多部收发一体电台共址干扰对消装置

摘要

本发明公开了一种多部收发一体电台共址干扰对消装置，包括n个通道对消电路模块、n个电台、n个天线、一个控制模块、一个接收天线选择模块、一个合成模块及一个反馈与调理模块，天线的个数、电台的个数均与通道对消电路模块的个数相等，n为自然数；其中，每个通道对消电路模块包括一个收发切换模块、一个时延模块和一个幅相调整模块。依据电台的收发状态信号，自动切换装置的状态，无需人工参与，简化了装置的使用；通过选定一根天线作为接收天线，而不采用多个天线接收信号再合成的方法，降低了对接收信号插损；平台内收发一体电台的增减，只需扩展或减少相应的通道数即可有效消除共址干扰，保障通信系统正常工作。

说明书

技术领域

本发明属于无线通信的电磁兼容技术领域，具体涉及一种多部收发一体电台共址干扰对消装置。

背景技术

为了适应现代作战环境需求，舰船、飞机以及战车等特种平台设备不断地增加探测、通信和电子战等设备，导致平台上的射频天线种类和数量不断增加。在提升平台作战能力的同时，过多的射频天线将产生电磁干扰和兼容、电磁隐身等问题，影响平台作战效能和生存能力。收发一体电台是保障指挥作战通信畅通的主要装备之一。在有限的空间内有多部收发一体电台同时工作时，正在发射的电台会干扰正在接收的电台，导致严峻的辐射电磁干扰问题。如电台发射功率50W(47dBm)，与同平台另一电台天线的隔离度为30dB，则接收的干扰信号功率为17dBm，主频功率远远大于电台接收的远方的有用信号，其杂散干扰信号也可能淹没有用信号；多部电台同时发射时，电磁环境更加复杂，接收电台更容易被干扰。目前的多通道辐射干扰对消装置，可以解决多部发射机发射时对接收机的干扰，即解决收与发分离的设备之间发射设备对接收设备的干扰。但对于收发一体电台，发射机和接收机共用射频端口和天线，电台发射时干扰其它接收电台，接收时可被其它正在发射的电台干扰，即同一部电台是干扰源，也还是敏感设备，是随电台收/发状态的变化而转换的。因此，目前的辐射干扰对消装置尚不能解决多部收发一体电台之间的共址干扰。

发明内容

本发明的目的就是针对共平台的多部收发一体电台之间的共址干扰问题，提供一种多部收发一体电台共址干扰对消装置，能够适应收发一体电台收发模式转换，实现电台间干扰的自消除，有效提升多部收发一体电台共址时的抗干扰能力。

为实现上述目的，本发明所设计的多部收发一体电台共址干扰对消装置，其特征在于：包括n个通道对消电路模块、n个电台、n个天线、一个控制模块、一个接收天线选择模块、一个合成模块及一个反馈与调理模块，天线的个数、电台的个数均与通道对消电路模块的个数相等，n为自然数；其中，每个通道对消电路模块包括一个收发切换模块、一个时延模块和一个幅相调整模块；

每个通道对消电路模块中收发切换模块的第三端口与时延模块的输入端口相连，时延模块的输出端口与幅相调整模块的输入端口相连；每个收发切换模块的第五端口分别与对应的一个天线相连，每个收发切换模块的第一端口分别与对应的一个电台的射频端口相连，每个收发切换模块的第四端口均与接收天线选择模块的射频输入端口相连，每个收发切换模块的第二端口均与反馈与调理模块的主路输出端口相连，每个收发切换模块的第六端口均与控制模块的控制信号端口相连，每个电台的输出端口均与控制模块的输入端口相连，控制模块的控制信号端口还与接收天线选择模块的控制端口相连，接收天线选择模块的输出端口与合成模块的第一个输入端口相连，每个幅相调整模块的输出端口均与合成模块的第二个输入端口相连，每个幅相调整模块的控制端口与反馈与调理模块的采样输出端口相连，合成模块的输出端口与反馈与调理模块的输入端口相连。

进一步地，所述收发切换模块包括第一开关、第二开关、第三开关、第四开关及第一耦合器；第一开关的端口C为收发切换模块的第一端口，第二开关的端口NC为收发切换模块的第二端口，第三开关的端口NC为收发切换模块的第四端口，第四开关的端口C为收发切换模块的第五端口，第一开关的端口NC连接第四开关的端口NC，第一开关的端口NO连接第二开关的端口C，第二开关端口NO连接第一耦合器的输入端口，第一耦合器的主路输出端口连接第三开关的端口NO，第三开关的端口C连接第四开关的端口NO，第一开关的端口Ctrl、第二开关的端口Ctrl、第三开关的端口Ctrl及第四开关的端口Ctrl汇集为收发切换模块的第六端口，第一耦合器的采样输出端口为收发切换模块的第三端口。

进一步地，所述幅相调整模块包括功分组件、正交合成器、第一电可调双极性衰减器、第二电可调双极性衰减器及控制器；功分组件的输入端口接时延模块的输出端口，功分组件的两个输出端口分别接第一电可调双极性衰减器的输入端口和第二电可调双极性衰减器的输入端口，功分组件的采样输出端口接控制器的第一个输入端口，第一电可调双极性衰减器的输出端口和第二电可调双极性衰减器的输出端口均接正交合成器的输入端口，第一电可调双极性衰减器的控制端口和第二电可调双极性衰减器的控制端口均接控制器对应的输出端口，正交合成器的输出端口接合成模块的输入端口，控制器的第二个输入端口接反馈与调理模块的采样输出端口。

进一步地，所述合成模块包括第一合成器和第二合成器；第一合成器的输入端口接幅相调整模块的输出端口，第一合成器的输出端口接第二合成器的第二个输入端口，第二合成器的第一个输入端口接收选择模块的输出端口，第二合成器的输出端口接反馈与调理模块的输入端口。

进一步地，所述反馈与调理模块包括第二耦合器、滤波器、第一限幅器、低噪声放大器、第二限幅器、第一功分器及第二功分器；第二耦合器的输入端口接合成模块的输出端口，第二耦合器的主路输出端口接滤波器的输入端口，第二耦合器的采样输出端口接第一功分器的输入端口、第一功分器的输出端口接幅相调整模块的控制端口、滤波的输出端口接第一限幅器的输入端口、第一限幅器的输出端口接低噪声放大器的输入端口、低噪声放大器的输出端口第二限幅器的输入端口、第二限幅器的的输出端口接第二功分器的输入端、第二功分器的输出端接收发切换模块的第二端口。

进一步地，所述接收天线选择模块选择接收天线的方法如下：

若第一个电台至第n个电台分别对应第一个天线至第n个天线，则默认接收天线为天线n；若电台n发信，则由第n-1个天线收信；若第n个电台和第n-1个电台同时发信，则由第n-2个天线收信；若第n个电台、第n-1个电台、第n-2个电台同时发信，则由第n-3个天线收信；依此类推。

进一步地，所述接收天线选择模块中的开关选择单刀n掷射频同轴开关，n与为电台的个数相等。

进一步地，所述收发切换模块中的第一开关、第二开关、第三开关及第四开关均为单刀双掷的射频同轴开关，采用带指示端或者带TTL驱动的开关。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1)依据电台的收发状态信号，自动切换装置的状态，无需人工参与，简化了装置的使用；

2)通过选定一根天线作为接收天线，而不采用多个天线接收信号再合成的方法，降低了对接收信号插损；

3)平台内收发一体电台的增减，只需扩展或减少相应的通道数即可有效消除共址干扰，保障通信系统正常工作。

附图说明

图1为本发明多部收发一体电台共址干扰对消装置结构框图；

图2为图1中收发切换模块结构框图；

图3为图1中幅相调整模块的结构框图；

图4为图1中合成模块的结构框图；

图5为图1中反馈与调理模块的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1所示为多部收发一体电台共址干扰对消装置结构框图，包括n个通道对消电路模块、n个电台、n个天线、一个控制模块、一个接收天线选择模块、一个合成模块及一个反馈与调理模块，天线的个数、电台的个数均与通道对消电路模块的个数相等，n为自然数；其中，每个通道对消电路模块包括一个收发切换模块、一个时延模块和一个幅相调整模块。

控制模块获取电台的收/发状态信号，控制模块依据电台的收/发状态信号，控制收发切换模块和接收天线选择模块的运行；收发切换模块依据控制模块按所有电台的收/发状态信号生成的控制信号将收发切换模块调整到对正在发射的电台取样提取电台取样信号，并使正在接收的电台连接对消干扰后的通道；接收选择模块依据控制模块按所有电台的收/发状态信号生成的控制信号，选取一根天线作为接收天线；时延模块用于调整提取的电台取样信号的时延；幅相调整模块用于调整电台取样信号的幅度与相位；合成模块用于将各通道幅相调整后的电台取样信号合成后再与干扰信号对消；反馈与调理模块对合成模块合成的输出信号进行采样生成反馈信号，然后将反馈信号输送至收发切换模块，再传送给正在接收的电台，保证电台的正常接收。

再次如图1所示，每个通道对消电路模块中收发切换模块的第三端口与时延模块的输入端口相连，时延模块的输出端口与幅相调整模块的输入端口相连；每个收发切换模块的第五端口分别与对应的一个天线相连(即第一个收发切换模块的第五端口与第一个天线相连、第二个收发切换模块的第五端口与第二个天线相连……依次类推第n个收发切换模块的第五端口与第n个天线相连)，每个收发切换模块的第一端口分别与对应的一个电台的射频端口相连(即第一个收发切换模块的第一端口与第一个电台的射频端口相连、第二个收发切换模块的第一端口与第二个电台的射频端口相连……依次类推第n个收发切换模块的第一端口与第n个电台的射频端口相连)，每个收发切换模块的第四端口均与接收天线选择模块的射频输入端口相连，每个收发切换模块的第二端口均与反馈与调理模块的主路输出端口相连，每个收发切换模块的第六端口均与控制模块的控制信号端口相连，每个电台的输出端口均与控制模块的输入端口相连，同时，控制模块的控制信号端口还与接收天线选择模块的控制端口相连，接收天线选择模块的输出端口与合成模块的第一个输入端口相连，每个幅相调整模块的输出端口均与合成模块的第二个输入端口相连，每个幅相调整模块的控制端口与反馈与调理模块的采样输出端口相连，合成模块的输出端口与反馈与调理模块的输入端口相连。

接收天线选择模块选择接收天线的方法是：若第一个电台至第n个电台分别对应第一个天线至第n个天线，则默认接收天线为天线n；若电台n发信，则由第n-1个天线收信；若第n个电台和第n-1个电台同时发信，则由第n-2个天线收信；若第n个电台、第n-1个电台、第n-2个电台同时发信，则由第n-3个天线收信；依此类推。

本发明装置工作的基本流程为：控制模块依据电台的收/发状态信号，控制收发切换模块和接收选择模块的运行，收发切换模块依据控制模块按所有电台的收/发状态信号生成的控制信号将收发切换模块调整到对正在发射的电台取样提取电台取样信号，并使正在接收的电台连接对消干扰后的通道，接收选择模块依据控制模块按所有电台的收/发状态信号生成的控制信号，选取一根天线作为接收天线，经时延模块和幅相调整模块调整电台取样信号后，在合成模块中对消接收到的干扰信号，经反馈与调理模块、收发切换模块，再传送给正在接收的电台，保证电台的正常接收。

本实施例中，结合图2所示，收发切换模块包括第一开关、第二开关、第三开关、第四开关及第一耦合器。其中，第一开关的端口C即为收发切换模块的第一端口，第二开关的端口NC即为收发切换模块的第二端口，第三开关的端口NC即为收发切换模块的第四端口，第四开关的端口C即为收发切换模块的第五端口，第一开关的端口NC连接第四开关的端口NC，第一开关的端口NO连接第二开关的端口C，第二开关端口NO连接第一耦合器的输入端口，第一耦合器的主路输出端口连接第三开关的端口NO，第三开关的端口C连接第四开关的端口NO，第一开关的端口Ctrl、第二开关的端口Ctrl、第三开关的端口Ctrl及第四开关的端口Ctrl汇集到一起成为收发切换模块的第六端口，第一耦合器的采样输出端口即为收发切换模块的第三端口。

结合图3所示，幅相调整模块包括功分组件、正交合成器、第一电可调双极性衰减器、第二电可调双极性衰减器及控制器。功分组件的输入端口接时延模块的输出端口，功分组件的两个输出端口分别接第一电可调双极性衰减器的输入端口和第二电可调双极性衰减器的输入端口(即一个输出端口接第一电可调双极性衰减器的输入端口，另一个输出端口接第二电可调双极性衰减器的输入端口)，功分组件的采样输出端口接控制器的第一个输入端口，第一电可调双极性衰减器的输出端口和第二电可调双极性衰减器的输出端口均接正交合成器的输入端口，第一电可调双极性衰减器的控制端口和第二电可调双极性衰减器的控制端口均接控制器对应的输出端口，正交合成器的输出端口接合成模块的输入端口，控制器的第二个输入端口接反馈与调理模块的采样输出端口。功分组件将经时延模块调整后的电台取样信号分成两路等幅取样信号并分别提取两路等幅取样信号的采样信号，然后将两个采样信号输送至控制器(即提取一路等幅取样信号的采样信号并输送至控制器，提取另一路等幅取样信号的采样信号并输送至控制器)，同时，两路等幅取样信号分别输送至第一电可调双极性衰减器和第二电可调双极性衰减器(即一路等幅取样信号输送至第一电可调双极性衰减器，另一路等幅取样信号输送至第二电可调双极性衰减器)；控制器依据输入的两个采样信号，生成两个控制信号(即一个采样信号生产一个控制信号)，并将两个控制信号分别输送至第一电可调双极性衰减器和第二电可调双极性衰减器(即一个控制信息输送至第一电可调双极性衰减器，另一个控制信号输送至第二电可调双极性衰减器)；第一电可调双极性衰减器和第二电可调双极性衰减器根据控制器生成的控制信号调整等幅取样信号的幅度和极性，并均将调整幅度和极性的等幅取样信号输送至正交合成器；正交合成器将第一电可调双极性衰减器和第二电可调双极性衰减器调整后的等幅取样信号的功率正交合成。

结合图4所示，合成模块包括第一合成器和第二合成器。第一合成器的输入端口接幅相调整模块的输出端口，第一合成器的输出端口接第二合成器的第二个输入端口，第二合成器的第一个输入端口接收选择模块的输出端口，第二合成器的输出端口接反馈与调理模块的输入端口；第一合成器用于将n个幅相调整模块的输出信号合成。

结合图5所示，反馈与调理模块包括第二耦合器、滤波器、第一限幅器、低噪声放大器、第二限幅器、第一功分器及第二功分器。第二耦合器的输入端口接合成模块的输出端口，第二耦合器的主路输出端口接滤波器的输入端口，第二耦合器的采样输出端口接第一功分器的输入端口、第一功分器的输出端口接幅相调整模块的控制端口、滤波的输出端口接第一限幅器的输入端口、第一限幅器的输出端口接低噪声放大器的输入端口、低噪声放大器的输出端口第二限幅器的输入端口、第二限幅器的的输出端口接第二功分器的输入端、第二功分器的输出端接收发切换模块的第二端口。第二耦合器对合成模块合成的输出信号进行采样后将采样信号分别输送至第一功分器和滤波器，第一功分器将采样信号分成n份，n与电台的个数相等，将n份采样信号分别输送至幅相调整模块(即一份采样信号输送至一个幅相调整模块)；滤波器将采样信号滤除带外的干扰后输送至第一限幅器，第一限幅器限制采样信号中的大信号，保护低噪声放大器；低噪声放大器大方采样信号中的有用信号，然后输送至第二限幅器；第二限幅器限制有用信号中的大信号，保护第二功分器；第二功分器用于分配接收到的有用信号，然后将有用信号反馈给收发切换模块，再传送给正在接收的电台，保证电台的正常接收。

本实施例中，接收天线选择模块中的开关选择单刀n掷射频同轴开关，n与为电台的个数相等；收发切换模块中的第一开关、第二开关、第三开关及第四开关均为单刀双掷的射频同轴开关，采用带指示端或者带TTL驱动的开关；另外，反馈与调理模块中的滤波器、第一限幅器、低噪声放大器及第二限幅器可视实际情况移除，这时第二耦合器的主路输出端口直接接第二功分器的输入端口。

本发明中的电可调双极性衰减器、功分器、耦合器、低噪声放大器、限幅器和射频同轴开关等射频有源或无源器部件均可以采用本领域的成熟技术和产品。以上实施方案主要是用来说明本发明的具体实现过程，并不限制本发明的技术方案，尽管部分实例进行了详细说明，但是对本发明进行修改或者等同替换，而不能脱离本发明的精神和范围的任何修改或者局部替换，其均应该涵盖在本发明的权利要求范围当中。