一种中高频收发系统技术方案

本实用新型专利技术公布了一种中高频收发系统，包括：显控单元；主控单元；功放模块；LNA模块；天调模块；收发模块；值守模块。本实用新型专利技术提供的一种中高频收发系统，收发模块与值守模块互相分离，值守系统可以在收发模块进行信号接收的同时，对值守通道进行接收报文接收，互不干扰；并且，收发模块与值守模块采用相同的电路和设计，可以在紧急情况下进行相互替代，提高了系统在紧急情况下的可靠性；系统采用模块化的设计方式，结构清晰明了，便于生产和维护；同时，由于系统中采用全数字化的信号处理单元，因此使得系统的接收灵敏度有较高的一致性。

【技术实现步骤摘要】
一种中高频收发系统
本技术涉及一种中高频收发技术，特别是一种新型中高频接收系统，属于无线通信

技术介绍
全球海上遇险与安全系统(GlobalMaritimeDistressandSafetySystem,GMDSS)是一个服从于《1979年海上国际搜寻与救助公约》的全球性综合通信网络系统，实施GMDSS的目的是最大限度地保障海上生命和财产安全。海上船舶发生遇险事件时，GMDSS系统可以使岸上搜救机构(StopandReverse,SAR)和遇险船舶附近的其他船舶立即收到遇险船舶的报警，并以最短时间延迟进行协调救助。同时，该系统还可播发海上航行安全信息(航行警告、气象警告、气象预报及其他紧急和安全信息)，并为船舶提供必要的紧急、安全通信和常规通信服务。GMDSS由四个分系统组成，即国际移动卫星通信(Inmarsat)系统、地面通信系统、定位寻位系统和海上安全信息播发系统。其中地面通信系统主要包括：中高频电台及其终端设备、VHF与VHF-DSC设备。中高频电台主要功能是利用中高频收发信机及其终端设备实现船到岸、岸到船、船到船的中距离和远距离遇险报警和遇险通信，紧急呼叫和紧急通信，安全呼叫和安全通信，日常呼叫和日常通信，以及MF/HFDSC遇险和安全频率的自动值守。中短波组合电台主要的通信方式有数字选择性呼叫(DigitalSelectiveCalling,DSC)、无线电话(TEL)和无线电传(RadioTelex)；无线电话也称单边带(SingleSideBand,SSB)，无线电传也称窄带直接印字电报通信(NarrowBandDirectPrinting,NBDP)。海上无线电话通信一般采用单边带的上边带进行通信，而不采用调幅通信。使用单边带通信，抑制载波，节省带宽与传输功率，并且具有较强的抗干扰能力。无线电传通信和数字选择性传呼在终端上采用FSK调制，在收发通道使用调频方式，通信频带窄，自动性高，抗干扰能力强，通信速率快。传统的中高频收发系统在系统结构上不仅复杂而且收发和值守都是在窄带内进行的，在通信的过程中，无法兼顾窄带外的值守通道。除此之外，传统方案都是一体化方案，电路结构十分复杂，导致中高频收发系统无论在调试和量产的过程中都会存在不可预测的潜在风险，并且方案成本较高。因此，设计一种低成本、模块化、宽通带的中高频收发系统意义重大。收发模块与值守模块互相分离的架构方式，使得值守系统可以在收发模块进行信号接收的同时，对值守通道进行接收报文接收，互不干扰。收发模块与值守模块采用相同的电路和设计时，可以在紧急情况下进行相互替代，提高了系统在紧急情况下的可靠性。系统采用模块化的设计方式，可以使得系统的结构清晰明了，便于生产和维护。同时，可以采用全数字化的信号处理单元，以确保系统的接收灵敏度有较高的一致性。
技术实现思路
本技术要解决的一个技术问题是提供一种中高频收发系统的解决方案，使用模块化设计，采用收发与值守分离技术，使得系统便于维护且具有较高灵敏度一致性。为了解决上述的技术问题，本技术专利提供了一个中高频收发系统，该系统包括：显控单元，与主控单元连接，通过CAN总线对其他单元和模块进行配置，实现语音数据的采集和播放，利用报文业务将信号转变为报文信息展示，并提供用户交互接口；主控单元，与功放模块、滤波模块、收发模块、值守模块连接，接收来自于CAN总线的参数和指令，通过SPI总线、串口和IO引脚产生对其他模块的控制信号和通信数据；功放模块，与收发模块、滤波模块连接，用于将需要发射的模拟信号进行功率放大，从而产生对应的功率信号；LNA模块，与收发模块、滤波模块连接，对收发天线收到的接收信号进行低噪声放大；滤波模块，与天调模块连接，用于发射和接收信号的频段选择切换，同时对输入的功率信号进行采集，送由主控单元进行检测；天调模块，与收发天线进行阻抗匹配；收发模块，实现中高频业务相关通信信号的解调和调制，包括SSB语音、FSK信号和CW信号；值守模块，与值守天线相连接，实现对指定频率的值守通道进行报文接收。所述显控单元包括：显示屏，对系统内容、交互信息和报文等进行显示；显控MCU，用于处理显控单元内的相关模块和信号，包括触控采集、按钮采集、音频采集、显示总线控制和通信总线等；显控CAN通信模块，将显控MCU通信总线转换成标准的CAN总线通信，从而可以有效的确保通信的传输距离和质量；触控模块，实现触控化触摸交互，使得系统交互更为简单人性化；交互按钮，实现实体按键交互，包括开关机、紧急按钮、音量旋钮等；语音CODEC，实现音频的采集编码和对数字信息的语音化播放；麦克风，用于对语音进行模拟转化；扬声器，用于声音的对外播放。所述主控单元包括：主控CAN通信模块，将来自于CAN总线的数据转换成通信数据和指令信息传送给主控MCU；主控MCU，按照私有通信协议对通信数据进行解析后，再通过SPI总线、串口和IO引脚产生对其他模块的控制信号和通信数据；FRAM存储器，用于存储系统相关的配置信息和指令。所述功放模块包括：电源模块，为功放模块进行高效而稳定的低纹波电压；1级功放，用于对发射信号进行1级放大，将信号放大到一定程度，以备后续继续放大；2级功放，对1级功放输出的信号进行2级放大，将信号放大到一定程度，以备后续继续放大；3级功放，对2级功放输出的信号进行3级放大，从而产生达到发射功率要求的功率信号；温度检测，用于对3级功放的温度进行检测，确保可以对功放模块进行过温保护，防止功放模块因为过热而导致的损坏。所述LNA模块用于对接收信号进行放大，输出接收放大信号。所述滤波模块包括：收发切换模块，在系统进行收发工作状态的切换时，进行发射通道和接收通道的断开、闭合；滤波匹配网络阵列，用于实现针对不同频段的滤波匹配；双向功率检测模块，对输入的功率信号进行双向采集，用以评估功率信号的质量。所述天调模块，用作与收发天线进行阻抗匹配。收发模块和值守模块相同，收发模块或值守模块包括：电源管理模块，用于产生系统内各单元所需的电源；发射单元，根据数据生成对应的模拟信号；接收单元，对接收信号进行数字化采样；小功率放大模块，用于放大来自于发射单元的模拟信号，生成发射信号；FPGA信号处理单元，按照信号解调算法，对数字化采样后的信号进行SSB或者2FSK解调，以及对数字信号进行2FSK调制或对SPI总线数据进行SSB调制。所述收发模块或值守模块中的FPGA信号处理单元进一步包括：中高频解调模块，用于根据算法对数字化后的信号进行2FSK解调，并输出解调数字信号，或根据算法对数字化后信号进行SSB解调，通过SPI总线输出解调后的语音信号；中高频调制模块，根据调制数字信号产生指定频点的2FSK模拟信号，或根据SPI总线传输的语音信号调制产生指定频点的SSB模拟信号。所述FPGA信号处理单元中的中高频解调模块进一步包括：1个SSB接收频率寄存器，用于设定SSB解调/CW解调的频点；5个乘法器，其中两个乘本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种中高频收发系统，其特征在于，该系统包括：/n显控单元，与主控单元连接，通过CAN总线对主控单元、功放模块、LNA模块、滤波模块、天调模块、收发模块、值守模块进行配置，实现语音数据的采集和播放，利用报文业务将信号转变为报文信息展示，并提供用户交互接口；/n主控单元，与功放模块、滤波模块、收发模块、值守模块连接，接收来自于CAN总线的参数和指令，通过SPI总线、串口和IO引脚产生对功放模块、LNA模块、滤波模块、天调模块、收发模块、值守模块的控制信号和通信数据；/n功放模块，与收发模块、滤波模块连接，用于将需要发射的模拟信号进行功率放大，从而产生对应的功率信号；/nLNA模块，与收发模块、滤波模块连接，对收发天线收到的接收信号进行低噪声放大；/n滤波模块，与天调模块连接，用于发射和接收信号的频段选择切换，同时对输入的功率信号进行采集，送由主控单元进行检测；/n天调模块，与收发天线进行阻抗匹配；/n收发模块，实现中高频业务相关通信信号的解调和调制，包括SSB语音、FSK信号和CW信号；/n值守模块，与值守天线相连接，实现对指定频率的值守通道进行报文接收。/n

【技术特征摘要】
1.一种中高频收发系统，其特征在于，该系统包括：
显控单元，与主控单元连接，通过CAN总线对主控单元、功放模块、LNA模块、滤波模块、天调模块、收发模块、值守模块进行配置，实现语音数据的采集和播放，利用报文业务将信号转变为报文信息展示，并提供用户交互接口；
主控单元，与功放模块、滤波模块、收发模块、值守模块连接，接收来自于CAN总线的参数和指令，通过SPI总线、串口和IO引脚产生对功放模块、LNA模块、滤波模块、天调模块、收发模块、值守模块的控制信号和通信数据；
功放模块，与收发模块、滤波模块连接，用于将需要发射的模拟信号进行功率放大，从而产生对应的功率信号；
LNA模块，与收发模块、滤波模块连接，对收发天线收到的接收信号进行低噪声放大；
滤波模块，与天调模块连接，用于发射和接收信号的频段选择切换，同时对输入的功率信号进行采集，送由主控单元进行检测；
天调模块，与收发天线进行阻抗匹配；
收发模块，实现中高频业务相关通信信号的解调和调制，包括SSB语音、FSK信号和CW信号；
值守模块，与值守天线相连接，实现对指定频率的值守通道进行报文接收。


2.根据权利要求1所述的一种中高频收发系统，其特征在于，所述的显控单元包括显控MCU以及与显控MCU连接的显示屏、显控CAN通信模块、触控模块、交互按钮、语音CODEC、麦克风、扬声器；
显示屏，用于对系统内容、交互信息和报文进行显示；
显控MCU，用于处理显控单元内的相关模块和信号，包括触控采集、按钮采集、音频采集、显示总线控制和通信总线；
显控CAN通信模块，将显控MCU通信总线转换成标准的CAN总线通信；
触控模块，实现触控化触摸交互；
交互按钮，实现实体按键交互；
语音CODEC，实现音频的采集和播放；
麦克风，用于对语音进行模拟转化；
扬声器，用于声音的对外播放。


3.根据权利要求1所述的一种中高频收发系统，其特征在于，所述的主控单元包括主控MCU以及与主控MCU连接的主控CAN通信模块和FRAM存储器；
主控CAN通信模块，将来自于CAN总线的数据转换成通信数据传送给主控MCU；
主控MCU，对通信数据进行解析，通过SPI总线、串口和IO引脚产生对功放模块、LNA模块、滤波模块、天调模块、收发模块、值守模块的控制信号和通信数据；
FRAM存储器，用于存储系统的配置信息和指令。


4.根据权利要求1所述的一种中高频收发系统，其特征在于，所述的功放模块包括：
电源模块，用于为功放模块进行稳定的供电；
1级功放，用于对发射信号进行1级放大；
2级功放，对1级功放输出的信号进行2级放大；
3级功放，对2级功放输出的信号进行3级放大；
温度检测，用于对3级功放的温度进行检测。


5.根据权利要求1所述的一种中高频收发系统，其特征在于，所述的滤波模块包括：
收发切换模块，用于在系统进行收发切换时，进行发射通道和接收通道的断开、闭合；
滤波匹配网络阵列，与所述收发切换模块连接，用于实现针对不同频段的滤波匹配；
双向功率检测模块，与滤波匹配网络阵列连接，对输入的功率信号进行双向采集。


6.根据权利要求1所述的一种中高频收发系统，其特征在于，收发模块和值守模块的结构相同，收发模块或值守模块包括：
电源管理模块，用于产生系统内各单元所需的电源；
发射单元，根据数据生成对应的模拟信号；
接收单元，对接收信号进行数字化采样；
小功率放大模块，用于放大来自于发射单元的模拟信号，生成发射信号；
FPGA信号处理单元，与接收单元和发射单元连接，按照信号解调算法，对数字化采样后的信号进行解调，以及对数字信号进行2FSK调制或对SPI总线数据进行SSB调制。

【专利技术属性】
技术研发人员：张林，李亮，朱健，金梁，黄文波，
申请(专利权)人：苏州新阳升科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32