VHF 超短波電臺接收機設計與實現(xiàn)

吳文信

摘要：高度的機動性是現(xiàn)代通信的重要特性，為機動使用提供可靠、不間斷的通信保障是現(xiàn)代通信一直以來不斷解決的問題。 無線電臺由于其輕便、靈活、使用方便，己成為動中通和野外通信的主流設備，對于機動通信起著舉足輕重的作用。在歷次 的重大活動中，一直表現(xiàn)良好，發(fā)揮著重要作用。成為目前使用量最大，應用最廣泛的設備。

關鍵詞：VHF超短波電臺；接收機設計；實現(xiàn)

中圖分類號：E923.1 文獻標識碼：A 文章編號：2095-3178（2018）19-0238-01

1 VHF 超短波電臺接收機設計的重要性

通信作為人們之間互相聯(lián)絡的途徑，其手段的變化己成為人類

文明和技術進步的重要表現(xiàn)形式。從古至今，人們一直在使用著特 有的方式進行著信息的傳遞。無論是點燃烽火的方式、還是用使用 狼煙，以及直到現(xiàn)在還在使用的飛鴿傳書，以及近距離的旗語，它 們都對人們之間的溝通起到了特別好的促進作用。到了近代，隨著 基礎行業(yè)的快速發(fā)展，尤其是電子技術的快速發(fā)展，利用電纜實現(xiàn) 的有線電通信及借助電離層等空間介質的無線電通信得到了有效發(fā) 展，極大的改變了人們的生活。隨著當代網(wǎng)絡技術的發(fā)展及衛(wèi)星等 基礎通信平臺的建設，計算機網(wǎng)絡的通信、可移動互聯(lián)的移動通信 以及衛(wèi)星互聯(lián)通信等一大批新技術進入人們的生活，促使著人們生 活發(fā)生了前所未有的質變和飛躍。無線電通信主要是借助無線電臺 設備、微波接力機設備、衛(wèi)星及其終端等多種設備，將其通信手段 進行綜合化的使用，為用戶提供全面而具有時效性的通信保障。無 線電臺由于其輕便、靈活、使用方便，是機動狀態(tài)下保持通信聯(lián)絡 的主要手段，己成為動中通和野外通信的主流設備，對于機動通信 起著舉足輕重的作用。在歷次的重大活動中，一直表現(xiàn)良好，發(fā)揮 著重要作用。成為目前使用量最大，應用最廣泛的設備。按照無線 電臺工作所使用的頻段不同，我們可將其劃分為工作于短波頻段的 短波電臺和工作于超短波頻段的超短波電臺。通常我們所說的超短 波，也被稱為甚高頻（VHF）波、米波，他的波長范圍為 lm-lOm，工 作頻段可以覆蓋 30MHz-300MHz 的無線電頻段。因其工作使用的頻段 相對于短波的頻率覆蓋寬，常被電視轉播、廣播通信、雷達導航、 移動狀態(tài)的通信等所廣泛使用。 VHF 超短波電臺主要工作于超短波 頻段，一般使用 30MHz-88MHz 頻段來進行通信，該頻段無線電波主 要以視距傳播的方式傳輸。相比短波天波傳播方式，VHF 超短波通 信質量好，信道容量大，受晝夜和季節(jié)變化的影響小，通信較穩(wěn)定 被廣泛應用；相對UHF 超短波通信而言，具有一定的繞射能力和地波 傳播特性，是地面通信及地空協(xié)同通信主要手段。

2 接收機結構及性能

2.1 接收機結構

接收機作為無線收發(fā)信機的重要核心組成部分，按照其組成形 式及架構的不

同可將其主要劃分為超外差式架構的接收機、零中頻架構的接 收機、低中頻架構的接收機、數(shù)字化架構的接收機。

2.2 接收機主要性能指標

根據(jù)不同的任務使命和體系結構，接收機有不同的評價要求，

對其性能衡量

的指標也有所差別。經常被用到的可以對通用的接收機進行評

價的性能指標主要有：接收機的靈敏度、系統(tǒng)的噪聲系數(shù)、接收機可 正常工作的動態(tài)范圍、以及系統(tǒng)的總增益等.

3 VHF 超短波電臺接收機設計

VHF 超短波電臺是按照國標和超短波通信設備要求的工程標準

而設計，具有良好的兼容性、繼承性，采用通用化硬件設計平臺， 具有良好的擴展性。接收機作為電臺的重要組成部分，其性能直接 影響設備能否滿足用戶需求及使用。接收機結構如何選擇，直接影 響系統(tǒng)的方案設計。確定合適的架構組成，并對總體技術方案及研 制關鍵技術點進行確定對后續(xù)工作開展至關重要。需要將先進性與 現(xiàn)實性結合考慮，既要重視實際使用需要，又要結合國內當前技術水平，設計滿足技術要求而能夠便于生產的設備，盡可能的縮短研 發(fā)周期，降低成本。

3.1 各模塊完成的功能

面板模塊：主要是實現(xiàn)與綜合業(yè)務模塊的交互通信并實現(xiàn)人機

交互界面顯示，對按鍵操作信息的信息進行采集處理；完成相應的信 息顯示；完成音頻放大、濾波、壓擴。綜合業(yè)務模塊：作為電臺的中 央控制和信號處理模塊，主要完成與終端交互信息，上下變頻、調 制解調、編解碼、信道管理、數(shù)據(jù)處理、網(wǎng)絡管理、音頻處理等。 射頻模塊主要由用于接收的接收前端處理電路和實現(xiàn)功率放大的發(fā) 射通路。在發(fā)射狀態(tài)下，將經過中頻/頻合模塊處理過的射頻激勵信 號進一步進行選諧及功率放大，最后通過諧波濾波器對產生的諧波 等雜波分量進行濾波處理，然后通過匹配將其輸送至天線經其發(fā)射 出去。在接收的狀態(tài)下，將天線端接收到的射頻信號進行限幅保護、 選頻調諧、經第一級低噪聲放大器的放大等預處理，送至中頻/頻合 模塊完成變頻等處理；同時，綜合業(yè)務模塊與信道部分的大部分交互 都由射頻模塊來完成，實現(xiàn)對信道的控制。中頻/頻合模塊由中頻單 元和頻率合成器單元組成，主要完成收發(fā)通路建立，發(fā)信號變頻、 放大、濾波、增益控制，收信號低噪放大、變頻、中頻濾波、AGC 控制，為信道單元提供響應的一本振和二本振信號，并提供整機時 鐘信號；電源/模塊主要提供系統(tǒng)各模塊不同工作狀態(tài)下需要的電源 電壓，完成過壓與過流保護及報警，完成電源管理。

3.2 AGC 控制技術

接收機需要有大的動態(tài)范圍，加上電臺采用高效調制技術，為

了盡量減小信號損傷，接收通路應具有良好的線性，我采用了一種 新的可滿足線性接收要求的自動增益控制電路。該電路將傳統(tǒng)的反 饋型 AGc 電路和前饋型 AGc 電路進行了合理綜合，通過從接收機信 道不同頻段進行場強檢測，將結果上報給綜合業(yè)務模塊集中處理， 由其處理后送回控制信息完成對衰減網(wǎng)絡的切入切出、可控增益放 大器增益大小等控制。因其兼顧了二者的優(yōu)點，可獲得高的增益控 制精度及快速的響應時間。AGC 控制系統(tǒng)主要包括了用于場強信號 監(jiān)測的檢測電路和用于實現(xiàn) AGC 控制響應的控制電路以及確保其快 速響應的 AGC 控制算法設計在通路中共設置四個場強檢測點，分別 為：射頻輸入前端處、一中頻 124.8MHz 晶體濾波器輸出端、二中頻 455 KHz 濾波器輸出端和可變增益放大器輸出端。場強數(shù)據(jù)經處理 后通過衰減器和可調增益放大器對通路增益進行控制，使接收機具 有大的動態(tài)范圍和良好的線性。

結語

重點圍繞接收機線性信道設計、快速 AGC 設計、決速低噪聲頻

率合成器設計等關鍵技術開展課題研究，通過采用新的設計方案， 從器件選用、原理設計、硬件實現(xiàn)上，完成 VHF 超短波電臺接收機 的設計與實現(xiàn)，從功能、性能指標上滿足電臺整機要求，完成了項 目研制，具有一定的市場價值。

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