CN111030714A - 一种高速抗阻塞式接收机装置及接收方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高速抗阻塞式接收机装置及接收方法，该装置包括外部天线接收、机械开关、滤波器、限幅检波耦合单元、灵敏度衰减模块和低噪声放大单元，其中限幅检波耦合单元包括第一限幅器、第二限幅器、电感、耦合器、高速检波器、电源电压、第一电阻、第二电阻、第三电阻和高速电压比较器。方法为：首先将输入信号经过限幅器和电感后，经过耦合器输出耦合射频信号进入高速检波器，输出电压到高速电压比较器中；电源电压输出参考电压；然后将电压与参考电压进行比较，根据结果控制灵敏度衰减模块，最终控制低噪声放大单元处于线性工作区间。本发明抗阻塞性能好、跟踪的有效性高、瞬时捕捉率高，具有体积小、成本低、工艺简单、灵敏度高的优点。

Description

一种高速抗阻塞式接收机装置及接收方法

技术领域

本发明涉及通信、雷达***技术领域，特别是一种高速抗阻塞式接收机装置及接收方法。

背景技术

接收机装置是一种主要用于数字微波通信、雷达、电子对抗和制导仪器等电子***设备中的模拟电子部件。在射频及微波的接收机电路中，需要对来自外部的电子信号接收并且保护不会使接收饱和输出，否则将导致接收机盲区。一般的接收机设备是通过对数字中频接收到的信号进行分析，当输出功率过大或者饱和后，通过控制信号调整接收机部分数控衰减器的衰减值来使末级的放大器退出饱和区来实现。而抗阻塞式接收机装置是通过对输入信号耦合检波及处理后控制灵敏度衰减器，来高速保护第一级低噪声放大器，避免饱和输出，从而使接收机其它链路可在外部强电子干扰下能够有效正常的工作。描述这种产品性能的主要技术指标有：1)工作频率范围；2)切换时间；3)接收灵敏度；4)电路尺寸；5)最大输入信号功率；6)***噪声系数；7)输入总动态范围；8)相位一致性。同类产品均是采用通过对输出信号功率的判断，手动设置数控衰减值来使***不饱和输出。由于通过最终输出的信号判断反馈，需要的时间长，而且对于外来强的电子干扰信号会造成第一级低噪声放大器饱和，造成***瘫痪。结合图1，传统的接收机主要缺点有：1)输入大功率信号容易使***饱和；2)灵敏度手动控制速度慢；3)瞬时阻塞信号无法工作；4)接收机侦测信号范围小；5)接收机信号适应能力弱；6)***灵敏度低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电路拓扑结构简单、灵敏度高、适应能力强的高速抗阻塞式接收机装置及接收方法。

实现本发明目的技术解决方案是：一种高速抗阻塞式接收机装置，包括外部天线接收E1、机械开关A、滤波器B、限幅检波耦合单元C、灵敏度衰减模块D和低噪声放大单元E；

所述外部天线E1接收外部的信号，然后输入给机械开关A，信号通过滤波器B后抑制带外信号，选通所使用的信号，输入到限幅检波耦合单元C，限幅检波耦合单元C的控制信号反馈控制灵敏度衰减模块D的控制位，在灵敏度衰减模块D后连接低噪声放大单元E。

进一步地，所述的限幅检波耦合单元C，包括第一限幅器D1、第二限幅器D2、电感L1、耦合器C1、高速检波器D3、电源电压VCC、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、高速电压比较器A1；

外部输入信号经过输入端一方面通过第一限幅器D1和电感L1后接地，另一方面通过第二限幅器D2接地，第一限幅器D1和电感L1的公共端接入耦合器C1，耦合器C1输出耦合功率信号进入高速检波器D3，高速检波器D3把射频信号变为直流信号后，输入到高速电压比较器A1中，经过与设定的可调节门限参考电压进行高速比较，通过高速比较处理后的电压来控制灵敏度衰减模块D。

进一步地，当外部瞬时输入的信号功率超过***内部低噪声放大单元E所能承受的最大功率时，输入的瞬时大功率射频信号在耦合器C1耦合并经过高速检波器D3把射频信号转换为直流电压后，该电压经过高速电压比较器A1同向端口，高速电压比较器A1的反向端口输入的是可调节的参考门限直流电压，当检测到输出的电压高于设定的门限电压时，在高速电压比较器A1输出一个高电平信号使灵敏度衰减模块D处于衰减状态，从而降低射频功率进入低噪声放大单元E，使低噪声放大单元E处于线性工作区间；当检测输出的电压低于设定的门限电压时，在高速电压比较器A1输出一个低电平信号使灵敏度衰减模块D处于直通状态，小信号射频功率进入低噪声放大单元E，低噪声放大单元E仍处于线性工作区间。

一种高速抗阻塞式接收机装置的接收方法，包括以下步骤：

步骤1、输入信号经过第一限幅器D1、第二限幅器D2和电感L1后，进入耦合器C1，耦合器C1输出耦合射频信号输入高速检波器D3，高速检波器D3把射频信号变为直流信号后，经过第一电阻R1输出电压V1到高速电压比较器A1中，电压V1的大小随输入的信号功率增加而增加；电源电压VCC通过第二电阻R2和第三电阻R3分出参考电压V2，V2＝VCC*R2/(R2+R3)；

步骤2、当电压V1大于参考电压V2时，高速比较器A1的输出端口V3输出高电平，连接着灵敏度衰减模块D的控制端口，控制灵敏度衰减模块D的数控衰减器，设置为衰减状态，灵敏度衰减模块D的射频输出端口连接着低噪声放大单元E的输入端口，从而降低射频功率进入低噪声放大单元E，控制低噪声放大单元E处于线性工作区间；

步骤3、当电压V1小于参考电压V2时，高速比较器A1的输出端口V3输出低电平，连接着灵敏度衰减模块D的控制端口，控制灵敏度衰减模块D的数控衰减器，设置为直通状态，灵敏度衰减模块D的射频输出端口连接着低噪声放大单元E的输入端口，小信号射频功率进入低噪声放大单元E，控制低噪声放大单元E处于线性工作区间；

步骤4、当从天线输入的信号高速变化时，对应的耦合器C1输出信号也随之对应高速变化，使高速检波器D3输出检波信号一起高速变化，接着高速电压比较器A1控制位产生高速变化信号，控制灵敏度衰减模块D高速切换，从而高速调节射频功率进入低噪声放大单元E，对小信号通过而对大信号进行衰减，控制噪声放大单元E处于线性工作区间。

本发明与现有技术相比，其显著优点是：(1)采用高速比较器自动控制灵敏度控制衰减器，从而使对外部阻塞信号的处理速度更快，可以达到100nS以内，相比现有的接收机速度提高5000倍左右，大幅提高了抗阻塞性能，增加了跟踪有效性；(2)瞬时搜索范围大，是传统的3-5倍，提高了瞬时捕捉率，具有电路尺寸小、成本低、工艺简单、灵敏度高的优点。

附图说明

图1是一般接收机的结构框图。

图2是本发明一种高速抗阻塞式接收机装置的结构框图。

图3是本发明中限幅检波耦合单元的结构框图。

图4是本发明一种高速抗阻塞式接收机装置的接收方法的流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步的详细说明。

结合图2，本发明一种高速抗阻塞式接收机装置，包括外部天线接收E1、机械开关A、滤波器B、限幅检波耦合单元C、灵敏度衰减模块D和低噪声放大单元E；

所述外部天线E1接收外部的信号，然后输入给机械开关A，信号通过滤波器B后抑制带外信号，选通所使用的信号，输入到限幅检波耦合单元C，限幅检波耦合单元C的控制信号反馈控制灵敏度衰减模块D的控制位，在灵敏度衰减模块D后连接低噪声放大单元E。

进一步地，结合图3，所述的限幅检波耦合单元C，包括第一限幅器D1、第二限幅器D2、电感L1、耦合器C1、高速检波器D3、电源电压VCC、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、高速电压比较器A1；

外部瞬时输入超宽带大功率信号，通过第一限幅器D1、第二限幅器D2和电感L1后进入耦合器C1，耦合器C1输出耦合功率信号进入高速检波器D3，高速检波器D3把射频信号变为直流信号后，输入到高速电压比较器A1中，经过与设定的可调节门限参考电压进行高速比较，通过高速比较处理后的电压来控制灵敏度衰减模块D。

进一步地，当外部瞬时输入的信号功率超过***内部低噪声放大单元E所能承受的最大功率时，输入的瞬时大功率射频信号在耦合器C1耦合并经过高速检波器D3把射频信号转换为直流电压后，该电压经过高速电压比较器A1同向端口，高速电压比较器A1的反向端口输入的是可调节的参考门限直流电压，当检测到输出的电压高于设定的门限电压时，在高速电压比较器A1输出一个高电平信号使灵敏度衰减模块D处于衰减状态，从而降低射频功率进入低噪声放大单元E，使低噪声放大单元E处于线性工作区间；当检测输出的电压低于设定的门限电压时，在高速电压比较器A1输出一个低电平信号使灵敏度衰减模块D处于直通状态，小信号射频功率进入低噪声放大单元E，低噪声放大单元E仍处于线性工作区间。

进一步地，对于外部瞬时输入的高速变化的阻塞式脉冲信号，通过耦合器C1耦合并经过高速检波器D3检波比较后，经过高速电压比较器A1，通过灵敏度衰减模块D自动调整射频功率进入低噪声放大单元E，对大信号进行衰减。而对于外部输入的瞬时小信号，通过耦合器C1耦合并经过高速检波器D3检波比较后，灵敏度衰减模块D保持直通状态，低噪声放大单元E处于正常工作状态。

结合图4，一种高速抗阻塞式接收机装置的接收方法，包括以下步骤：

步骤1、输入信号经过第一限幅器D1、第二限幅器D2和电感L1后，进入耦合器C1，耦合器C1输出耦合射频信号输入高速检波器D3，高速检波器D3把射频信号变为直流信号后，经过第一电阻R1输出电压V1到高速电压比较器A1中，电压V1的大小随输入的信号功率增加而增加；电源电压VCC通过第二电阻R2和第三电阻R3分出参考电压V2，V2＝VCC*R2/(R2+R3)；

步骤2、当电压V1大于参考电压V2时，高速比较器A1的输出端口V3输出高电平，连接着灵敏度衰减模块D的控制端口，控制灵敏度衰减模块D的数控衰减器，设置为衰减状态，灵敏度衰减模块D的射频输出端口连接着低噪声放大单元E的输入端口，从而降低射频功率进入低噪声放大单元E，控制噪声放大单元E处于线性工作区间；

步骤3、当电压V1小于参考电压V2时，高速比较器A1的输出端口V3输出低电平，连接着灵敏度衰减模块D的控制端口，控制灵敏度衰减模块D的数控衰减器，设置为直通状态，灵敏度衰减模块D的射频输出端口连接着低噪声放大单元E的输入端口，小信号射频功率进入低噪声放大单元E，控制低噪声放大单元E处于线性工作区间；

步骤4、当从天线输入的信号高速变化时，对应的耦合器C1控制位也随之对应高速变化，自动调整射频功率进入低噪声放大单元E，对大信号进行衰减，控制噪声放大单元E处于线性工作区间。

本发明采用高速比较器自动控制灵敏度控制衰减器，从而使对外部阻塞信号的处理速度更快，可以达到100nS以内，相比现有的接收机速度提高5000倍左右，大幅提高了抗阻塞性能，增加了跟踪有效性。此外，瞬时搜索范围大，是传统的3-5倍，提高了瞬时捕捉率，具有电路尺寸小、成本低、工艺简单、灵敏度高的优点。

Claims (4)

1.一种高速抗阻塞式接收机装置，其特征在于，包括外部天线接收E1、机械开关A、滤波器B、限幅检波耦合单元C、灵敏度衰减模块D和低噪声放大单元E；

所述外部天线E1接收外部的信号，然后输入给机械开关A，信号通过滤波器B后抑制带外信号，选通所使用的信号，输入到限幅检波耦合单元C，限幅检波耦合单元C的控制信号反馈控制灵敏度衰减模块D的控制位，在灵敏度衰减模块D后连接低噪声放大单元E。

2.根据权利要求1所述的高速抗阻塞式接收机装置，其特征在于，所述的限幅检波耦合单元C，包括第一限幅器D1、第二限幅器D2、电感L1、耦合器C1、高速检波器D3、电源电压VCC、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、高速电压比较器A1；

外部输入信号经过输入端一方面通过第一限幅器D1和电感L1后接地，另一方面通过第二限幅器D2接地，第一限幅器D1和电感L1的公共端接入耦合器C1，耦合器C1输出耦合功率信号进入高速检波器D3，高速检波器D3把射频信号变为直流信号后，输入到高速电压比较器A1中，经过与设定的可调节门限参考电压进行高速比较，通过高速比较处理后的电压来控制灵敏度衰减模块D。

3.根据权利要求1所述的高速抗阻塞式接收机装置，其特征在于，当外部瞬时输入的信号功率超过***内部低噪声放大单元E所能承受的最大功率时，输入的瞬时大功率射频信号在耦合器C1耦合并经过高速检波器D3把射频信号转换为直流电压后，该电压经过高速电压比较器A1同向端口，高速电压比较器A1的反向端口输入的是可调节的参考门限直流电压，当检测到输出的电压高于设定的门限电压时，在高速电压比较器A1输出一个高电平信号使灵敏度衰减模块D处于衰减状态，从而降低射频功率进入低噪声放大单元E，使低噪声放大单元E处于线性工作区间；当检测输出的电压低于设定的门限电压时，在高速电压比较器A1输出一个低电平信号使灵敏度衰减模块D处于直通状态，小信号射频功率进入低噪声放大单元E，低噪声放大单元E仍处于线性工作区间。

4.一种高速抗阻塞式接收机装置的接收方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、输入信号经过第一限幅器D1、第二限幅器D2和电感L1后，进入耦合器C1，耦合器C1输出耦合射频信号输入高速检波器D3，高速检波器D3把射频信号变为直流信号后，经过第一电阻R1输出电压V1到高速电压比较器A1中，电压V1的大小随输入的信号功率增加而增加；电源电压VCC通过第二电阻R2和第三电阻R3分出参考电压V2，V2＝VCC*R2/(R2+R3)；

步骤2、当电压V1大于参考电压V2时，高速比较器A1的输出端口V3输出高电平，连接着灵敏度衰减模块D的控制端口，控制灵敏度衰减模块D的数控衰减器，设置为衰减状态，灵敏度衰减模块D的射频输出端口连接着低噪声放大单元E的输入端口，从而降低射频功率进入低噪声放大单元E，控制低噪声放大单元E处于线性工作区间；

步骤3、当电压V1小于参考电压V2时，高速比较器A1的输出端口V3输出低电平，连接着灵敏度衰减模块D的控制端口，控制灵敏度衰减模块D的数控衰减器，设置为直通状态，灵敏度衰减模块D的射频输出端口连接着低噪声放大单元E的输入端口，小信号射频功率进入低噪声放大单元E，控制低噪声放大单元E处于线性工作区间；

步骤4、当从天线输入的信号高速变化时，对应的耦合器C1输出信号也随之对应高速变化，使高速检波器D3输出检波信号一起高速变化，接着高速电压比较器A1控制位产生高速变化信号，控制灵敏度衰减模块D高速切换，从而高速调节射频功率进入低噪声放大单元E，对小信号通过而对大信号进行衰减，控制噪声放大单元E处于线性工作区间。

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