CN104734771B - 一种低仰角地空通信装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低仰角地空通信装置，它涉及通信领域中低仰角地空通信、二径衰落、大差异时延功率谱分集接收等部分的通信装置。它由双频段天线、多工器、双频段收发信机、调制解调器、基带处理单元、电源等部件组成。本发明采用基于C频段、X频段的大差异时延功率谱分集接收技术，有效消除了低仰角地空通信中由于机体遮挡和二径平衰造成的通信中断。本发明具有抗衰落能力强、传输质量高、体积小、重量轻、简单灵活等优点，特别适用于地空低仰角环境下大容量通信装置。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域，特别是在低仰角地空通信条件可实现高可靠、灵活传输的一种低仰角地空通信装置。
背景技术
目前地空通信均是按照视距微波传输方式设计，没有采取有效的分集接收措施，单纯依靠提高通信裕量无法避免由于机体遮挡和二径平衰造成的通信中断。
发明内容
本发明目的在于避免上述背景技术中地空低仰角条件下的通信中断问题。本发明采用一种基于机载空域隔离和大差异时延功率谱分集发射接收技术，可降低飞机在飞行过程中由于自身机体遮挡导致的信号中断现象，也可有效消除飞行过程中直射径与反射径互相干涉导致的二径衰落影响，实现地空宽带信息的优质传输。它具有抗衰落能力强、传输质量高、体积小、重量轻、简单灵活等优点。
本发明的目的是这样实现的：
一种低仰角地空通信装置，包括双频段天线1、多工器2、双频段收发信机3、调制解调器4和基带处理单元5，所述的双频段天线1接收外部无线信号后经出入端口1输出至多工器2的出入端口1；多工器2将收到的无线信号分离出不同频段得到两路滤波信号后由输出端口4和输出端口5分别对应输出至双频段收发信机3的输入端口7和输入端口8；双频段收发信机3将这两路滤波信号分别进行下变频后由输出端口3和输出端口4对应输出至调制解调器4的输入端口5和输入端口6；调制解调器4将下变频后的两路信号进行分集合并及相干解调，恢复出基带信息后由输出端口2输出至基带处理单元5的输入端口3；基带处理单元5将基带信息进行辅助分接和接口转换后由出入端口1输出；
基带处理单元5的出入端口1接收本地待发送信息，将本地待发送信息进行辅助复接和接口转换后由输出端口2输出至调制解调器4的输入端口1；调制解调器4将复接后的信号进行编码和调制处理后形成两路不同的调制信号后由输出端口3和输出端口4分别对应输出至双频段收发信机3的输入端口1和输入端口2；双频段收发信机3将两路调制信号分别进行上变频后由输出端口5和输出端口6对应输出至多工器2的输入端口2和输入端口3；多工器2将上变频后的两路信号进行滤波和合路后经双频段天线1发射至对端。
其中，调制解调器4包括调制器6、放大滤波电路7、分路输出8、解调器9和双通道自动增益控制10，所述调制器6将收到的复接后的信号进行调制后由输出端口2输出至放大滤波电路7的输入端口1；放大滤波电路7将调制信号进行放大和滤波后由输出端口2输出至分路输出8的输入端口1；分路输出8将滤波后的信号分为两路后由输出端口2和输出端口3分别输出至双频段收发信机3的输入端口1和输入端口2；双通道自动增益控制10的输入端口3和输入端口4分别接收双频段收发信机3的输出端口3和输出端口4输出的下变频后的信号，将这两路信号进行自动增益控制后得到两路幅度恒定的中频信号后由输出端口1和输出端口2分别输出至解调器9的输入端口2和输入端口3；解调器9将收到的两路中频信号进行分集合并及相干解调后由输出端口1输出至基带处理单元5的输入端口3。
其中，多工器2包括低频段发滤波器11、高频段发滤波器12、低频段收滤波器13、高频段收滤波器14和分合路器15；低频段发滤波器11的输入端口1接收上变频后的一路信号进行选择滤波后由输出端口2输出至分合路器15的输入端口1；高频段发滤波器12的输入端口2接收上变频后的另一路信号进行选择滤波后由输出端口2输出至分合路器15的输入端口2；分合路器15将收到的两路滤波信号进行合并后由出入端口5输出至双频段天线1的出入端口1；分合路器15的出入端口5接收双频段天线1发来的无线信号，将无线信号分为相同的两路，一路信号由输出端口3输出至低频段收滤波器13的输入端口2，另一路信号由输出端口4输出至高频段收滤波器14的输入端口2；低频段收滤波器13将收到的信号进行选择滤波后由输出端口1输出至双频段收发信机3的输入端口7；高频段收滤波器14将收到的信号进行选择滤波后由输出端口1输出至双频段收发信机3的输入端口8。
本发明相比背景技术具有如下优点：
1、本发明采用基于大差异时延功率谱分集接收技术，不仅适用于视距条件下高仰角的恒参信道，在低仰角地空通信过程可以借助大差异时延功率谱信道实现较好的分集效果，从而降低由于地面反射造成的二径平衰，实现地空通信的优质传输，从而可以很好的适应低仰角条件下的地空通信。
2、本发明采用跨频段宽带天线设计技术，实现跨越C、X频段的全向天线、定向抛物面天线，从而降低设备复杂度，减小设备体积重量，利于在飞行器平台的安装。
3、本发明采用较高频谱效率的波形与纠错编码相结合，实现信号波形的近似恒包络，满足大容量低门限传输要求，可以有效提高功率放大器效率，降低设备功耗。
附图说明
图1是本发明电原理方框图；
图2是本发明的调制解调器实施例的电原理图；
图3是本发明的多工器的电原理图。
具体实施方式
本发明实施例的工作频段为C频段和X频段，下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
参照图1至图3，本发明由双频段天线1、多工器2、双频段收发信机3、调制解调器4，基带处理单元5等组成。图1是本发明的电原理方框图，实施例按图1连接线路。
本发明调制解调器4的作用是将基带处理单元提供的基带信号进行纠错编码，调制，对接收到的中频信号分集合并、解调恢复出基带信息。图2是本发明的调制解调器实施例的电原理图，它由调制器6、放大滤波电路7、分路输出8、解调器9和双通道自动增益控制10组成；其中调制器6将基带处理单元5产生的基带信号进行调制；放大滤波电路7将调制信号进行放大滤波；分路输出8对调制信号进行分路，输出2路调制信号至双频段收发信机3进行上变频处理；双通道自动增益控制10将双频段收发信机3的输出信号进行自动增益控制，输出两路幅度恒定信号至解调器9，解调器9完成接收信号的分集合并及相干解调。
本发明多工器2的作用是将发射、接收的不同频率信号进行合成、分路，从而实行多个频段的频分双工及分集信号的同时传输。图3是本发明多工器的电原理图，它包括C频段发滤波器11、X频段发滤波器12、C频段收滤波器13、X频段收滤波器14和分合路器15；C频段发滤波器11和X频段发滤波器12的作用是对发射信号分别进行C频段、X频段滤波，C频段收滤波器13和X频段收滤波器14的作用是对接收信号分别进行C频段、X频段滤波，分合路器15的作用是与双频段天线1连接对发射接收的不同频段信号合路或分路。
本发明简要工作原理如下：
接收端：双频段天线1将接收到的无线信号传送给多工器2，多工器2通过不同频段的收滤波器分离出不同频段的接收信号，分别送给双频段收发信机3，在双频段收发信机3内完成接收信号频率的变换，将变频后的信号送给调制解调器4，在调制解调器内完成双频段信号的分集合并及相干解调，恢复出基带信息送给基带处理单元5，在基带处理单元5内完成接收信号的辅助复分接、接口转换等功能，恢复出对方传输的信息由对外接口A输出；
发送端：基带处理单元5由对外接口A接收本地待发送信息，完成接口转换、辅助复接后送给调制解调器4，完成编码、调制后分别送给双频段收发信机3，在双频段收发信机内完成调制信号的频谱搬移后送给多工器2，经多工器2滤波、合路后经由双频段天线1发射出去，完成地空通信的传输过程。
Claims (3)
1.一种低仰角地空通信装置，包括双频段天线(1)、双频段收发信机(3)和基带处理单元(5)，其特征在于：还包括多工器(2)和调制解调器(4)；所述的双频段天线(1)接收外部无线信号后经出入端口1输出至多工器(2)的出入端口1；多工器(2)将收到的无线信号分离出不同频段得到两路滤波信号后由输出端口4和输出端口5分别对应输出至双频段收发信机(3)的输入端口7和输入端口8；双频段收发信机(3)将这两路滤波信号分别进行下变频后由输出端口3和输出端口4对应输出至调制解调器(4)的输入端口5和输入端口6；调制解调器(4)将下变频后的两路信号进行分集合并及相干解调，恢复出基带信息后由输出端口2输出至基带处理单元(5)的输入端口3；基带处理单元(5)将基带信息进行辅助分接和接口转换后由出入端口1输出；
基带处理单元(5)的出入端口1接收本地待发送信息，将本地待发送信息进行辅助复接和接口转换后由输出端口2输出至调制解调器(4)的输入端口1；调制解调器(4)将复接后的信号进行编码和调制处理后形成两路不同的调制信号后由输出端口3和输出端口4分别对应输出至双频段收发信机(3)的输入端口1和输入端口2；双频段收发信机(3)将两路调制信号分别进行上变频后由输出端口5和输出端口6对应输出至多工器(2)的输入端口2和输入端口3；多工器(2)将上变频后的两路信号进行滤波和合路后经双频段天线(1)发射至对端。
2.根据权利要求1所述的一种低仰角地空通信装置，其特征在于：所述的调制解调器(4)包括调制器(6)、放大滤波电路(7)、分路输出(8)、解调器(9)和双通道自动增益控制(10)，所述调制器(6)将收到的复接后的信号进行调制后由输出端口2输出至放大滤波电路(7)的输入端口1；放大滤波电路(7)将调制信号进行放大和滤波后由输出端口2输出至分路输出(8)的输入端口1；分路输出(8)将滤波后的信号分为两路后由输出端口2和输出端口3分别输出至双频段收发信机(3)的输入端口1和输入端口2；双通道自动增益控制(10)的输入端口3和输入端口4分别接收双频段收发信机(3)的输出端口3和输出端口4输出的下变频后的信号，将这两路信号进行自动增益控制后得到两路幅度恒定的中频信号后由输出端口1和输出端口2分别输出至解调器(9)的输入端口2和输入端口3；解调器(9)将收到的两路中频信号进行分集合并及相干解调后由输出端口1输出至基带处理单元(5)的输入端口3。
3.根据权利要求1所述的一种低仰角地空通信装置，其特征在于：所述的多工器(2)包括低频段发滤波器(11)、高频段发滤波器(12)、低频段收滤波器(13)、高频段收滤波器(14)和分合路器(15)；低频段发滤波器(11)的输入端口1接收上变频后的一路信号进行选择滤波后由输出端口2输出至分合路器(15)的输入端口1；高频段发滤波器(12)的输入端口2接收上变频后的另一路信号进行选择滤波后由输出端口2输出至分合路器(15)的输入端口2；分合路器(15)将收到的两路滤波信号进行合并后由出入端口5输出至双频段天线(1)的出入端口1；分合路器(15)的出入端口5接收双频段天线(1)发来的无线信号，将无线信号分为相同的两路，一路信号由输出端口3输出至低频段收滤波器(13)的输入端口2，另一路信号由输出端口4输出至高频段收滤波器(14)的输入端口2；低频段收滤波器(13)将收到的信号进行选择滤波后由输出端口1输出至双频段收发信机(3)的输入端口7；高频段收滤波器(14)将收到的信号进行选择滤波后由输出端口1输出至双频段收发信机(3)的输入端口8。
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