[发明专利]一种多模半双工调频收发信机

摘要

本发明涉及一种多模半双工调频收发信机，属于通信领域。该多模半双工调频收发信机采用了直接数字合成形式的载波产生电路来产生发射时所需的已调载波和接收时末级下变频所需的本地载波，有效地解决了多模半双工窄带调频收发信机设计中存在的调制精度、线性度与频率稳定度、频率准确度之间的矛盾；该多模半双工调频收发信机，不但能兼容实现窄带的模拟和数字形式的FM调制方式，还能兼容实现模拟和数字形式的采用阶梯Chirp脉冲载波的FM/Chirp调制方式，从而进一步提高了该多模半双工调频收发信机的适应性。

主权项

一种多模半双工调频收发信机，由主时钟电路(101)、载波产生电路(102)、中频收发转换开关(103)、上变频器(104)、射频功率放大器(105)、发射带通滤波器(106)、射频转换开关(107)、天线(108)、接收预选滤波器(109)、低噪声放大器(110)、前级下变频器(111)、末级下变频器(112)、中频预放大器(113)、中频分配器(114)、多个支路窄带中频滤波器(115、116、117)、中频多路开关(118)、中频放大器(119)、频率解调器(120)、强度检测电路(121)、RSSI模/数转换器(122)、控制接口(123)、A‑Modu模/数转换器(124)和微处理器(125)组成；该多模半双工调频收发信机根据发收选择信号(T/R)的电平高、低状态来选择工作于发射或接收模式，根据控制接口(123)输入至微处理器(125)的控制指令(Mode)来选择频率调制参数；该多模半双工调频收发信机的频率调制参数种类有模拟或数字频率调制类型选择参数、数字频率调制具体类型选择参数、频偏大小选择参数和载波中心频率偏移量选择参数；当选择工作于发射模式时，微处理器(125)根据发收选择信号(T/R)的电平状态控制载波产生电路(102)产生的载波(SL(t))为发射已调载波(IFT(t))，中频收发转换开关(103)在发收选择信号(T/R)的控制下将载波产生电路(102)输出的发射已调载波(IFT(t))切换输出至上变频器(104)，上变频器(104)的输出经过射频功率放大器(105)进行功率放大和发射带通滤波器(106)进行带通滤波之后输入至射频转换开关(107)，射频转换开关(107)在发收选择信号(T/R)的控制下将由发射带通滤波器(106)输入至其中的信号切换输出至天线对外发射；当选择工作于接收模式时，射频转换开关(107)在发收选择信号(T/R)的控制下将由天线(108)接收到的信号切换输出至接收预选滤波器(109)，接收预选滤波器(109)的输出经过低噪声放大器(110)的放大和前级下变频器(111)的下变频处理之后作为末级下变频器(112)的一路输入；微处理器(125)根据发收选择信号(T/R)的电平状态控制载波产生电路(102)产生的载波(SL(t))为接收本地载波(SLR(t))，中频收发转换开关(103)在发收选择信号(T/R)的控制下将载波产生电路(102)产生的接收本地载波(SLR(t))切换输出至末级下变频器(112)的另一个输入端；末级下变频器(107)输出的中频信号(IFR(t))经过中频预放大器(113)的放大之后再经中频分配器(114)的分配输入至多个支路窄带中频滤波器(115、116、117)，多个支路窄带中频滤波器(115、116、117)的输出作为中频多路开关(118)相应的多路输入信号；微处理器(125)控制中频多路开关(118)将其某一路输入切换输出至中频放大器(119)，中频放大器(119)的输出作为频率解调器(120)和强度检测电路(121)的输入；频率解调器(120)输出的解调结果(DeModu)对外输出，强度检测电路(121)输出的强度检测结果(RSSI)经过RSSI模/数转换器(122)处理之后输入至微处理器(125)；其特征在于：所述载波产生电路(102)为直接数字合成(DDS)形式的载波产生电路；该多模半双工调频收发信机根据控制接口(123)输入至微处理器(125)的控制指令(Ctrl)来选择的频率调制参数还有：FM或FM/Chirp调制类型选择参数、阶梯Chirp脉冲载波类型选择参数和FM/Chirp解调中频压缩带宽类型选择参数；当该多模半双工调频收发信机工作于模拟式FM调制的发射模式时，根据A‑Modu模/数转换器(124)输出的模拟调制波形A‑Modu的数字式取值、所选择频偏大小以及载波中心频率偏移量，微处理器(125)通过控制载波产生电路(102)产生相应频率的发射已调载波(IFT(t))的方式来实现相应的频率调制过程；当该多模半双工调频收发信机工作于数字式FM调制的发射模式时，根据所输入数字调制码元D‑Modu的取值、相邻的不同取值的码元间的平滑过渡规律、所选择频偏大小以及载波中心频率偏移量，微处理器(125)通过控制载波产生电路(102)产生相应频率的发射已调载波(IFT(t))的方式来实现相应的频率调制过程；当该多模半双工调频收发信机工作于模拟式FM/Chirp调制的发射模式时，根据所使用类型阶梯Chirp脉冲载波的频率变化规律、A‑Modu模/数转换器(124)输出的模拟调制波形A‑Modu的数字式取值、所选择频偏大小以及载波中心频率偏移量，微处理器(125)通过控制载波产生电路(102)产生相应频率的发射已调载波(IFT(t))的方式来实现相应的频率调制过程；当该多模半双工调频收发信机工作于数字式FM/Chirp调制的发射模式时，根据所使用类型阶梯Chirp脉冲载波的频率变化规律、所输入数字调制码元D‑Modu的取值、相邻的不同取值的码元间的平滑过渡规律、所选择频偏大小以及载波中心频率偏移量，微处理器(125)通过控制载波产生电路(102)产生相应频率的发射已调载波(IFT(t))的方式来实现相应的频率调制过程；当该多模半双工调频收发信机工作于模拟或数字式FM调制的接收模式时，根据载波中心频率偏移量，微处理器(125)通过控制载波产生电路(102)产生相应频率的接收本地载波(SLR(t))，并根据FM解调所使用的载波信道带宽控制中频多路开关(118)将其相应的某一路输入切换输出至中频放大器(119)；当该多模半双工调频收发信机工作于模拟或数字式FM/Chirp调制的接收模式时，根据所使用类型的阶梯Chirp脉冲载波的频率变化规律、所使用类型的阶梯Chirp脉冲载波的初始相位以及载波中心频率偏移量，微处理器(125)通过控制载波产生电路(102)产生相应初始扫频周期相位和相应频率的本地Chirp脉冲载波(SLR(t))；并且，微处理器(125)根据所使用FM/Chirp解调中频压缩带宽控制中频多路开关(118)将其相应的某一路输入切换输出至中频放大器(119)；在该模式下，微处理器(125)还根据某种扫频周期同步方法，监测RSSI模/数转换器(122)输出的强度检测结果(RSSI)的数字式取值，调整其所使用的阶梯Chirp脉冲载波的扫频周期相位，实现本地Chirp脉冲载波(SLR(t))的扫频周期同步和同步保持。