CN103532586A - 基于以太网总线的四通道短波收发单元 - Google Patents
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Abstract
一种基于以太网总线的四通道短波收发单元，包括主控模块、频率合成模块、前面板模块、电源模块、4块收发集成射频模块以及4块信道调制解调模块，其中：频率合成模块用于为各个信道调制解调模块提供时钟信号；收发集成射频模块用于对接收到的短波射频信号进行处理，产生中频信号；主控模块通过以太网总线与频率合成模块、前面板模块、4块收发集成射频模块以及4块信道调制解调模块信号连接，所述主控模块与前面板模块配合实现对短波收发单元的操作控制。本四通道短波收发单元实现四个短波通道接收和激励的集成，可减少大型短波通信***中短波信道单元的数量和重量，减小体积，而且可扩展性强，传输速率高，抗干扰性能好。
Description
技术领域
本发明涉及短波通信技术领域，具体而言涉及一种基于以太网总线的四通道短波收发单元。
背景技术
短波收发集成射频模块是软件无线电通信平台的关键部分之一,传统的短波信道单元中，由于采用自定义的总线，可扩展性较差，只能实现单个通道的接收和激励功能,适用性低，而且在进行数据传输和信息交换时，数据传输速度比较慢，难以满足日趋发展的短波通信的需求。
发明内容
本发明目的在于提供一种基于以太网总线的四通道短波收发单元，实现四个短波通道接收和激励的集成，从而减少大型短波通信***中短波信道单元的数量和重量，减小体积，而且可扩展性强，传输速率高，抗干扰性能好。
为达成上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
一种基于以太网总线的四通道短波收发单元，包括主控模块、频率合成模块、前面板模块、电源模块、4块收发集成射频模块以及4块信道调制解调模块，其中：频率合成模块用于为各个信道调制解调模块提供时钟信号；收发集成射频模块用于对接收到的短波射频信号进行处理，产生中频信号；主控模块通过以太网总线与频率合成模块、前面板模块、4块收发集成射频模块以及4块信道调制解调模块信号连接，前面板模块用于提供人机操作界面，所述主控模块与前面板模块配合实现对短波收发单元的操作控制。
进一步，所述主控模块通过以太网接口芯片LXT971AL与以太网总线连接，控制频率合成模块、信道调制解调模块、收发集成射频模块，同时监测各模块的状态。
进一步，所述频率合成模块包括内部振荡器、锁相环、功分器以及分频器，产生通用时钟频率和特殊时钟频率。
进一步，所述锁相环的输入可选用内部高精度振荡器的信号和外部时钟信号中的一种。
进一步，所述收发集成射频模块包括控制电路、射频接收电路和射频激励电路，其中：控制电路通过以太网总线接收主控模块的控制命令，并传输收发集成射频模块的状态信息；射频接收电路用于对短波射频信号进行变频处理，产生中频信号；射频激励电路用于对短波射频信号进行放大和波处理。
进一步，所述控制电路采用ATmega16L作为核心控制芯片，并通过以太网接口芯片LXT971AL与以太网总线进行通信，ATmega16L核心控制芯片通过并口控制射频接收电路和射频激励电路。
进一步，所述信道调制解调模块采用零中频激励方式产生短波射频小信号，同时接收收发集成射频模块发送来的中频信号，并解调成基带数字音频信号，从以太网总线送给主控模块。
进一步，所述信道调制解调模块包括OMAP3530控制芯片、FPGA调制解调处理芯片、A/D转换器、上变频处理芯片、下变频处理芯片以及与用于存储FPGA程序的EPCS16芯片，其中：所述A/D转换器为AD9244芯片,所述下变频处理芯片为HSP50216芯片，所述上变频处理芯片为AD9957芯片。
由以上本发明的技术方案可知，本发明的基于以太网总线的四通道短波收发单元可以减少大型短波通信***中短波信道单元的数量和重量，减小体积。而且通过采用以太网总线，使得整个单元的可扩展性强，传输速率高，抗干扰性能好。
附图说明
图1为本发明较优实施例的模块示意图。
图2为频率合成模块的原理示意图。
图3为收发集成射频模块的原理示意图。
图4为信道调制解调模块的原理示意图。
具体实施方式
为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。
如图1所示，根据本发明的较优实施例，基于以太网总线的四通道短波收发单元，包括主控模块、频率合成模块、前面板模块、电源模块、4块收发集成射频模块以及4块信道调制解调模块，其中：频率合成模块用于为各个信道调制解调模块提供时钟信号；收发集成射频模块用于对接收到的短波射频信号进行处理，产生中频信号；主控模块通过以太网总线与频率合成模块、前面板模块、4块收发集成射频模块以及4块信道调制解调模块信号连接，前面板模块用于提供人机操作界面，所述主控模块与前面板模块配合实现对短波收发单元的操作控制。
本实施例中,所述主控模块通过以太网接口芯片LXT971AL与以太网总线连接，控制频率合成模块、信道调制解调模块、收发集成射频模块，同时监测各模块的状态。
前面板模块用于提供友好的人机操作界面，主控模块及操作界面配合实现对本实施例的短波收发单元的操作控制。主控模块可以装载Windows或VxWorks操作***。操作***内的主控软件负责显示控制，主控软件在WindowsXP下或VxWorks操作***下开发。不同操作***中需要安装不同的以太网总线驱动程序。
所述频率合成模块提供四路信号的时钟信号。参考图2所示，频率合成模块包括低通滤波电路、混频电路、中频滤波电路、中频放大电路、本振电路以及单片机，该低通滤波电路先对输入的短波射频信号作低通滤波处理，再经混频电路混频成为中频信号，再通过中频滤波电路、中频放大电路完成中频滤波、放大增益处理，其中：单片机接收控制电路的换频命令并处理成频率码送给本振电路，从而产生混频所需的本振信号。其中，锁相环的输入可选用内部高精度振荡器的信号和外部时钟信号中的一种。
本振电路和单片机采用统一的基准时钟，以减小时钟对射频通道的影响。
参考图3所示，收发集成射频模块包括控制电路、射频接收电路和射频激励电路，其中：控制电路通过以太网总线接收主控模块的控制命令，并传输收发集成射频模块的状态信息；射频接收电路用于对短波射频信号进行变频处理，产生中频信号；射频激励电路用于对短波射频信号进行放大和波处理。
较佳地，控制电路采用ATmega16L作为核心控制芯片，并通过以太网接口芯片LXT971AL与以太网总线进行通信，ATmega16L核心控制芯片通过并口控制射频接收电路和射频激励电路。
本实施例中，射频接收电路先对输入的短波射频信号作低通滤波处理，再经混频成为中频信号，再实现中频滤波、放大增益处理。射频激励电路包括用于对短波射频信号进行滤波处理的带通滤波电路以及用于信号放大处理的放大电路，其中带通滤波电路包括有四个波段的滤波器并通过电子开关选择波段，由Atmega16L核心控制芯片提供的Ctrl2-Ctrl0信号分别控制各电子开关。电子开关采用BGS12A射频开关。放大电路的三个负反馈放大电路分别提供0dB、+12dB、+12dB的增益，总增益为+24dB，输入输出阻抗为50Ω。
本实施例中，所述信道调制解调模块采用零中频激励方式产生短波射频小信号，同时接收收发集成射频模块发送来的中频信号，并解调成基带数字音频信号，从以太网总线送给主控模块。
参考图4，信道调制解调模块内包括OMAP3530控制芯片、FPGA调制解调处理芯片、A/D转换器、上变频处理芯片、下变频处理芯片以及与用于存储FPGA程序的EPCS16芯片。其中，OMAP3530控制芯片作为整个模块中的控制核心，该芯片运算速度快、内存资源丰富，而且具有低功耗、性能稳定等多种优点。FPGA调制解调处理芯片采用Altera公司的Cyclone II FPGA实现调制解调处理，该芯片运算速度快，且支持高速差分数据，实现内部逻辑控制、单边带调制、滤波处理。FPGA处理程序使用Quartus II编译生成。A/D转换器为AD9244芯片,下变频处理芯片为HSP50216芯片，上变频处理芯片为AD9957芯片，以太网接口芯片为LXT971AL芯片。
综上所述，本发明的基于以太网总线的四通道短波收发单元可以减少大型短波通信***中短波信道单元的数量和重量，减小体积。而且通过采用以太网总线，使得整个单元的可扩展性强，传输速率高，抗干扰性能好。因此，可应用到多通道短波综合通信***中，提高单元的集成度和模块的可扩展性。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。
Claims (8)
1.一种基于以太网总线的四通道短波收发单元，其特征在于，包括主控模块、频率合成模块、前面板模块、电源模块、4块收发集成射频模块以及4块信道调制解调模块，其中：频率合成模块用于为各个信道调制解调模块提供时钟信号；收发集成射频模块用于对接收到的短波射频信号进行处理，产生中频信号；主控模块通过以太网总线与频率合成模块、前面板模块、4块收发集成射频模块以及4块信道调制解调模块信号连接，前面板模块用于提供人机操作界面，所述主控模块与前面板模块配合实现对短波收发单元的操作控制。
2.根据权利要求1所述的基于以太网总线的四通道短波收发单元，其特征在于，所述主控模块通过以太网接口芯片LXT971AL与以太网总线连接，控制频率合成模块、信道调制解调模块、收发集成射频模块，同时监测各模块的状态。
3.根据权利要求2所述的基于以太网总线的四通道短波收发单元，其特征在于，所述频率合成模块包括内部振荡器、锁相环、功分器以及分频器，产生通用时钟频率和特殊时钟频率。
4.根据权利要求3所述的基于以太网总线的四通道短波收发单元，其特征在于，所述锁相环的输入选用内部高精度振荡器的信号和外部时钟信号中的一种。
5.根据权利要求1所述的基于以太网总线的四通道短波收发单元，其特征在于，所述收发集成射频模块包括控制电路、射频接收电路和射频激励电路，其中：控制电路通过以太网总线接收主控模块的控制命令，并传输收发集成射频模块的状态信息；射频接收电路用于对短波射频信号进行变频处理，产生中频信号；射频激励电路用于对短波射频信号进行放大和波处理。
6.根据权利要求5所述的基于以太网总线的四通道短波收发单元，其特征在于，所述控制电路采用ATmega16L作为核心控制芯片，并通过以太网接口芯片LXT971AL与以太网总线进行通信，ATmega16L核心控制芯片通过并口控制射频接收电路和射频激励电路。
7.根据权利要求1所述的基于以太网总线的四通道短波收发单元，其特征在于，所述信道调制解调模块采用零中频激励方式产生短波射频小信号，同时接收收发集成射频模块发送来的中频信号，并解调成基带数字音频信号，从以太网总线送给主控模块。
8.根据权利要求7所述的基于以太网总线的四通道短波收发单元，其特征在于，所述信道调制解调模块包括OMAP3530控制芯片、FPGA调制解调处理芯片、A/D转换器、上变频处理芯片、下变频处理芯片以及与用于存储FPGA程序的EPCS16芯片，其中：所述A/D转换器为AD9244芯片,所述下变频处理芯片为HSP50216芯片，所述上变频处理芯片为AD9957芯片。
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