一种通信信号产生装置及其信号产生方法制造方法及图纸

一种通信信号产生装置及其信号产生方法，属于通信技术领域，结构上由计算机控制单元、信号产生单元、基准源单元、变频单元、功放单元、天线单元和电源单元连接构成，其结构新颖，通过上位机软件直接计算通信信号的基带信号，将基带信号的两路I/Q数据发送给信号产生单元，信号产生单元对数据报文进行解算获得基带信号的IQ数据，将基带信号数据存储至DDR存储器中，并实时下发数据和控制码至FPGA，最终由FPGA见对应型号的控制序列码发送给信号产生芯片，由芯片产生所需要的通信信号，工作原理清晰，与传统的通信信号产生装置相比，本发明专利技术具有高动态范围，同一台设备可产生多路不同调制体制的通信信号，进一步满足了轻型化、小型化、低成本的部队训练要求。

【技术实现步骤摘要】
一种通信信号产生装置及其信号产生方法
本专利技术属于通信
，涉及一种通信信号产生装置及其信号产生方法。
技术介绍
随着射频技术的飞速发展，电子对抗领域越来越受到部队和军方的重视。目前，为了进行部队电子对抗训练，部队往往需要使用多台战时使用的通信设备进行干扰等训练。然而，由于部队中设备本身数量稀缺，同时产生的信号种类也不能完全满足训练需求，单个设备只能产生一种通信信号，无法模拟真实战场复杂的电磁环境，实际训练中往往难以搭建符合需求的场景。除此之外，现有的通信设备无法模拟产生真实使用的数据链信号，训练效果差强人意。传统的军用无线电通信设备，是在发射端将信息转换为基带信号，然后调制法设计的载波，形成以调射频信号，经放大达到一定的功率后，馈至发射天线辐射出去。这样的无线电通信设备，由于其工作原理，一个通信设备只能产生单一的跳频信号或者调幅信号等，想要产生多个不同的信号，需要架设多个不同型号的通信电台。目前，第四代无线电通信装备已具备跳频等抗干扰功能，但是仍然不能解决部队训练的实际需求。上海君协光电科技发展公司研制的CCEO-SH-3600复杂通信信号模拟器目前也存在着频段覆盖范围小，输出功率低，同时出信号数量不足等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对目前一个通信设备只能产生单一的跳频信号或者调幅信号等，想要产生多个不同的信号，需要架设多个不同型号的通信电台，产生的信号种类不能完全满足训练需求，无法模拟真实战场复杂的电磁环境，难以搭建符合需求的场景，训练效果差等问题，提出一种通信信号产生装置及其信号产生方法，具有高动态范围，同一台设备可产生多路不同调制体制的通信信号，进一步满足轻型化、小型化、低成本的部队训练要求。本专利技术的技术方案是：一种通信信号产生装置，包括由侧板和底面板构成的装置壳体，连接设置在侧板内壁上的风扇，以及设置在一侧底面板上的把手；其特征在于：所述装置壳体内部集成设有计算机控制单元、信号产生单元、基准源单元、变频单元、功放单元、天线单元和电源单元；所述装置壳体外部的控制外设与所述计算机控制单元相连接，所述计算机控制单元由上位机软件构成，通过上位机软件计算出通信基带信号的I路和Q路通信信号数据，所述计算机控制单元将通信信号数据通过网络交换机连接至所述信号产生单元以及装置壳体外部的显示屏上；所述信号产生单元由运算器、DDR存储器、FPGA和信号产生载板连接构成；所述信号产生单元的输出端与所述变频单元的输入端相连接，所述变频单元由双路变频模块和合成频分模块连接构成，所述双路变频模块将信号输出连接至所述合成频分模块上，所述合成频分模块将信号输出连接至所述功放单元，所述功放单元将信号频段放大后与所述天线单元的输入端相连接，所述天线单元将放大后的通信信号进行辐射；所述基准源单元的一端与所述信号产生单元相接，并为信号产生单元提供时钟信号，所述基准源单元的另一端与所述变频单元相接，并为变频单元提供本振信号；所述电源单元与上述各单元形成供电连接。所述双路变频模块由第一双路变频模块、第二双路变频模块、第三双路变频模块和第四双路变频模块构成，每个双路变频模块将两个通道的信号功分混频产生100KHz～3GHz的通信信号并连接至合成频分模块。所述合成频分模块将4个双路变频输出合成后通过功分和滤波，输出1.5MHz～30MHz、30MHz～500MHz和500MHz～3GHz三个频段的通信信号。所述功放单元由1.5MHz～30MHz频段的第一功放模块、30MHz～500MHz频段的第二功放模块和500MHz～3GHz频段的第三功放模块构成。所述天线单元由1.5MHz～30MHz、30MHz～500MHz和500MHz～3GHz三个频段的天线组成，底面板上设有与上述三个频段天线对应的第一射频输出口、第二射频输出口和第三射频输出口。所述电源单元的输入电压为直流28V或者交流220V，输出电压+28V、+12V、-12V、+5V、-5V、+3.3V直流电压，输入电压的接口设置在把手所在的底面板上，每个输出电压均设有电源指示灯。一种使用通信信号产生装置，产生通信信号的方法，包括如下步骤：(1)架设信号产生装置，用一根网线连接设备底面板上的网络接口至一台控制计算机，在控制计算机上安装配套的上位机软件；(2)基带信号产生，在软件上设置好参数开始后，上位机软件调用MATLAB程序，根据参数和调查总结的通信信号模型产生I路和Q路两组数字的基带信号，这些基带信号在本地存储一份作为记录，同时通过网络接口按照特定的报文格式将八路数据以及其他参数由交换机分别发送给不同的信号产生载板，每一块信号产生载板产生两路通信信号；(3)通信信号产生，每块信号产生载板收到网络报文后，首先进行TCP/IP进行解包和数据拼接，并将数据通过dma发送给FPGA，dma输出的两路IQ数据首先经过一个前置的FIFO将数据速率降低，接着通过一个数字滤波器插值滤波为我们需要的频率，通过AD9361芯片，将基带信号叠加至载波信号上，并通过DA转换输出两路2～5GHz信号，这两路信号与本振信号作为变频单元的输入；(4)信号变频至指定通信频段，双路变频模块将5GHz的信号与2～5GHz的信号进行变频，输入信号为2～3GHz时直接进行滤波、放大并合路输出；当输入信号为3～5GHz时，首先进行滤波混频，再滤波放大，最后合路输出0～2GHz信号的输出，实现低频通信信号的产生；(5)多路信号合成后根据频段划分，由四个双路变频模块便输出了四路3GHz以下的通信信号，将四个输入通过合成频分模块进行合成，然后进行1:3的功分，将信号分成三路，按照对应的频段进行滤波放大；(6)信号的放大与辐射，合成频分输出三个不同频段的通信信号，经过对应频段的三个功放放大后，通过天线辐射出去。本专利技术的有益效果为：本专利技术提供的一种通信信号产生装置及其信号产生方法，结构上由计算机控制单元、信号产生单元、基准源单元、变频单元、功放单元、天线单元和电源单元连接构成，其结构新颖，通过上位机软件直接计算通信信号的基带信号，将基带信号的两路I/Q数据发送给信号产生单元，信号产生单元接收到上位机软件发送来的数据报文，首先进行报文解算获得基带信号的IQ数据，接着将基带信号数据存储至DDR存储器中，并实时下发数据和控制码至FPGA，最终由FPGA见对应型号的控制序列码发送给信号产生芯片，最终由芯片产生所需要的通信信号，工作原理清晰，与传统的通信信号产生装置相比，本专利技术具有高动态范围，同一台设备可产生多路不同调制体制的通信信号，进一步满足了轻型化、小型化、低成本的部队训练要求。附图说明图1为本专利技术装置整体结构示意图。图2为图1中A向结构示意图。图3为图1中B向结构示意图。图4为图2中E-E方向剖视结构示意图。图5为图2中F-F方向剖视结构示意图。图6为图3中D-D方向剖视结构示意图。图7为图1中C向结构示意图。图8为本专利技术装置通信信号模拟结构关系框图。图9为本专利技术装置整理原理框图。图10为本专利技术装置中双路变频模块原理框图。图11为本专利技术装置中合成频分模块原理框图。图中：风扇1、信号产生单元2、信号产生载板3、底面板4、网络交换机5、固态继电器6、合成频分模块7、基准源单元8、第一功放模块9、第二功放模块10、第三功放模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通信信号产生装置，包括由侧板和底面板(4)构成的装置壳体，连接设置在侧板内壁上的风扇(1)，以及设置在一侧底面板(4)上的把手；其特征在于：所述装置壳体内部集成设有计算机控制单元、信号产生单元(2)、基准源单元(8)、变频单元、功放单元、天线单元和电源单元；所述装置壳体外部的控制外设与所述计算机控制单元相连接，所述计算机控制单元由上位机软件构成，通过上位机软件计算出通信基带信号的I路和Q路通信信号数据，所述计算机控制单元将通信信号数据通过网络交换机(5)连接至所述信号产生单元(2)以及装置壳体外部的显示屏上；所述信号产生单元(2)由运算器、DDR存储器、FPGA和信号产生载板(3)连接构成；所述信号产生单元(2)的输出端与所述变频单元的输入端相连接，所述变频单元由双路变频模块和合成频分模块(7)连接构成，所述双路变频模块将信号输出连接至所述合成频分模块(7)上，所述合成频分模块(7)将信号输出连接至所述功放单元，所述功放单元将信号频段放大后与所述天线单元的输入端相连接，所述天线单元将放大后的通信信号进行辐射；所述基准源单元(8)的一端与所述信号产生单元(2)相接，并为信号产生单元(2)提供时钟信号，所述基准源单元(8)的另一端与所述变频单元相接，并为变频单元提供本振信号；所述电源单元与上述各单元形成供电连接。...

【技术特征摘要】
1.一种通信信号产生装置，包括由侧板和底面板(4)构成的装置壳体，连接设置在侧板内壁上的风扇(1)，以及设置在一侧底面板(4)上的把手；其特征在于：所述装置壳体内部集成设有计算机控制单元、信号产生单元(2)、基准源单元(8)、变频单元、功放单元、天线单元和电源单元；所述装置壳体外部的控制外设与所述计算机控制单元相连接，所述计算机控制单元由上位机软件构成，通过上位机软件计算出通信基带信号的I路和Q路通信信号数据，所述计算机控制单元将通信信号数据通过网络交换机(5)连接至所述信号产生单元(2)以及装置壳体外部的显示屏上；所述信号产生单元(2)由运算器、DDR存储器、FPGA和信号产生载板(3)连接构成；所述信号产生单元(2)的输出端与所述变频单元的输入端相连接，所述变频单元由双路变频模块和合成频分模块(7)连接构成，所述双路变频模块将信号输出连接至所述合成频分模块(7)上，所述合成频分模块(7)将信号输出连接至所述功放单元，所述功放单元将信号频段放大后与所述天线单元的输入端相连接，所述天线单元将放大后的通信信号进行辐射；所述基准源单元(8)的一端与所述信号产生单元(2)相接，并为信号产生单元(2)提供时钟信号，所述基准源单元(8)的另一端与所述变频单元相接，并为变频单元提供本振信号；所述电源单元与上述各单元形成供电连接。2.根据权利要求1所述的一种通信信号产生装置，其特征在于：所述双路变频模块由第一双路变频模块(12)、第二双路变频模块(13)、第三双路变频模块(14)和第四双路变频模块(15)构成，每个双路变频模块将两个通道的信号功分混频产生100KHz～3GHz的通信信号并连接至合成频分模块。3.根据权利要求1所述的一种通信信号产生装置，其特征在于：所述合成频分模块(7)将4个双路变频输出合成后通过功分和滤波，输出1.5MHz～30MHz、30MHz～500MHz和500MHz～3GHz三个频段的通信信号。4.根据权利要求1所述的一种通信信号产生装置，其特征在于：所述功放单元由1.5MHz～30MHz频段的第一功放模块(9)、30MHz～500MHz频段的第二功放模块(10)和500MHz～3GHz频段的第三功放模块(11)构成。5.根据权利要求1所述的一种通信信号产生装置，其特征在于：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴江越，徐冬亮，孔吉波，曹宇，
申请(专利权)人：扬州宇安电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32