跳頻濾波器、低噪放大器、第二跳頻濾波器輸入到第一混頻器，與第一本振信號(hào)混頻輸出得到163kMHz —中頻信號(hào)，再經(jīng)一中頻放大、一中頻濾波、放大后輸入到第二混頻器，與第二本振信號(hào)混頻輸出450kHz 二中頻信號(hào)再經(jīng)濾波、AGC放大得到450kHz/-8.5dBm 二中頻信號(hào)，輸入到中頻數(shù)字化單元進(jìn)行數(shù)字化處理。
[0021]19.2MHz的基準(zhǔn)信號(hào)經(jīng)PLL產(chǎn)生480MHz的DDS (直接數(shù)字頻率合成器)芯片時(shí)鐘信號(hào)，DDS芯片輸出經(jīng)第四跳頻濾波器、三倍頻、第五跳頻濾波器、放大、低通、匹配衰減器，輸出8dBm的第一本振信號(hào)；
[0022]②發(fā)射部分:中頻數(shù)字化單元輸出的已調(diào)450kHz/0dBm 二中頻信號(hào)與第二本振信號(hào)，通過第二混頻器混頻得到163MHz —中頻信號(hào)，再經(jīng)一中頻濾波后與第一本振信號(hào)通過第一混頻器混頻得到VHF射頻信號(hào)，再經(jīng)第三跳頻濾波器后進(jìn)行放大、濾波、驅(qū)動(dòng)放大，通過功放模塊、低通濾波輸出25W功率至天線；其中功放模塊的輸出信號(hào)經(jīng)定向藕合器取出正向信號(hào)進(jìn)行檢波，檢波后的直流電平與設(shè)置電平進(jìn)行比較，比較器的輸出信號(hào)送入功放模塊APC端，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)功率控制，保證在整個(gè)射頻頻率范圍內(nèi)輸出射頻功率變化小于土 ldB。通過軟件改變?cè)O(shè)置電平可實(shí)現(xiàn)射頻輸出功率的調(diào)整。
[0023]所述跳頻濾波器采用八段跟蹤調(diào)諧。為了提高濾波性能，將可用帶寬分成8段，對(duì)于接收機(jī)前端濾波器每段為2.5MHz帶寬。如圖3所示，調(diào)諧電壓TU1?TU3由DAC (數(shù)模轉(zhuǎn)換器)芯片生成，每一頻段對(duì)應(yīng)一個(gè)TU數(shù)據(jù)值，共24個(gè)數(shù)據(jù)，使用網(wǎng)絡(luò)分析儀調(diào)試好以后將24個(gè)數(shù)據(jù)記憶。跳頻正常工作時(shí)將工作頻點(diǎn)所在頻段數(shù)據(jù)送給TUf TU3完成該段濾波。
[0024]二、中頻數(shù)字化單元
[0025]如圖2所示，中頻數(shù)字化單元包含與模擬前端部分連接的FPGA，以及與FPGA連接的DSP ;所述FPGA與DAC芯片、DDS (直接數(shù)字頻率合成器)芯片、D/A芯片和A/D芯片連接；所述FPGA產(chǎn)生調(diào)諧電壓并輸出到DAC芯片，經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換后輸入到跳頻濾波器。
[0026]FPGA 采用 EP2C35F484 芯片，DDS 芯片采用 AD9951 芯片，DAC 芯片采用 DAC84C085芯片，D/A芯片采用AD9744ARU芯片，A/D芯片采用AD9235芯片。
[0027]DSP與復(fù)位模塊、時(shí)鐘模塊、UART模塊、外控模塊、AMBE語音編解碼模塊、存儲(chǔ)模塊、CVSD語音編碼模塊和話音模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊連接。
[0028]DSP采用TMS320C6713B芯片，復(fù)位模塊采用MAX706SESA芯片，時(shí)鐘模塊采用MAX706SESA芯片，AMBE語音編解碼模塊采用AMBE2000芯片，話音模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊采用TLC320AIC10芯片，CVSD語音編碼模塊采用CMX639D4芯片，存儲(chǔ)模塊采用39VF800A Flash芯片，UART模塊采用ST16C25501048芯片，外控模塊包括與DSP連接的按鍵和顯示屏。
[0029]如圖4所示，網(wǎng)內(nèi)所有跳頻電臺(tái)開機(jī)后都處于守候掃描狀態(tài)，當(dāng)主呼臺(tái)按下收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)時(shí)，網(wǎng)內(nèi)其他電臺(tái)與主呼臺(tái)建立通信聯(lián)絡(luò)。
【權(quán)利要求】
1.超短波數(shù)字化跳頻電臺(tái)，包括模擬前端和中頻數(shù)字化單元，其特征在于:模擬前端包括: ①接收部分:天線接收VHF射頻信號(hào)，經(jīng)低通濾波、收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)、第一跳頻濾波器、低噪放大器、第二跳頻濾波器輸入到第一混頻器，與第一本振信號(hào)混頻輸出得到163kMHz —中頻信號(hào)，再經(jīng)一中頻放大、一中頻濾波、放大后輸入到第二混頻器，與第二本振信號(hào)混頻輸出450kHz 二中頻信號(hào)，再經(jīng)濾波、AGC放大得到450kHz/-8.5dBm 二中頻信號(hào)，輸入到中頻數(shù)字化單元； ②發(fā)射部分:中頻數(shù)字化單元輸出的已調(diào)450kHz/0dBm二中頻信號(hào)與第二本振信號(hào)，通過第二混頻器混頻得到163MHz —中頻信號(hào)，再經(jīng)一中頻濾波后與第一本振信號(hào)通過第一混頻器混頻得到VHF射頻信號(hào)，再經(jīng)第三跳頻濾波器后進(jìn)行放大、濾波、驅(qū)動(dòng)放大，通過功放模塊、低通濾波輸出25W功率至天線； 中頻數(shù)字化單元包含與模擬前端部分連接的FPGA，以及與FPGA連接的DSP ;所述FPGA還與DAC芯片、DDS芯片、D/A芯片和A/D芯片連接； 所述FPGA產(chǎn)生的調(diào)諧電壓輸入到DAC芯片，經(jīng)DAC芯片進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)送入到跳頻濾波器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超短波數(shù)字化跳頻電臺(tái)，其特征在于:DSP與復(fù)位模塊、時(shí)鐘模塊、UART模塊、外控模塊、AMBE語音編解碼模塊、存儲(chǔ)模塊、CVSD語音編碼模塊和話音模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超短波數(shù)字化跳頻電臺(tái)，其特征在于:19.2MHz的基準(zhǔn)信號(hào)經(jīng)PLL產(chǎn)生480MHz的DDS芯片時(shí)鐘信號(hào)，DDS芯片的輸出信號(hào)經(jīng)第四跳頻濾波器、三倍頻、第五跳頻濾波器、放大、低通、匹配衰減器，輸出SdBm的第一本振信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超短波數(shù)字化跳頻電臺(tái)，其特征在于:所述功放模塊的輸出信號(hào)經(jīng)定向藕合器取出正向信號(hào)進(jìn)行檢波，檢波后的直流電平與設(shè)置電平通過比較器比較后的輸出信號(hào)送入功放模塊。
【文檔編號(hào)】H04B1/38GK203984416SQ201420424452
【公開日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年7月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月30日
【發(fā)明者】王全新, 韓雪, 唐景衛(wèi), 張靜, 朱紅保, 程艷芳, 王沖 申請(qǐng)人:鄭州歐麗信大電子信息股份有限公司