專利名稱：單根射頻電纜連接的短波接收天線適配器的制作方法
技術領域：
本發明涉及電子電路設計領域，具體而言涉及一種單根射頻電纜連接的短波接收天線適配器。
背景技術：
短波通信信號具有時變衰落的特點，經常出現接收效果差的情況。人們可以通過優化編解碼方式、提高接收增益，但是在短波信道環境較惡劣的情況下，改善效果還不是很明顯。而通過在射頻前端優化，對短波接收天線進行調諧匹配，提高短波接收信號的增益，往往可以帶來更好的接收效果。通過控制線、電源線等多根電纜對短波接收天進行控制調諧匹配已可以實現，但是該方法存在線纜較多、容易被干擾等問題，抗干擾能力較差。
發明內容
針對現有技術中存在的缺陷，本發明目的在于提出一種單根射頻電纜連接的短波接收天線適配器，通過單根射頻電纜直接連接至短波接收機，可有效提高接收信號的信噪比和抗干擾能力。為實現上述目的，本發明提出一種單根射頻電纜連接的短波接收天線適配器，從短波天線接收信號并通過單根射頻電纜與短波接收機連接用以傳輸供電電壓、音頻控制信號和射頻信號，該短波接收天線適配器包括控制和電壓變換電路以及與該控制和電壓變換電路連接的接口電路、主匹配電路、天線適配電路和射頻放大電路，其中:接口電路通過前述的單根射頻電纜提取高頻電纜的電壓信號和音頻控制信號，同時將射頻信號進行解調處理并耦合到高頻電纜中；主匹配電路用以對從短波天線接收的信號進行頻率變換；天線適配電路通過對主匹配電路輸出的射頻信號的采樣和計算，控制內部繼電器的吸合與斷開，以對網絡參數進行調整；控制和電壓變換電路對音頻控制信號進行解調處理并分別用于控制天線適配電路和主匹配電路，天線適配電路和主匹配電路根據收到的命令執行相應的操作。進一步，前述的控制和電壓變換電路變換前述的電壓信號以提供短波接收天線適配器中其他電路的工作電壓。進一步，前述的主匹配電路中使用50Ω的阻抗變換網絡，其包括可調并聯電容和可調串聯電感、以及副網絡電容。進一步，前述的控制和電壓變換電路包括單片機AT89C2051、音頻解調模塊、運放TL084以及相應的外圍電路。進一步，前述的天線適配電路包括DSP芯片和CPLD器件，通過AD采樣并計算主匹配電路輸出的射頻信號而得出精確的阻抗和相位值，根據所得阻抗和相位信息，控制內部繼電器的吸合與斷開，對網絡參數進行調整。進一步，前述的射頻放大電路內包括晶體濾波器，用以保證通帶內幅頻一致性并抑制帶外其它信號干擾。
由以上本發明的技術方案可知，本發明的單根射頻電纜連接的短波接收天線適配器，可改善接收天線的頻率響應，使其在整個頻段內接收效果差異相對較小，避免接收天線在諧振點上接收很好、而其它頻率點上效果差的弊病，同時該天線適配器具有較強的射頻放大能力，適合與短波接收機之間射頻電纜長、信號衰減大的場合，可以提高信噪比，減小接收信號的循環反射所產生的互調，降低接收信號誤碼率，而且安裝簡單。
圖1為本發明較優實施例的短波接收天線適配器模塊示意圖。圖2為阻抗變換網絡的示意圖。圖3為射頻放大電路的示意圖。
具體實施例方式為了更了解本發明的技術內容，特舉具體實施例并配合所附圖式說明如下。如圖1所示，根據本發明的較優實施例，短波接收天線適配器安裝在短波接收天線的底部并從短波接收天線接收信號，短波接收天線適配器具有一外殼，由防水、抗腐蝕、具有較高機械強度的結構件制成。短波接收天線適配器通過單根射頻電纜與短波接收機連接，用以傳輸供電電壓、音頻控制信號和射頻信號。短波接收天線適配器包括主匹配電路、天線適配電路、射頻放大電路、接口電路以及控制和電壓變化電路，其中控制和電壓變化電路連接主匹配電路、天線適配電路、射頻放大電路和接口電路。接口電路用于通過與之相連接的單根射頻電纜提取高頻電纜的+24V電壓信號和音頻控制信號，同時將射頻信號進行解調處理并耦合到高頻電纜中。在控制和電壓變換電路中，對音頻控制信號進行解調處理。本實施例的控制和電壓變換電路包括單片機AT89C2051、音頻解調模塊、運放TL084以及相應的外圍電路。音頻控制信號經過運放TL084及其外圍電路帶通濾波，檢波后轉變成TTL電平信號，然后經過電平轉換芯片例如MAX232芯片，轉變為RS-232信號，分別用于控制天線適配電路和主匹配電路，天線適配電路和主匹配電路根據收到的命令執行相應的操作。同時，在控制和電壓變換電路中，對+24V電壓信號進行變換，變換為其他電路工作所需要的工作電壓，包括±12V、+5V以及+3.3V電壓等。使用一般天線接收信號時會存在阻抗匹配能力差的問題，通常天線有I 2個諧振點，所以需要增加主匹配電路以改善信號接收效果。本實施例中，主匹配電路中使用50 Ω的阻抗變換網絡，提高接收的阻抗匹配能力，具有高選擇性以接收所需信號，具有最低噪聲度，提高接收的靈敏度，增益可達到5dB 10dB。阻抗變換網絡原理模型圖如圖2所示，阻抗變換網絡采用可調并聯電容和可調串聯電感、以及副網絡電容(2個)，對短波接收天線收到的信號進行頻率變換。在天線適配電路中采用DSP芯片和CPLD器件，最好是容量較大的CPLD器件，通過AD采樣并計算主匹配電路輸出的射頻信號而得出精確的阻抗和相位值，根據所得阻抗和相位信息，控制內部繼電器的吸合與斷開，對網絡參數進行調整。考慮到高頻射頻線較長，射頻信號衰減較大，會影響信號接收性能，所以增加射頻放大器補償電纜的損耗，將信號放大后再傳輸給短波接收機。本實施例中射頻放大電路采用頻率動態范圍大、低噪聲電路，以確保接收指標。如圖3所示為射頻放大電路功能示意圖，本實施例中射頻放大電路采用高品質晶體濾波器進行濾波處理，可保證通帶內幅頻一致性，抑制帶外其它信號干擾，同時采用精密可控放大器進行信號放大，增益線性度好，精度高。綜上所述，本發明的單根射頻電纜連接的短波接收天線適配器，可改善接收天線的頻率響應，使其在整個頻段內接收效果差異相對較小，避免接收天線在諧振點上接收很好、而其它頻率點上效果差的弊病，同時該天線適配器具有較強的射頻放大能力，適合與短波接收機之間射頻電纜長、信號衰減大的場合，可以提高信噪比，減小接收信號的循環反射所產生的互調，降低接收信號誤碼率，而且安裝簡單。雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和范圍內，當可作各種的更動與潤飾。因此，本發明的保護范圍當視權利要求書所界定者為準。
權利要求
1.一種單根射頻電纜連接的短波接收天線適配器，該短波接收天線適配器從短波天線接收信號并通過單根射頻電纜與短波接收機連接用以傳輸供電電壓、音頻控制信號和射頻信號，其特征在于，該短波接收天線適配器包括: 控制和電壓變換電路以及與該控制和電壓變換電路連接的接口電路、主匹配電路、天線適配電路和射頻放大電路， 其中:接口電路通過前述的單根射頻電纜提取高頻電纜的電壓信號和音頻控制信號，同時將射頻信號進行解調處理并耦合到高頻電纜中；主匹配電路用以對從短波天線接收的信號進行頻率變換；天線適配電路通過對主匹配電路輸出的射頻信號的采樣和計算，控制內部繼電器的吸合與斷開，以對網絡參數進行調整；控制和電壓變換電路對音頻控制信號進行解調處理并分別用于控制天線適配電路和主匹配電路，天線適配電路和主匹配電路根據收到的命令執行相應的操作。
2.根據權利要求1所述單根射頻電纜連接的短波接收天線適配器，其特征在于，前述的控制和電壓變換電路還變換前述的電壓信號以提供短波接收天線適配器中其他電路的工作電壓。
3.根據權利要求1所述單根射頻電纜連接的短波接收天線適配器，其特征在于，前述的控制和電壓變換電路包括單片機AT89C2051、音頻解調模塊、運放TL084以及相應的外圍電路。
4.根據權利要求1所述單根射頻電纜連接的短波接收天線適配器，其特征在于，前述的主匹配電路中使用50Ω的阻抗變換網絡，其包括可調并聯電容和可調串聯電感、以及副網絡電容。
5.根據權利要求1所述單根射頻電纜連接的短波接收天線適配器，其特征在于，前述的天線適配電路包括DSP芯片和CPLD器件，通過AD采樣并計算主匹配電路輸出的射頻信號而得出精確的阻抗和相位值，根據所得阻抗和相位信息，控制內部繼電器的吸合與斷開，對網絡參數進行調整。
6.根據權利要求1所述單根射頻電纜連接的短波接收天線適配器，其特征在于，前述的射頻放大電路內包括晶體濾波器，用以保證通帶內幅頻一致性并抑制帶外其它信號干擾。
全文摘要
本發明提供一種單根射頻電纜連接的短波接收天線適配器，從短波天線接收信號并通過單根射頻電纜與短波接收機連接以傳輸供電電壓、音頻控制信號和射頻信號，短波接收天線適配器包括控制和電壓變換電路以及與該控制和電壓變換電路連接的接口電路、主匹配電路、天線適配電路和射頻放大電路，接口電路通過單根射頻電纜提取高頻電纜的電壓信號和音頻控制信號，并將射頻信號進行解調處理并耦合到高頻電纜中；主匹配電路用以對從短波天線接收的信號進行頻率變換；天線適配電路可對網絡參數進行調整；控制和電壓變換電路對音頻控制信號進行解調處理并用于控制天線適配電路和主匹配電路，本發明的短波接收天線適配器可提高接收信號的信噪比和抗干擾能力。
文檔編號H04B1/18GK103078651SQ201210591870
公開日2013年5月1日 申請日期2012年12月31日 優先權日2012年12月31日
發明者俞春華, 朱明皓, 劉科偉 申請人:熊貓電子集團有限公司, 南京熊貓漢達科技有限公司