一种低发射宽带噪声空载短波电台及其实现方法技术

本发明专利技术公开了一种低发射宽带噪声空载短波电台及其实现方法，包括：接收激励器，用于实现对接收的音频信号进行数字化处理，得到和输出短波射频激励信号；功率放大器，用于将接收的射频激励信号功率放大到额定功率输出；天线调谐器，用于根据功率放大器输出的功率射频信号的阻抗和相位信息来调整匹配网络的网络参数模型，实现功率放大器输出与短波天线之间的阻抗匹配；功率放大器由功放电源、功放控制单元、后选器单元、功率放大单元、谐波滤波单元、功放滤波检测单元组成。本发明专利技术采用高射频激励、低功放增益设计，集成化程度高，可极大降低空载短波电台发射时产生的噪声、杂散等信号，可以实现机上短波电台和其他电子装备的协同工作。

【技术实现步骤摘要】
一种低发射宽带噪声空载短波电台及其实现方法
本专利技术涉及一种低发射宽带噪声空载短波电台及其实现方法，属于短波通信的

技术介绍
在军用特种系列飞机上装备着大量电子设备，各电子装备同时工作时相互产生电磁辐射干扰，影响整个通信系统的作战使用效能。由于短波通信的传播特性，机上装备的短波电台(工作频率2MHz～30MHz)作为重要的中、远距离通信手段，其发射功率很大(最高可达500W)。短波电台发射时，产生的射频辐射干扰会影响机上其他电子装备的正常工作。以往的通信系统设计架构是在短波电台收发信机后端配装大功率低通滤波器，在100MHz～400MHz、900MHz～1300MHz频段内宽带噪声只能达到-145dBm/Hz左右，且体积、重量均较大，已不适用于新型特种飞机的装机需求。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种低发射宽带噪声空载短波电台及其实现方法，可解决一直以来存在的短波电台满功率发射影响飞机上其他电子装备正常工作的问题。本专利技术具体采用以下技术方案解决上述技术问题：一种低发射宽带噪声空载短波电台，包括：接收激励器，用于实现对接收的音频信号进行数字化处理，得到和输出短波射频激励信号；功率放大器，用于将接收的短波射频激励信号功率放大到额定功率，输出得到功率射频信号；天线调谐器，用于根据功率放大器输出的功率射频信号的阻抗和相位信息来调整匹配网络的网络参数模型，实现功率放大器输出与短波天线之间的阻抗匹配；其中，功率放大器由功放电源、功放控制单元、后选器单元、功率放大单元、谐波滤波单元、功放滤波检测单元组成；接收激励器与后选器单元相连接，后选器单元与功率放大单元、谐波滤波单元、功放滤波检测单元依次相连接；并且，功放控制单元分别与后选器单元、功率放大单元、谐波滤波单元、功放滤波检测单元相连接。进一步地，作为本专利技术的一种优选技术方案：所述接收激励器包括依次相连的FPGA、D/A变换器、变压器、带通滤波器、发射放大器。进一步地，作为本专利技术的一种优选技术方案：所述后选器单元由两个射频放大器、一个调谐带通滤波器和五选一开关组成，接收激励器连接一个射频放大器的输入端，该射频放大器的输出端连接至五选一开关的输入端，五选一开关的输出端与另一个射频放大器的输入端相连接；另一个射频放大器的输出端与调谐带通滤波器相连接。进一步地，作为本专利技术的一种优选技术方案：所述谐波滤波单元由六个波段低通滤波器组成，实现对各次谐波的衰减。进一步地，作为本专利技术的一种优选技术方案：所述谐波滤波单元采用6阶椭圆函数滤波器。进一步地，作为本专利技术的一种优选技术方案：所述天线调谐器由检测单元、控制单元和匹配网络组成，其中检测单元对功率放大器输出的功率射频信号进行电压电流采样，得到的电压、电流采样信号送至控制单元进行处理；控制单元根据内部CPLD计算得出的阻抗和相位信息控制匹配网络继电器的切换，进而调整网络参数；匹配网络在控制单元的控制命令下调整电容电感值构成各种不同的网络参数模型，完成功率放大器与短波天线的阻抗匹配。进一步地，作为本专利技术的一种优选技术方案：所述匹配网络采用的网络参数模型为电感、电容组成的τ形网络。一种基于所述低发射宽带噪声空载短波电台的实现方法，包括以下步骤：利用接收激励器对接收的音频信号进行数字化处理，得到和输出短波射频激励信号；功率放大器将接收的短波射频激励信号功率放大到额定功率，输出得到功率射频信号，具体为：利用功放电源进行供电；功放控制单元根据接收的接收激励器的控制指令对后选器单元、功率放大单元和谐波滤波单元进行控制，接收激励器输出的短波射频激励信号经后选器单元、功率放大单元和谐波滤波单元滤波、放大到额定功率；功放滤波检测单元对谐波滤波单元输出的前、反向功率信号取样，输出前、反向功率对应的直流电压信号，用于电台发射功率控制和驻波比保护，并对功率放大单元输出的杂散和宽带噪声信号抑制；同时对功率放大器的工作状态进行检测，异常时由接收激励器进行控制保护；天线调谐器根据功率放大器输出的功率射频信号的阻抗和相位信息来调整匹配网络的网络参数模型，实现功率放大器输出与短波天线之间的阻抗匹配。本专利技术采用上述技术方案，能产生如下技术效果：本专利技术的短波电台及其实现方法，采用高射频激励、低功放增益的设计方案，集成化程度高，采用全新的发射通道设计方案，极大降低空载短波电台发射时产生的噪声、杂散等信号，可解决一直以来存在的短波电台满功率发射影响飞机上其他电子装备正常工作的问题；在100MHz～400MHz、900MHz～1300MHz频段内发射宽带噪声不大于-165dBm/Hz，可以实现机上短波电台和其他电子装备的协同工作，不会影响飞机上其他电子装备的正常工作，有效解决了机上电子装备间的电磁兼容问题，有效提高整个通信系统的作战使用效能。附图说明图1为本专利技术短波电台的组成结构示意图。图2为本专利技术接收激励器的结构示意图。图3为本专利技术后选器的结构示意图。图4为本专利技术天线调谐器的结构示意图。具体实施方式下面结合说明书附图对本专利技术的实施方式进行描述。如图1所示，本专利技术设计了一种低发射宽带噪声空载短波电台，短波电台主要包括：接收激励器、功率放大器和天线调谐器。其中，功率放大器由功放电源、功放控制单元、后选器单元、功率放大单元、谐波滤波单元、功放滤波检测单元组成。接收激励器与后选器单元相连接，后选器单元与功率放大单元、谐波滤波单元、功放滤波检测单元依次相连接；并且，功放控制单元分别与后选器单元、功率放大单元、谐波滤波单元、功放滤波检测单元相连接。接收激励器，与功率放大器和天线调谐器之间采用RS485总线的异步通信方式。接收激励器主要用于实现对接收的音频信号进行数字化处理，得到和输出短波射频激励信号；实现对接收的音频信号进行解调处理、产生激励信号、完成与系统之间的音频信号处理、接收系统控制指令、实现短波通信功能的算法以及实现功能自检、状态回传、信息查询等功能。功率放大器，用于将接收的短波射频激励信号功率放大到额定功率，输出得到功率射频信号；主要完成射频信号的功率放大，将来自接收激励器的射频激励信号放大到400W±1dB额定功率。天线调谐器，用于根据功率放大器输出的功率射频信号的阻抗和相位信息来调整匹配网络的网络参数模型，实现功率放大器输出与短波天线之间的阻抗匹配；主要功能是实现功率放大器输出与短波天线之间的阻抗匹配，让短波天线获得最大的射频辐射功率，同时为接收射频信号提供通路。接收激励器基于软件无线电设计思想，采用零中频收发技术，发射时实现对音频基带调制信号上变频后进行零中频数字化处理，以及接收时实现对射频信号直接采样进行零中频数字化处理。接收激励器的信号处理单元采用基于DSP+FPGA构建的嵌入式数字信号处理平台设计，DSP芯片实现短波通信的调制解调、各种数据话音业务、以及短波参数加载、自检等，FPGA实现对短波信本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低发射宽带噪声空载短波电台，其特征在于，包括：/n接收激励器，用于实现对接收的音频信号进行数字化处理，得到和输出短波射频激励信号；/n功率放大器，用于将接收的短波射频激励信号功率放大到额定功率，输出得到功率射频信号；/n天线调谐器，用于根据功率放大器输出的功率射频信号的阻抗和相位信息来调整匹配网络的网络参数模型，实现功率放大器输出与短波天线之间的阻抗匹配；/n其中，功率放大器由功放电源、功放控制单元、后选器单元、功率放大单元、谐波滤波单元、功放滤波检测单元组成；接收激励器与后选器单元相连接，后选器单元与功率放大单元、谐波滤波单元、功放滤波检测单元依次相连接；并且，功放控制单元分别与后选器单元、功率放大单元、谐波滤波单元、功放滤波检测单元相连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种低发射宽带噪声空载短波电台，其特征在于，包括：
接收激励器，用于实现对接收的音频信号进行数字化处理，得到和输出短波射频激励信号；
功率放大器，用于将接收的短波射频激励信号功率放大到额定功率，输出得到功率射频信号；
天线调谐器，用于根据功率放大器输出的功率射频信号的阻抗和相位信息来调整匹配网络的网络参数模型，实现功率放大器输出与短波天线之间的阻抗匹配；
其中，功率放大器由功放电源、功放控制单元、后选器单元、功率放大单元、谐波滤波单元、功放滤波检测单元组成；接收激励器与后选器单元相连接，后选器单元与功率放大单元、谐波滤波单元、功放滤波检测单元依次相连接；并且，功放控制单元分别与后选器单元、功率放大单元、谐波滤波单元、功放滤波检测单元相连接。


2.根据权利要求1所述低发射宽带噪声空载短波电台，其特征在于：所述接收激励器包括依次相连的FPGA、D/A变换器、变压器、带通滤波器、发射放大器。


3.根据权利要求1所述低发射宽带噪声空载短波电台，其特征在于：所述后选器单元由两个射频放大器、一个调谐带通滤波器和五选一开关组成，接收激励器连接一个射频放大器的输入端，该射频放大器的输出端连接至五选一开关的输入端，五选一开关的输出端与另一个射频放大器的输入端相连接；另一个射频放大器的输出端与调谐带通滤波器相连接。


4.根据权利要求3所述低发射宽带噪声空载短波电台，其特征在于：所述谐波滤波单元由六个波段低通滤波器组成，实现对各次谐波的衰减。


5.根据权利要求3所述低发射宽带噪声空载短波电台，其特征在于：所述谐波滤波单元采用6阶椭圆函数滤波器。
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【专利技术属性】
技术研发人员：李宏哲，刘科伟，霍青松，
申请(专利权)人：南京熊猫电子股份有限公司，南京熊猫汉达科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32