[发明专利]一种上位机控制多工作模式的连续可调超导滤波器系统

说明书

技术领域

本发明属于微波通讯设备技术领域，特别涉及一种上位机控制多工作模式的连续可调超导滤波器系统。

背景技术

射频接收前端子系统在各种军用和民用通信系统中都起着至关重要的作用。其技术指标和特性是整个通信系统性能的关键。其中若滤波器中心频率可调，对于整个通信系统的带内抗干扰能力和工作模式的灵活性都有极大提升，在通信系统工作频率变化的情况下，依然能实现信号滤波和放大对于现代通信系统至关重要，现今日趋紧张的频谱资源，跳频、动态频率分配等技术的需求也越来越迫切，在射频接收前端子系统中的连续可调接收系统的研制，特别是其中的可调滤波器系统越来越受重视。

高温超导材料因其表面电阻几乎为0，极高的品质因数（Q值）。自发现以来，已经被广泛用于微波滤波器的制作。这种高温超导滤波器能极大提高接收机灵敏度和抗干扰能力。然而大多集成高温超导滤波器的通信系统，不具备中心频率连续可调的性能。而开发连续可调高温超导滤波器系统，可进一步提高通信系统的抗干扰能力，并增加系统工作模式的灵活性。

传统可调滤波器系统组成如图1所示，主要由可调滤波器和频率控制电路所组成，其中，频率控制电路的输出和可调滤波器的频率控制元件相连（例如压控可变电容），可调滤波器的输出端与放大器的输入端相连。信号输入到可调滤波器中，经频率控制电路调节频率后输出虽然传统可调滤波器系统也可实现工作频率的调节，但是有如下缺点需要克服：

1、常规材料的损耗较大，由其制成的可调滤波器系统的灵敏度和抗干扰能力明显降低。

2、控制模式单一，一般只含有一个工作模式，模式切换的灵活度也不高。

发明内容

本发明的目的在于为克服已有技术的不足之处，设计一种上位机控制多工作模式的连续可调高温超导滤波器系统，该系统可实现常规可调射频前端的全部功能，满足实现工作频率可调、信号选择放大的要求。还实现了高的灵敏度和抗干扰能力。并且可同时设计多种工作模式供用户切换，根据需求实时修改。具有技术指标优异、工作模式切换灵活和可扩展、用户操作简便等特点。

为实现本发明的目的，采用以下技术方案：

该系统包括可调超导滤波器、及频率控制电路，其特征在于，还包括低温真空杜瓦、制冷机及其温度控制电路，以及上位机，所述频率控制电路由可编程单片机和DA模块组成；该可调超导滤波器置于低温真空杜瓦中，制冷机与低温真空杜瓦相连，通过温度控制电路对制冷机的控制，以维持低温真空杜瓦内的低温工作环境；所述可调超导滤波器与频率控制电路相连，上位机通过串口与频率控制电路进行通信，实现系统不同工作模式的转换，实现多种频率工作方式。所述的可调超导滤波器采用连续可调高温超导滤波器，用于实现中心频率在一定频率范围内的连续可调和低插入损耗。

所述的制冷机及其控制电路和低温真空杜瓦，用于维持系统工作所需的低温环境。

所述工作模式分为：定点选频模式、连续扫频模式、多路选频模式。所述的工作模式可根据用户需求通过对单片机编程进行扩充和修改。

所述的频率控制电路用于通过对其中的可编程单片机存储的控制程序实现各种改变滤波器中心频率的工作方式，且通过单片机与上位机的串口通信实现各种模式的实时切换和频率的实时选取功能。

本发明的特点及有益效果：

本发明系统保持了连续可调高温超导滤波器原有的中心频率可调特性和带外抗干扰特性；频率控制电路中的单片机可与上位机（计算机）通信，进而实现上位机对可调滤波器工作频点的实时选择；本发明在系统具有模块化，易于与其他设备级联，工作状态稳定等特点基础上，实现了中心频率的连续实时可调，可应用在射频前端系统中，作为高性能选频系统。可通过控制电路内部程序编写以及计算机控制，实现不同工作模式以及它们的快速切换，而且工作模式可根据用户需求，进行扩展和更改，增强了系统工作模式的多样性和灵活性。

附图说明

图1传统可调滤波器系统结构示意图；

图2本发明的连续可调高温超导滤波器系统结构示意图；

图3本发明中实施例1的高温超导滤波器电路图；

图4本发明中实施例1的控制过程示意图；

图5本发明中实施例1存储在可编程单片机中的控制流程框图；

图6本发明中实施例1的性能测试曲线；

具体实施方式

本发明提出的一种上位机控制多工作模式的连续可调高温超导滤波器系统结合附图及实施例详细说明如下：