CN112688710A - 一种信号收发混频一体的数据链终端通信***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种信号收发混频一体的数据链终端通信***及方法，数据链终端包括无源混频器，用于对待接收或待发射的信号与本振信号混频；本振模块，为混频器提供本振信号；收发模块，对接收的信号信息预处理和对发射的信号进行再处理；信号处理模块，用于对接收的信号进行最后处理和产生发射信号并进行预处理。本发明使用无源混频器，使得收发信号可混频一体，且混频器输出端的噪声系数很低，保证了电路的性能，让电路有宽带宽性能，能应用于更多需要宽带宽的应用领域。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种信号收发混频一体的数据链终端通信***及方法。
背景技术
在现代数字化时代，数据链作为在各指控***间实时可靠地自动传输和信息的桥梁，已成为各行各业致胜的关键。
数据链通信是C4ISR(指挥、控制、通信、计算机、情报、监视、侦查)***的主要通信传输方式，借助于数据链可以实时获得与控制，数据链***成为C4ISR***赖以生存和发挥效能的关键，但又是最薄弱的环节，因此，数据链通信的抗干扰能力已经成为通信对抗的重要研究课题之一，如何在降低成本、保证性能的前提下，能够提高信号的带宽，也是急需解决的技术问题。
发明内容
为了解决背景技术中的问题，为此，本发明提供一种信号收发混频一体的数据链终端通信***及方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种信号收发混频一体的数据链终端通信***，数据链终端包括
无源混频器，用于对待接收或待发射的信号与本振信号混频；
本振模块，为混频器提供本振信号；
收发模块，对接收的信号信息预处理和对发射的信号进行再处理；
信号处理模块，用于对接收的信号进行最后处理和产生发射信号并进行预处理。
具体地说，所述收发模块包括依次设置的
接收天线，用于接收信号；
发射天线，用于发射信号；
第一切换开关，用于切换选择接收和发射的信号通路，对应与接收天线和发射天线连接；
接收信号处理单元，用于将接收信号进行第一次滤波降噪，与第一切换开关的选择端连接；
发射信号处理单元用于放大发射信号，与第一切换开关的选择端连接；
第二切换开关，用于切换选择接收和发射的信号通路，对应与接收信号处理单元和发射信号的处理单元连接；
第一射频滤波器，用于对接收信号滤波，滤除外来干扰信号；或对发射信号滤波，滤除内部干扰信号。
具体地说，所述信号处理模块包括中频滤波器和中频处理单元，所述中频滤波器将接收的信号或发射的信号进行中频滤波，所述中频处理模块用于处理接收的信号和输出需要发射的信号，所述中频处理单元通过中频滤波器与混频器的待混频信号端连接。
具体地说，所述接收信号处理单元包括依次设置的用于滤除接受信号外来干扰的第二射频滤波器、用于将接收信号放大的低噪放组件。
具体地说，所述发射信号处理单元包括用于对发射信号进行放大的射频功放组件。
一种信号收发混频一体的数据链终端通信方法，包括以下步骤：
S1、信号处理模块输出预处理后的待发射的信号，与本振模块提供的本振信号在无源混频器中混频，经过收发模块中的发射部分，然后从发射部分的发射天线发出；
S2、收发模块的接收天线接收信号，接收到的信号在接收信号处理单元进行处理后，通过与本振模块提供的本振信号在无源混频器中混频，进入信号处理模块处理接收到的信号。
具体地说，步骤S1具体为：
S11、信号处理模块中的中频处理单元生成待发射的信号，并经过信号处理模块中的中频滤波器进行预处理，进行中频滤波；
S12、经过中频滤波后的待发射的信号与本振模块生成的本振信号在无源混频器中混频，输出射频信号；
S13、射频信号进入收发模块中的第一射频滤波器，滤除***的内部干扰；
S14、滤波后的信号经过收发模块中的第二切换开关，与收发模块的发射信号处理单元导通，所述发射信号处理单元用于发射信号的放大；
S15、放大后的发射信号经过第一切换开关，第一切换开关切换到发射天线上。
具体地说，步骤S14中的发射信号处理单元为射频功放组件。
具体地说，步骤S2具体为：
S21、接收天线接收到信号后，第一切换开关与接收信号处理单元导通；
S22、接收信号处理单元对接收到的信号进行滤波和放大；
S23、放大的信号通过第二切换开关进入第一射频滤波器进行滤波，滤除干扰信号；
S24、滤波后的接收信号与本振模块输出的本振信号在无源混频器中进行混频，输出中频信号；
S25、中频信号经过中频滤波器进行中频滤波，滤波后的信号传送到中频处理单元中进行信号分析处理。
具体地说，步骤S22中接收信号处理单元的处理步骤为：
S221、接收到的信号经过第二射频滤波器，滤除外来干扰信号；
S222、经过滤波后的接收信号通过低噪放组件，将接收信号进行放大。
本发明的优点在于：
(1)本发明使用无源混频器，使得收发信号可混频一体，且混频器输出端的噪声系数很低，保证了电路的性能，让电路有宽带宽性能，能应用于更多需要宽带宽的应用领域。
(2)无源混频器同时将信号与本振信号进行了相加运算和相减运算，通过射频滤波和中频滤波选择需要的频段，从而达到信号收发混频一体的目的。
(3)本申请中收发模块为一体结构，相当于传统的收发信号使用不同混频器的方法，本发明在设计上减少了元器件种类及数量，为开发节约了成本。
附图说明
图1为本***的结构图。
图2为本***的信号发射流程图。
图3为本***的信号接收流程图。
图中标注符号的含义如下：
1、接收天线；2、发射天线；3、第一切换开关；41、第二射频滤波器；42、低噪放组件；5、射频功放组件；6、第二切换开关；7、第一射频滤波器；8、混频器；9、本振模块；10、中频滤波器；11、中频处理单元
具体实施方式
如图1所示，一种信号收发混频一体的数据链终端通信***，数据链终端包括
无源混频器8，用于对待接收或待发射的信号与本振信号混频；
本振模块9，为混频器8提供本振信号；
收发模块，对接收的信号信息预处理和对发射的信号进行再处理；
所述收发模块包括依次设置的
接收天线1，用于接收信号；
发射天线2，用于发射信号；
第一切换开关3，用于切换选择接收和发射的信号通路，对应与接收天线1和发射天线2连接；当切换到31节点时，与接收天线1导通，当切换到32节点时，与发射天线2导通。
接收信号处理单元，用于将接收信号进行第一次滤波降噪，与第一切换开关3的选择端连接；所述接收信号处理单元包括依次设置的用于滤除接受信号外来干扰的第二射频滤波器41、用于将接收信号放大的低噪放组件42。
发射信号处理单元用于放大发射信号，与第一切换开关3的选择端连接；所述发射信号处理单元包括用于对发射信号进行放大的射频功放组件5，射频功放组件5可根据信号增益需求可设计一级放大、二级放大或三级放大电路。
第二切换开关6，用于切换选择接收和发射的信号通路，对应与接收信号处理单元和发射信号的处理单元连接；当切换到61节点时，进入接收信号的通路在此处导通，当切换到62节点时，进入发射信号的通路在此处导通。
第一射频滤波器7，用于对接收信号滤波，滤除外来干扰信号；或对发射信号滤波，滤除内部干扰信号。
信号处理模块，用于对接收的信号进行最后处理和产生发射信号并进行预处理。
所述信号处理模块包括中频滤波器10和中频处理单元11，所述中频滤波器10将接收的信号或发射的信号进行中频滤波，所述中频处理模块用于处理接收的信号和输出需要发射的信号，所述中频处理单元11通过中频滤波器10与混频器8的待混频信号端连接。
一种信号收发混频一体的数据链终端通信方法，包括以下步骤：
S1、信号处理模块输出预处理后的待发射的信号，与本振模块9提供的本振信号在无源混频器8中混频，经过收发模块中的发射部分，然后从发射部分的发射天线2发出；
结合图2，步骤S1具体为：
S11、信号处理模块中的中频处理单元11生成待发射的中频信号，并经过信号处理模块中的中频滤波器10进行预处理，进行中频滤波；
S12、经过中频滤波后的待发射的信号与本振模块9生成的本振信号在无源混频器8中混频，输出射频信号；
S13、射频信号进入收发模块中的第一射频滤波器7，滤除***的内部干扰；
S14、第二切换开关切换至62节点，滤波后的信号经过收发模块中的第二切换开关6，与收发模块的发射信号处理单元导通，所述发射信号处理单元为射频功放组件5，用于发射信号的放大；
S15、放大后的发射信号经过第一切换开关3，第一切换开关3切换至32节点，发射信号通过发射天线2发射。
S2、收发模块中的接收天线1接收信号，接收到的信号在接收信号处理单元进行处理后，通过与本振模块9提供的本振信号在无源混频器8中混频，进入信号处理模块处理接收到的信号。
结合图3，步骤S2具体为：
S21、接收天线1接收到信号后，第一切换开关3切换至31节点与收发模块的接收信号处理单元导通；
S22、接收信号处理单元对接收到的信号进行滤波放大；具体为：
S221、接收到的信号经过第二射频滤波器41，滤除外来干扰信号；
S222、经过滤波后的接收信号通过低噪放组件42，将接收信号进行放大。
S23、第二切换开关切换至61节点，放大的信号通过第二切换开关6进入第一射频滤波器7进行滤波，滤除干扰信号；
S24、经过滤波后的接收信号与本振模块9输出的本振信号在无源混频器8中进行混频变为中频信号；
S25、中频信号经过中频滤波器10进行中频滤波，滤波后的信号传送到中频处理单元11中进行信号分析处理。
以上仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种信号收发混频一体的数据链终端通信***，其特征在于，数据链终端包括
无源混频器(8)，用于对待接收或待发射的信号与本振信号混频；
本振模块(9)，为混频器(8)提供本振信号；
收发模块，对接收的信号信息预处理和对发射的信号进行再处理；
信号处理模块，用于对接收的信号进行最后处理和产生发射信号并进行预处理。
2.根据权利要求1所述的一种信号收发混频一体的数据链终端通信***，其特征在于，所述收发模块包括依次设置的
接收天线(1)，用于接收信号；
发射天线(2)，用于发射信号；
第一切换开关(3)，用于切换选择接收和发射的信号通路，对应与接收天线(1)和发射天线(2)连接；
接收信号处理单元，用于将接收信号进行第一次滤波降噪和信号放大，接收信号处理单元与第一切换开关(3)的选择端连接；
发射信号处理单元，用于放大发射信号，与第一切换开关(3)的选择端连接；
第二切换开关(6)，用于切换选择接收和发射的信号通路，对应与接收信号处理单元和发射信号的处理单元连接；
第一射频滤波器(7)，用于对接收信号滤波，滤除外来干扰信号；或对发射信号滤波，滤除内部干扰信号。
3.根据权利要求1所述的一种信号收发混频一体的数据链终端通信***，其特征在于，所述信号处理模块包括中频滤波器(10)和中频处理单元(11)，所述中频滤波器(10)将接收的信号或发射的信号进行中频滤波，所述中频处理模块用于处理接收的信号和输出需要发射的信号，所述中频处理单元(11)通过中频滤波器(10)与混频器(8)的待混频信号端连接。
4.根据权利要求2所述的一种信号收发混频一体的数据链终端通信***，其特征在于，所述接收信号处理单元包括依次设置的用于滤除接收信号外来干扰的第二射频滤波器(41)、用于将接收信号放大的低噪放组件(42)。
5.根据权利要求2所述的一种信号收发混频一体的数据链终端通信***，其特征在于，所述发射信号处理单元包括用于对发射信号进行放大的射频功放组件(5)，射频功放组件可根据信号增益需求设计多级放大电路。
6.一种信号收发混频一体的数据链终端通信方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、信号处理模块输出预处理后的待发射的信号，与本振模块(9)提供的本振信号在无源混频器(8)中混频，经过收发模块中的发射部分，然后从发射部分的发射天线(2)发出；
S2、收发模块的接收天线(1)接收信号，接收到的信号在接收信号处理单元进行处理后，通过与本振模块(9)提供的本振信号在无源混频器(8)中混频，进入信号处理模块处理接收到的信号。
7.根据权利要求6所述的一种信号收发混频一体的数据链终端通信方法，其特征在于，步骤S1具体为：
S11、信号处理模块中的中频处理单元(11)生成待发射的信号，并经过信号处理模块中的中频滤波器(10)进行预处理，进行中频滤波；
S12、经过中频滤波后的待发射的信号与本振模块(9)生成的本振信号在无源混频器(8)中混频，输出射频信号；
S13、射频信号进入收发模块中的第一射频滤波器(7)，滤除***的内部干扰；
S14、滤波后的信号经过收发模块中的第二切换开关(6)，与收发模块的发射信号处理单元导通，所述发射信号处理单元用于发射信号的放大；
S15、放大后的发射信号经过第一切换开关(3)，第一切换开关(3)切换到发射天线(2)上。
8.根据权利要求7所述的一种信号收发混频一体的数据链终端通信方法，其特征在于，步骤S14中的发射信号处理单元为射频功放组件(5)。
9.根据权利要求6所述的一种信号收发混频一体的数据链终端通信方法，其特征在于，步骤S2具体为：
S21、接收天线(1)接收到信号后，第一切换开关(3)与接收信号处理单元导通；
S22、接收信号处理单元对接收到的信号进行滤波和放大；
S23、放大的信号通过第二切换开关(6)进入第一射频滤波器(7)进行滤波，滤除干扰信号；
S24、滤波后的接收信号与本振模块(9)输出的本振信号在无源混频器(8)中进行混频，输出中频信号；
S25、中频信号经过中频滤波器(10)进行中频滤波，滤波后的信号传送到中频处理单元(11)中进行信号分析处理。
10.根据权利要求9所述的一种信号收发混频一体的数据链终端通信方法，其特征在于，步骤S22中接收信号处理单元的处理步骤为：
S221、接收到的信号经过第二射频滤波器(41)，滤除外来干扰信号；
S222、经过滤波后的接收信号通过低噪放组件(42)，将接收信号进行放大。
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| US20070054648A1 (en) * | 2005-09-06 | 2007-03-08 | Rajasekhar Pullela | Low noise mixer |
| CN101321012A (zh) * | 2007-06-06 | 2008-12-10 | 北京信威通信技术股份有限公司 | 一种在tdd模式下利用开关阵实现射频链路收发共用的方法及装置 |
| CN108512790A (zh) * | 2017-02-27 | 2018-09-07 | 深圳市中兴微电子技术有限公司 | 一种收发一体机及终端 |
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| US20070054648A1 (en) * | 2005-09-06 | 2007-03-08 | Rajasekhar Pullela | Low noise mixer |
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