CN104485974B - 一种用于无人机遥测、遥控和数传***的射频模块的使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种本发明公开了一种用于无人机遥测、遥控和数传***的射频模块及其使用方法，它包括双工器、发送端处理模块、接收端处理模块和驱动模块，所述双工器的用于接收和发送数据，所述的发送端处理模块的输出与双工器连接，接收端处理模块的输入与双工器连接，驱动模块的输出分别与发送端处理模块和接收端处理模块连接。本发明可同时适用于空中端的机载射频模块、地面端的车载射频模块和手持终端射频模块，即可同时用于地空宽带通信***（下行遥测/图像信号）和低空窄带通信***（上行遥控信号）中，具有生产方便的优点；通过双工器进行收发隔离，对于同时收发数据来说，具有数据处理效果好的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于无人机遥测、遥控和数传***的射频模块及其使用方法。
背景技术
无人机具有费效比低、零伤亡和部署灵活等优点，可以帮助甚至是代替人类在很多场景中发挥作用，如灾后的人员搜救、基础设施监察等。无论在民用还是军用领域，无人机均有着广阔的应用和发展前景。
可遥测、遥控、数传的无人机的***包括空-地双向通信和地-地双向通信两部分，按照传输数据类型进行划分，可分为宽带信号通信和窄带信号通信两种类型，其中宽带信号为无人机侦察图像数据传输业务和无人机遥测业务，窄带信号为手持终端与无人机间遥控通信业务，手持终端与车载终端间通信业务。而射频模块便作为很重要的一个模块处于宽带信号通信和窄带信号通信之中。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种同时适用于空中端和地面端用于无人机遥测、遥控和数传***的射频模块及其使用方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种用于无人机遥测、遥控和数传***的射频模块，它包括双工器、发送端处理模块、接收端处理模块和驱动模块，所述双工器的用于接收和发送数据，所述的发送端处理模块的输出与双工器连接，接收端处理模块的输入与双工器连接，驱动模块的输出分别与发送端处理模块和接收端处理模块连接。
所述的驱动模块包括晶振、本振、功分模块、两个驱动放大模块和驱动器，本振的两路输入分别与晶振和SPI码连接，本振的输出与功分模块连接，功分模块的两路输出分别与两个驱动放大模块连接，两个驱动放大模块的输出分别与发送端处理模块和接收端处理模块连接，驱动器的输出与发送端处理模块连接。
所述的驱动器输出5位并行控制码。
所述的发射端处理模块包括混频模块、滤波模块、放大模块、数控衰减模块、驱放模块和功放模块，混频模块的一路输入为中频信号，混频模块的另一路输入与驱动模块中的其中一个驱动放大模块连接，混频模块的输出与滤波模块连接，滤波模块的输出与放大模块连接，放大模块的输出和驱动模块的输出均与数控衰减模块连接，数控衰减模块的输出与驱放模块连接，驱放模块的输出与功放模块连接，功放模块的输出与双工器连接。
所述的接收端处理模块包括低噪放大模块、滤波模块、放大模块、混频模块、滤波模块和放大模块，低噪放大模块的输入与双工器连接，低噪放大模块的输出与滤波模块连接，滤波模块的输出与放大模块连接，放大模块的输出和驱动模块的输出均与混频模块连接，混频模块的输出与滤波模块连接，滤波模块与放大模块连接，放大模块输出信号。
一种用于无人机遥测、遥控和数传***的射频模块的使用方法，它包括射频模块发送步骤和射频模块接受步骤，所述的射频模块发送步骤包括以下子步骤：
S11：待发送中频信号经过变频本振进行混频；
S12：将混频后的信号进行滤波处理；
S13：将步骤S12得到的信号进行放大处理；
S14：将放大后的信号进行数控衰减；
S15：将数控衰减的信号进行驱放和功放，将信号放大；
S16：放大后的信号通过双工器发射；
所述的射频模块接受步骤包括以下子步骤：
S21：双工器接收待处理信号；
S22：将接收的信号进行低噪放大处理；
S23：对低噪放大处理的信号滤波；
S24：对滤波过后的信号再放大；
S25：将步骤S24中再放大的信号经过变频本振混频到中频；
S26：对中频信号进行滤波处理；
S27：将滤波后的中频信号进行放大之后输出。
步骤S11中所述的待发射的中频信号包括上行遥控信号和下行遥测/图像信号。
步骤S21所述的待处理信号包括上行遥控信号和下行遥测/图像信号。
步骤S11和步骤S25所述的混频以及步骤S14所述的数控衰减通过同一个驱动模块进行控制。
所述的驱动模块包括晶振、本振、功分模块、两个驱动放大模块和驱动器，本振的两路输入分别与晶振和SPI码连接，本振的输出与功分模块连接，功分模块的两路输出分别与两个驱动放大模块连接，两个驱动放大模块的输出分别控制步骤S11和步骤S25所述的混频，驱动器的输出控制步骤S14所述的数控衰减。
本发明的有益效果是：（1）本发明可同时适用于空中端的机载射频模块、地面端的车载射频模块和手持终端射频模块，即可同时用于地空宽带通信***（下行遥测/图像信号）和低空窄带通信***（上行遥控信号）中，具有生产方便的优点；（2）本发明通过双工器进行收发隔离，对于同时收发数据来说，具有数据处理效果好的优点。
附图说明
图1为空中端的机载射频模块结构方框图；
图2为地面端的车载射频模块与手持终端射频模块结构方框图；
图3为本发明方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案：对于射频模块，有两个实施例，实施例1和实施例2。
实施例1：对于地空宽带通信模块，即需要完成下行遥测/图像信号的发送与接收。
如图1所示，发送端为空中端的机载射频模块。160MHz中频信号进入本模块后，经与变频本振混频变至1520±40MHz，经放大后进行数控衰减，衰减范围为30dB，使信号具有30dB动态范围。然后将信号放大作为下行信号输出。其中数控衰减器需5位并行码控制，本振需SPI码控制。
如图2所示，接收端为地面端的车载射频模块。1520±40MHz的下行信号经低噪放大后滤波再放大，混频到160±4MHz中频。将中频放大后输出，输出功率为-5dBm～0dBm。
实施例2：对于地空窄带通信模块，即需要完成上行遥控信号的发送与接收。
如图2所示，发送端为地面端的车载射频模块。70 MHz中频信号进入本模块后，经与变频本振混频变至1430±40MHz内，经放大后进行数控衰减，衰减范围为30dB，使信号具有30dB动态范围。然后将信号放大作为上行信号输出。其中数控衰减器需5位并行码控制，本振需SPI码控制。
如图1所示，接收端为空中端的机载射频模块。1430±40MHz的上行信号经低噪放大后滤波再放大，混频到70±2MHz中频。将中频放大后输出，输出功率为-5dBm～0dBm。
对于方法，有两个实施例，实施例3和实施例4。
实施例3：对于地空宽带通信模块，即需要完成下行遥测/图像信号的发送与接收。
如图1和图3所示，发送端为空中端的机载射频模块。
所述的射频模块发送步骤包括以下子步骤：
S11：160MHz中频信号经过变频本振进行混频变至1520±40MHz；
S12：将混频后的信号进行滤波处理；
S13：将步骤S12得到的信号进行放大处理；
S14：将放大后的信号进行数控衰减，衰减范围为30dB，使信号具有30dB动态范围；数控衰减器5位并行码控制；
S15：将数控衰减的信号进行驱放和功放，将信号放大作为下行信号；
S16：将下行信号通过双工器发射；
如图2和图3所示，接收端为地面端的车载射频模块。
所述的射频模块接受步骤包括以下子步骤：
S21：双工器接收下行信号，大小为1520±40MHz；
S22：将接收的信号进行低噪放大处理；
S23：对低噪放大处理的信号滤波；
S24：对滤波过后的信号再放大；
S25：将步骤S24中再放大的信号经过变频本振混频到中频，大小160±4MHz；
S26：对中频信号进行滤波处理；
S27：将滤波后的中频信号进行放大之后输出，输出功率为-5dBm～0dBm。
实施例4：对于地空窄带通信模块，即需要完成上行遥控信号的发送与接收。
如图2和图3所示，发送端为地面端的车载射频模块。
S11：70 MHz中频信号经过变频本振进行混频至1430±40MHz；
S12：将混频后的信号进行滤波处理；
S13：将步骤S12得到的信号进行放大处理；
S14：将放大后的信号进行数控衰减，衰减范围为30dB，使信号具有30dB动态范围；数控衰减需5位并行码控制；
S15：将数控衰减的信号进行驱放和功放，将信号放大作为上行信号；
S16：将上行信号通过双工器发射；
如图1和图3所示，接收端为空中端的机载射频模块。
所述的射频模块接受步骤包括以下子步骤：
S21：双工器接收下行信号，大小1430±40MHz；
S22：将接收的信号进行低噪放大处理；
S23：对低噪放大处理的信号滤波；
S24：对滤波过后的信号再放大；
S25：将步骤S24中再放大的信号经过变频本振混频到中频至70±2MHz；
S26：对中频信号进行滤波处理；
S27：将滤波后的中频信号进行放大之后输出，输出功率为-5dBm～0dBm。
Claims (1)
1.一种用于无人机遥测、遥控和数传***的射频模块的发送和接收方法，其特征在于：所述的射频模块包括双工器、发送端处理模块、接收端处理模块和驱动模块，所述双工器的用于接收和发送数据，所述的发送端处理模块的输出与双工器连接，接收端处理模块的输入与双工器连接，驱动模块的输出分别与发送端处理模块和接收端处理模块连接；所述的驱动模块包括晶振、本振、功分模块、两个驱动放大模块和驱动器，本振的两路输入分别与晶振和SPI码连接，本振的输出与功分模块连接，功分模块的两路输出分别与两个驱动放大模块连接，两个驱动放大模块的输出分别与发送端处理模块和接收端处理模块连接，驱动器的输出与发送端处理模块连接；所述的驱动器输出5位并行控制码；所述的发送端处理模块包括混频模块、滤波模块、放大模块、数控衰减模块、驱放模块和功放模块，混频模块的一路输入为中频信号，混频模块的另一路输入与驱动模块中的其中一个驱动放大模块连接，混频模块的输出与滤波模块连接，滤波模块的输出与放大模块连接，放大模块的输出和驱动模块的输出均与数控衰减模块连接，数控衰减模块的输出与驱放模块连接，驱放模块的输出与功放模块连接，功放模块的输出与双工器连接；所述的接收端处理模块包括低噪放大模块、滤波模块、放大模块、混频模块、滤波模块和放大模块，低噪放大模块的输入与双工器连接，低噪放大模块的输出与滤波模块连接，滤波模块的输出与放大模块连接，放大模块的输出和驱动模块的输出均与混频模块连接，混频模块的输出与滤波模块连接，滤波模块与放大模块连接，放大模块输出信号；
所述射频模块执行发送步骤和接收步骤，所述的发送步骤包括以下子步骤：
S11：待发送中频信号经过变频本振进行混频；
S12：将混频后的信号进行滤波处理；
S13：将步骤S12得到的信号进行放大处理；
S14：将放大后的信号进行数控衰减；
S15：将数控衰减的信号进行驱放和功放，将信号放大；
S16：放大后的信号通过双工器发射；
所述的接收步骤包括以下子步骤：
S21：双工器接收待处理信号；
S22：将接收的信号进行低噪放大处理；
S23：对低噪放大处理的信号滤波；
S24：对滤波过后的信号再放大；
S25：将步骤S24中再放大的信号经过变频本振混频到中频；
S26：对中频信号进行滤波处理；
S27：将滤波后的中频信号进行放大之后输出；步骤S11中所述的待发射的中频信号包括上行遥控信号和下行遥测/图像信号；步骤S21所述的待处理信号包括上行遥控信号和下行遥测/图像信号；步骤S11和步骤S25所述的混频以及步骤S14所述的数控衰减通过同一个驱动模块进行控制；所述的驱动模块包括晶振、本振、功分模块、两个驱动放大模块和驱动器，本振的两路输入分别与晶振和SPI码连接，本振的输出与功分模块连接，功分模块的两路输出分别与两个驱动放大模块连接，两个驱动放大模块的输出分别控制步骤S11和步骤S25所述的混频，驱动器的输出控制步骤S14所述的数控衰减；
对于地空宽带通信模块，需要完成下行遥测/图像信号的发送与接收：
发送端为空中端的机载射频模块；160MHz中频信号进入本模块后，经与变频本振混频变至1520±40MHz，经放大后进行数控衰减，衰减范围为30dB，使信号具有30dB动态范围；然后将信号放大到1W作为下行信号输出；其中数控衰减器需5位并行码控制，本振需SPI码控制；
接收端为地面端的车载射频模块；1520±40MHz信号经低噪放大后滤波再放大，混频到160±4MHz中频；将中频放大后输出，输出功率为-5dBm～0dBm；
对于地空窄带通信模块，需要完成上行遥控信号的发送与接收：
发送端为地面端的车载射频模块；70 MHz中频信号进入本模块后，经与变频本振混频变至1430±40MHz内，经放大后进行数控衰减，衰减范围为30dB，使信号具有30dB动态范围；然后将信号放大到1W作为下行信号输出；其中数控衰减器需5位并行码控制，本振需SPI码控制；
接收端为空中端的机载射频模块；1430±40MHz信号经低噪放大后滤波再放大，混频到70±2MHz中频；将中频放大后输出，输出功率为-5dBm～0dBm。
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Effective date of registration: 20191009 Address after: 065000 Hebei Langfang Anci District Longhe Economic Development Zone 2 Fukang Road, technology enterprise innovation and entrepreneurship Park five layer 501 Patentee after: HEBEI FISSION TECHNOLOGY INCUBATOR CO.,LTD. Address before: 325011 First Floor, 38 Longteng Road, Zhuangyuan New Street, Longwan District, Wenzhou City, Zhejiang Province Patentee before: WENZHOU HONGQI INFORMATION TECHNOLOGY CO.,LTD. |
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Effective date of registration: 20191205 Address after: Room 101, building 20, North China Institute of aerospace technology, chaohuili, Xinkai Road, Guangyang District, Langfang City, Hebei Province 065000 Patentee after: Langfang Zhanyi Technology Co.,Ltd. Address before: 065000 Hebei Langfang Anci District Longhe Economic Development Zone 2 Fukang Road, technology enterprise innovation and entrepreneurship Park five layer 501 Patentee before: HEBEI FISSION TECHNOLOGY INCUBATOR CO.,LTD. |
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Granted publication date: 20171208 |