一種數字微波拉遠系統的製作方法
2023-04-30 05:45:11
一種數字微波拉遠系統的製作方法
【專利摘要】本發明的數字微波拉遠系統工作在超高頻段，電波繞射能力較強，能夠以較小的設備成本，滿足遠距離超視距通信的需求，還能夠確保在超視距傳輸變參信道下信息的可靠傳輸；本發明的數字微波拉遠系統無需對信道進行估計即可實現反饋對消，在快時變信道條件下實用性強。
【專利說明】一種數字微波拉遠系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及微波通信領域，尤其涉及一種數字微波拉遠系統。
【背景技術】
[0002]目前，短波通信電離層的影響存在通信死區，電臺通信距離一般不超過30km，而衛星通信由於其成本昂貴無法大量使用。低成本、輕便型、靈活多樣使用功能的通信設備越來越受到人們的矚目。因此，開發小型化，輕型化、低成本輕便型設備來解決中短距離無線信息傳輸，是長期以來亟待解決的通信難題。
[0003]首先，現有微波拉遠系統中，各個單元之間的電路等都是獨立的，相互之間用電纜連接，這樣使得微波拉遠系統的體積較大、結構複雜，可靠性低。隨著對通信系統性能要求的日益提高，對高質量、高集成的、模塊化的、小型化的微波拉遠系統設備需求已十分迫切，這就需要將組成各中電路集成在一起，滿足小型化、集成化的要求，同時使用簡單。
[0004]其次，現有的微波拉遠系統普遍存在的一個問題就是發射與接收的互幹擾問題，即發射的信號被接收天線重新接收，這樣就會對實際的接收信號造成嚴重幹擾，一般的解決方案是在發射與接收之間設置足夠的隔離度。然而當微波拉遠系統小型化時，該互幹擾問題也會變得愈發嚴重。
[0005]因此，有必要針對上述問題，重新設計一種微波拉遠系統。
【發明內容】
[0006]本發明的目的是通過以下技術方案實現的。
[0007]根據本發明的實施方式，提出一種數字微波拉遠系統，所述系統包括:
[0008]超高頻微波收發單元，用於微波信號收發，工作於超高頻頻段；以及
[0009]互幹擾消除單元，用於微波拉遠系統收發信號的互幹擾消除。
[0010]根據本發明的實施方式，所述超高頻收發單元包括:同相正交調製器、發射功率控制單兀、發射Ρ?擴頻單兀、晶體諧振器、弟一功率分配器、接收FH擴頻單兀、鏡頻抑制混頻器、中頻放大器、第二功率分配器、第一開關、第二開關、第一中頻濾波器、第二中頻濾波器、第三中頻濾波器、第三開關、第四開關、解調器、電源和監測單元；
[0011]所述同相正交調製器的第一輸入埠外接基帶輸入信號，同相正交調製器的第三輸出埠與發射功率控制單元的第一埠連接，發射功率控制單元的第二輸出埠輸出射頻信號；晶體諧振器的第一輸出埠與第一功率分配器的第二輸入埠相連；第一功率分配器的第一輸出埠與接收FH擴頻單元的第二輸入埠相連，第一功率分配器的第三輸出埠與發射FH擴頻單元的第一輸入埠相連；發射擴頻單元的第二輸出埠與同相正交調製器的第二輸入埠相連；鏡頻抑制混頻器的第一輸入埠外接射頻信號，鏡頻抑制混頻器的第二輸入埠與接收FH擴頻單元的第一輸出埠相連，鏡頻抑制混頻器的第三輸出埠與中頻放大器的第二輸入埠相連；中頻放大器的第一輸出埠與第二功率分配器的第二埠相連；第二功率分配器的第一輸出埠與解調器的第二輸入埠相連，第二功率分配器的第三埠與第一開關的第二埠相連；第一開關的第一輸出埠與第一中頻濾波器的第二輸入埠相連，第一開關的第三輸出埠與第二開關的第二輸入埠相連；第二開關的第一輸出埠與第二中頻濾波器的第二輸入埠相連，第二開關的第三輸出埠與第三中頻濾波器的第二輸入埠相連；第一中頻濾波器的第一輸出埠與第四開關的第二輸入埠相連；第二中頻濾波器的第一輸出埠與第三開關的第二輸入埠相連；第三中頻濾波器的第一輸出埠與第三開關的第三輸入埠相連；第三開關的第一輸出埠與第四開關的第三輸入埠相連；第四開關的第一輸出埠輸出中頻信號；解調器的輸入第一輸出埠與監測單兀相連；電源輸出電壓V同相正交調製器將輸入的基帶信號直接調製到傳輸所需的射頻頻率，送入發射功率控制單元，由發射功率控制單元將射頻信號的幅度控制在需要的範圍內輸出；鏡頻抑制混頻器將來自低噪放的射頻信號進行變頻，輸出中頻信號，然後進行中頻放大，放大後的信號，經過功率分配器，一路送入解調器，另一路經過中頻濾波後輸出。
[0012]根據本發明的實施方式，所述互幹擾消除單元包括:
[0013]接收模塊，用於接收基站信號和發射信號經反饋信道後形成的反饋信號，並將所接收到的所述基站信號和所述反饋信號發送至數字基帶變換模塊；
[0014]數字基帶變換模塊，分別與所述接收模塊和數位訊號處理模塊相接，用於將所述基站信號和所述反饋信號進行混頻後轉換為基帶信號，之後把所述基帶信號輸出給數位訊號處理模塊；
[0015]數位訊號處理模塊，分別與所述數字基帶變換模塊、微信號生成模塊和組合模塊相接，用於通過中間頻率分別為第一頻率和第二頻率的兩個濾波器對所述基帶信號進行濾波，由中間頻率為第一頻率的濾波器濾波之後形成的信號中包含有所述基站信號，所述第二頻率為處於所述基站信號的頻譜空洞處的頻率；將由中間頻率為第一頻率的濾波器濾波之後形成的信號記為第一支路信號，將由中間頻率為第二頻率的濾波器濾波之後形成的信號記為第二支路信號；將所述第二支路信號進行反移頻至所述第一頻率處，並將其幅度放大k倍，k>10，形成待對消信號；用所述第一支路信號減去所述待對消信號從而得到反饋對消後信號，將所述反饋對消後信號分別發送至所述微信號生成模塊和組合模塊；
[0016]微信號生成模塊，分別與所述數位訊號處理模塊和組合模塊相接，用於接收由所述數位訊號處理模塊輸出的反饋對消後信號，並將所述反饋對消後信號進行移頻至所述第二頻率處，再將其幅度縮小到原來的l/k倍，得到微信號，之後將所述微信號輸出至組合模塊；
[0017]組合模塊，分別與所述數位訊號處理模塊、所述微信號生成模塊和數字上變頻模塊相接，用於使所述反饋對消後信號和所述微信號相加以得到待發射信號，並將所述待發射信號發送至發射功率控制單元。
[0018]根據本發明的優選實施方式，所述數位訊號處理模塊包括:
[0019]第一濾波模塊，與減法模塊相接，用於通過中間頻率為第一頻率的濾波器對所述基帶信號進行濾波，濾波之後所形成的信號中包含所述基站信號；將由中間頻率為第一頻率的濾波器濾波之後形成的信號記為第一支路信號，並將所述第一支路信號發送至減法模塊；
[0020]第二濾波模塊，與反移頻模塊相接，用於通過中間頻率為第二頻率的濾波器對所述基帶信號進行濾波，所述第二頻率為處於所述基站信號的頻譜空洞處的頻率；將由中間頻率為第二頻率的濾波器濾波之後形成的信號記為第二支路信號，並將所述第二支路信號發送至反移頻模塊；
[0021]反移頻模塊，分別與所述第二濾波模塊和放大模塊相接，用於將所述第二支路信號進行反移頻至所述第一頻率處，並將反移頻後的信號發送至放大模塊；
[0022]放大模塊，分別與所述反移頻模塊和減法模塊相接，用於將反移頻後的信號的幅度放大k倍，k>10,以形成待對消信號，之後將所述待對消信號發送至減法模塊；以及
[0023]減法模塊，分別與所述第一濾波模塊和所述放大模塊相接，用於使所述第一支路信號減去所述待對消信號以得到反饋對消後信號。
[0024]根據本發明的優選實施方式，所述微信號生成模塊包括移頻模塊和降倍模塊；所述移頻模塊用於將所述反饋對消後信號進行移頻至所述第二頻率處並輸出給所述降倍模塊，所述降倍模塊用於將移頻至所述第二頻率處的信號的幅度縮小至所述反饋對消後信號的幅度的l/k倍，從而形成微信號。
[0025]本發明的數字微波拉遠系統工作在超高頻段，電波繞射能力較強，能夠以較小的設備成本，滿足遠距離超視距通信的需求，還能夠確保在超視距傳輸變參信道下信息的可靠傳輸；本發明的數字微波拉遠系統無需對信道進行估計即可實現反饋對消，在快時變信道條件下實用性強。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026]通過閱讀下文優選實施方式的詳細描述，各種其他的優點和益處對於本領域普通技術人員將變得清楚明了。附圖僅用於示出優選實施方式的目的，而並不認為是對本發明的限制。而且在整個附圖中，用相同的參考符號表示相同的部件。在附圖中:
[0027]附圖1示出了根據本發明實施方式的數字微波拉遠系統結構示意圖；
[0028]附圖2示出了根據本發明實施方式的超高頻收發單元結構示意圖；
[0029]附圖3示出了根據本發明實施方式的互幹擾消除單元結構示意圖；
[0030]附圖4示出了根據本發明實施方式的數位訊號處理模塊結構示意圖。
【具體實施方式】
[0031]下面將參照附圖更詳細地描述本公開的示例性實施方式。雖然附圖中顯示了本公開的示例性實施方式，然而應當理解，可以以各種形式實現本公開而不應被這裡闡述的實施方式所限制。相反，提供這些實施方式是為了能夠更透徹地理解本公開，並且能夠將本公開的範圍完整的傳達給本領域的技術人員。
[0032]根據本發明的實施方式，提出一種數字微波拉遠系統，如附圖1所示，所述系統包括:
[0033]超高頻微波收發單元，用於微波信號收發，工作於超高頻頻段；以及
[0034]互幹擾消除單元，用於微波拉遠系統收發信號的互幹擾消除。
[0035]根據本發明的【具體實施方式】，如附圖2所示，所述超高頻收發單元包括:同相正交調製器、發射功率控制單元、發射FH擴頻單元、晶體諧振器、第一功率分配器、接收ra擴頻單元、鏡頻抑制混頻器、中頻放大器、第二功率分配器、第一開關、第二開關、第一中頻濾波器、第二中頻濾波器、第三中頻濾波器、第三開關、第四開關、解調器、電源和監測單元；
[0036]所述同相正交調製器的第一輸入埠外接基帶輸入信號，同相正交調製器的第三輸出埠與發射功率控制單元的第一埠連接，發射功率控制單元的第二輸出埠輸出射頻信號；晶體諧振器的第一輸出埠與第一功率分配器的第二輸入埠相連；第一功率分配器的第一輸出埠與接收FH擴頻單元的第二輸入埠相連，第一功率分配器的第三輸出埠與發射FH擴頻單元的第一輸入埠相連；發射擴頻單元的第二輸出埠與同相正交調製器的第二輸入埠相連；鏡頻抑制混頻器的第一輸入埠外接射頻信號，鏡頻抑制混頻器的第二輸入埠與接收FH擴頻單元的第一輸出埠相連，鏡頻抑制混頻器的第三輸出埠與中頻放大器的第二輸入埠相連；中頻放大器的第一輸出埠與第二功率分配器的第二埠相連；第二功率分配器的第一輸出埠與解調器的第二輸入埠相連，第二功率分配器的第三埠與第一開關的第二埠相連；第一開關的第一輸出埠與第一中頻濾波器的第二輸入埠相連，第一開關的第三輸出埠與第二開關的第二輸入埠相連；第二開關的第一輸出埠與第二中頻濾波器的第二輸入埠相連，第二開關的第三輸出埠與第三中頻濾波器的第二輸入埠相連；第一中頻濾波器的第一輸出埠與第四開關的第二輸入埠相連；第二中頻濾波器的第一輸出埠與第三開關的第二輸入埠相連；第三中頻濾波器的第一輸出埠與第三開關的第三輸入埠相連；第三開關的第一輸出埠與第四開關的第三輸入埠相連；第四開關的第一輸出埠輸出中頻信號；解調器的輸入第一輸出埠與監測單兀相連；電源輸出電壓V同相正交調製器將輸入的基帶信號直接調製到傳輸所需的射頻頻率，送入發射功率控制單元，由發射功率控制單元將射頻信號的幅度控制在需要的範圍內輸出；鏡頻抑制混頻器將來自低噪放的射頻信號進行變頻，輸出中頻信號，然後進行中頻放大，放大後的信號，經過功率分配器，一路送入解調器，另一路經過中頻濾波後輸出。
[0037]所述接收ra擴頻單元與所述發射FH擴頻單元共用一個晶體諧振器產生的時鐘。
[0038]所述鏡頻抑制混頻器既可以是無源的，也可以是有源的。
[0039]所述同相正交調製器、發射功率控制單元、發射擴頻單元、晶體諧振器、第一功率分配器、接收FH擴頻單元、鏡頻抑制混頻器、中頻放大器、第二功率分配器、第一開關、第二開關、第一中頻濾波器、第二中頻濾波器、第三中頻濾波器、第三開關、第四開關、解調器、電源和監測單元集成在一塊印製板上。
[0040]根據本發明的【具體實施方式】，如附圖3所示，所述互幹擾消除單元包括:
[0041]接收模塊，用於接收基站信號和發射信號經反饋信道後形成的反饋信號，並將所接收到的所述基站信號和所述反饋信號發送至數字基帶變換模塊；
[0042]數字基帶變換模塊，分別與所述接收模塊和數位訊號處理模塊相接，用於將所述基站信號和所述反饋信號進行混頻後轉換為基帶信號，之後把所述基帶信號輸出給數位訊號處理模塊；
[0043]數位訊號處理模塊，分別與所述數字基帶變換模塊、微信號生成模塊和組合模塊相接，用於通過中間頻率分別為第一頻率和第二頻率的兩個濾波器對所述基帶信號進行濾波，由中間頻率為第一頻率的濾波器濾波之後形成的信號中包含有所述基站信號，所述第二頻率為處於所述基站信號的頻譜空洞處的頻率；將由中間頻率為第一頻率的濾波器濾波之後形成的信號記為第一支路信號，將由中間頻率為第二頻率的濾波器濾波之後形成的信號記為第二支路信號；將所述第二支路信號進行反移頻至所述第一頻率處，並將其幅度放大k倍，k>10,形成待對消信號；用所述第一支路信號減去所述待對消信號從而得到反饋對消後信號，將所述反饋對消後信號分別發送至所述微信號生成模塊和組合模塊；
[0044]微信號生成模塊，分別與所述數位訊號處理模塊和組合模塊相接，用於接收由所述數位訊號處理模塊輸出的反饋對消後信號，並將所述反饋對消後信號進行移頻至所述第二頻率處，再將其幅度縮小到原來的l/k倍，得到微信號，之後將所述微信號輸出至組合模塊；
[0045]組合模塊，分別與所述數位訊號處理模塊、所述微信號生成模塊和數字上變頻模塊相接，用於使所述反饋對消後信號和所述微信號相加以得到待發射信號，並將所述待發射信號發送至發射功率控制單元。
[0046]根據本發明的優選實施方式，如附圖4所示，所述數位訊號處理模塊包括:
[0047]第一濾波模塊，與減法模塊相接，用於通過中間頻率為第一頻率的濾波器對所述基帶信號進行濾波，濾波之後所形成的信號中包含所述基站信號；將由中間頻率為第一頻率的濾波器濾波之後形成的信號記為第一支路信號，並將所述第一支路信號發送至減法模塊；
[0048]第二濾波模塊，與反移頻模塊相接，用於通過中間頻率為第二頻率的濾波器對所述基帶信號進行濾波，所述第二頻率為處於所述基站信號的頻譜空洞處的頻率；將由中間頻率為第二頻率的濾波器濾波之後形成的信號記為第二支路信號，並將所述第二支路信號發送至反移頻模塊；
[0049]反移頻模塊，分別與所述第二濾波模塊和放大模塊相接，用於將所述第二支路信號進行反移頻至所述第一頻率處，並將反移頻後的信號發送至放大模塊；
[0050]放大模塊，分別與所述反移頻模塊和減法模塊相接，用於將反移頻後的信號的幅度放大k倍，k>10,以形成待對消信號，之後將所述待對消信號發送至減法模塊；以及
[0051]減法模塊，分別與所述第一濾波模塊和所述放大模塊相接，用於使所述第一支路信號減去所述待對消信號以得到反饋對消後信號。
[0052]根據本發明的優選實施方式，所述微信號生成模塊包括移頻模塊和降倍模塊；所述移頻模塊用於將所述反饋對消後信號進行移頻至所述第二頻率處並輸出給所述降倍模塊，所述降倍模塊用於將移頻至所述第二頻率處的信號的幅度縮小至所述反饋對消後信號的幅度的l/k倍，從而形成微信號。
[0053]所述互幹擾消除單元利用移頻的方法產生微信號，並將微信號添加到基站發射信號的頻譜空洞處，利用該微信號和發射信號只存在頻點位置和幅度不同的特點實現反饋對消，無需對信道進行估計即可實現反饋對消，在快時變信道條件下實用性強。
[0054]以上所述，僅為本發明較佳的【具體實施方式】，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明的保護範圍應所述以權利要求的保護範圍為準。
【權利要求】
1.一種數字微波拉遠系統，所述系統包括: 超高頻微波收發單元，用於微波信號收發，工作於超高頻頻段；以及 互幹擾消除單元，用於微波拉遠系統收發信號的互幹擾消除。
2.一種如權利要求1所述的系統，所述超高頻收發單元包括:同相正交調製器、發射功率控制單元、發射FH擴頻單元、晶體諧振器、第一功率分配器、接收ra擴頻單元、鏡頻抑制混頻器、中頻放大器、第二功率分配器、第一開關、第二開關、第一中頻濾波器、第二中頻濾波器、第三中頻濾波器、第三開關、第四開關、解調器、電源和監測單元； 所述同相正交調製器的第一輸入埠外接基帶輸入信號，同相正交調製器的第三輸出埠與發射功率控制單元的第一埠連接，發射功率控制單元的第二輸出埠輸出射頻信號；晶體諧振器的第一輸出埠與第一功率分配器的第二輸入埠相連；第一功率分配器的第一輸出埠與接收FH擴頻單元的第二輸入埠相連，第一功率分配器的第三輸出埠與發射FH擴頻單元的第一輸入埠相連；發射FH擴頻單元的第二輸出埠與同相正交調製器的第二輸入埠相連；鏡頻抑制混頻器的第一輸入埠外接射頻信號，鏡頻抑制混頻器的第二輸入埠與接收FH擴頻單元的第一輸出埠相連，鏡頻抑制混頻器的第三輸出埠與中頻放大器的第二輸入埠相連；中頻放大器的第一輸出埠與第二功率分配器的第二埠相連；第二功率分配器的第一輸出埠與解調器的第二輸入埠相連，第二功率分配器的第三埠與第一開關的第二埠相連；第一開關的第一輸出埠與第一中頻濾波器的第二輸入埠相連，第一開關的第三輸出埠與第二開關的第二輸入埠相連；第二開關的第一輸出埠與第二中頻濾波器的第二輸入埠相連，第二開關的第三輸出埠與第三中頻濾波器的第二輸入埠相連；第一中頻濾波器的第一輸出埠與第四開關的第二輸入埠相連；第二中頻濾波器的第一輸出埠與第三開關的第二輸入埠相連；第三中頻濾波器的第一輸出埠與第三開關的第三輸入埠相連；第三開關的第一輸出埠與第四開關的第三輸入埠相連；第四開關的第一輸出埠輸出中頻信號；解調器的輸入第一輸出埠與監測單元相連；電源輸出電壓V同相正交調製器將輸入的基帶信號直接調製到傳輸所需的射頻頻率，送入發射功率控制單元，由發射功率控制單元將射頻信號的幅度控制在需要的範圍內輸出；鏡頻抑制混頻器將來自低噪放的射頻信號進行變頻，輸出中頻信號，然後進行中頻放大，放大後的信號，經過功率分配器，一路送入解調器，另一路經過中頻濾波後輸出。
3.—種如權利要求1所述的系統，所述互幹擾消除單元包括: 接收模塊，用於接收基站信號和發射信號經反饋信道後形成的反饋信號，並將所接收到的所述基站信號和所述反饋信號發送至數字基帶變換模塊； 數字基帶變換模塊，分別與所述接收模塊和數位訊號處理模塊相接，用於將所述基站信號和所述反饋信號進行混頻後轉換為基帶信號，之後把所述基帶信號輸出給數位訊號處理模塊； 數位訊號處理模塊，分別與所述數字基帶變換模塊、微信號生成模塊和組合模塊相接，用於通過中間頻率分別為第一頻率和第二頻率的兩個濾波器對所述基帶信號進行濾波，由中間頻率為第一頻率的濾波器濾波之後形成的信號中包含有所述基站信號，所述第二頻率為處於所述基站信號的頻譜空洞處的頻率；將由中間頻率為第一頻率的濾波器濾波之後形成的信號記為第一支路信號，將由中間頻率為第二頻率的濾波器濾波之後形成的信號記為第二支路信號；將所述第二支路信號進行反移頻至所述第一頻率處，並將其幅度放大k倍，k>10,形成待對消信號；用所述第一支路信號減去所述待對消信號從而得到反饋對消後信號，將所述反饋對消後信號分別發送至所述微信號生成模塊和組合模塊； 微信號生成模塊，分別與所述數位訊號處理模塊和組合模塊相接，用於接收由所述數位訊號處理模塊輸出的反饋對消後信號，並將所述反饋對消後信號進行移頻至所述第二頻率處，再將其幅度縮小到原來的l/k倍，得到微信號，之後將所述微信號輸出至組合模塊；組合模塊，分別與所述數位訊號處理模塊、所述微信號生成模塊和數字上變頻模塊相接，用於使所述反饋對消後信號和所述微信號相加以得到待發射信號，並將所述待發射信號發送至發射功率控制單元。
4.一種如權利要求3所述的系統，所述數位訊號處理模塊包括: 第一濾波模塊，與減法模塊相接，用於通過中間頻率為第一頻率的濾波器對所述基帶信號進行濾波，濾波之後所形成的信號中包含所述基站信號；將由中間頻率為第一頻率的濾波器濾波之後形成的信號記為第一支路信號，並將所述第一支路信號發送至減法模塊；第二濾波模塊，與反移頻模塊相接，用於通過中間頻率為第二頻率的濾波器對所述基帶信號進行濾波，所述第二頻率為處於所述基站信號的頻譜空洞處的頻率；將由中間頻率為第二頻率的濾波器濾波之後形成的信號記為第二支路信號，並將所述第二支路信號發送至反移頻模塊； 反移頻模塊，分別與所述第二濾波模塊和放大模塊相接，用於將所述第二支路信號進行反移頻至所述第一頻率處，並將反移頻後的信號發送至放大模塊； 放大模塊，分別與所述反移頻模塊和減法模塊相接，用於將反移頻後的信號的幅度放大k倍，k>10,以形成待對消信號，之後將所述待對消信號發送至減法模塊；以及 減法模塊，分別與所述第一濾波模塊和所述放大模塊相接，用於使所述第一支路信號減去所述待對消信號以得到反饋對消後信號。
5.一種如權利要求3所述的系統，所述微信號生成模塊包括移頻模塊和降倍模塊；所述移頻模塊用於將所述反饋對消後信號進行移頻至所述第二頻率處並輸出給所述降倍模塊，所述降倍模塊用於將移頻至所述第二頻率處的信號的幅度縮小至所述反饋對消後信號的幅度的l/k倍，從而形成微信號。
【文檔編號】H04B1/52GK104301003SQ201410583554
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年10月27日 優先權日:2014年10月27日
【發明者】徐春豔, 周小正 申請人:成都銳新科技有限公司