[12]实用新型专利说明书专利号 ZL
200820077653.X
[51]Int.CI.
H04B 7/22 (2006.01)
[45]授权公告日2009年3月4日[22]申请日2008.06.25[21]申请号200820077653.X
[73]专利权人中国电子科技集团公司第五十四研究所
地址050081河北省石家庄市中山西路589号第5
4所微散部[72]设计人孟奎旭 徐松毅 王斌 秦建存 李文铎
马和彬 刘丽哲 陈强辉 甘启光 杨坤茹 郭志昆
[11]授权公告号CN 201204587Y
权利要求书 3 页 说明书 9 页 附图 1 页
[54]实用新型名称
背负式散射通信装置
[57]摘要
本实用新型公开了一种背负式散射通信装置，它涉及散射通信领域中小容量轻便型的散射通信设备。它由话音送受话器、组合式天线、话音编解码器、辅助复分接器、发射接收机模块、双工器、调制器、解调器、中放单元、电源、晶振等部件组成。它采用具有较强抗单频干扰和抗信道衰落能力的线性调频信号带内四重频率分集信号形式的调制解调器实现散射通信的目的。它具有集成化程度高、轻便小巧、操作简单方便、性能稳定可靠、可以单人背负，机动能力好等优点，特别适用于小容量散射通信系统中单人背负移动时作为轻便型散射通信装置。
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权 利 要 求 书
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1.一种背负式散射通信装置，它包括话音送受话器(1)、电源(2)、组合式天线(3)、话音编解码器(4)、辅助复分接器(5)、发射机模块(7)、双工器(8)、接收机模块(9)、中放单元电路(10)、晶振(12)，其特征在于：还包括调制器(6)、解调器(11)，其中话音送受话器(1)入端口1与发送话音端口A连接、出端口4与接收话音端口B连接；话音编解码器(4)的输入端口1、3分别与话音送受话器(1)的输出端口2、辅助复分接器(5)的输出端口4相连，输出端口2、4分别与辅助复分接器(5)的输入端口3、话音送受话器(1)的输入端口3相连；辅助复分接器(5)的输入端口1通过数据线与发送数据端口C相连，输出端口2通过数据线与接收数据端口D相连，输出端口5、6分别与调制器(6)的输入端口1、2相连，输入端口7、8分别与解调器(11)的输出端口1、2相连；发射机模块(7)的输入端口1与调制器(6)的输出端口3相连，输出端口2与双工器(8)的输入端口1相连；中放单元电路(10)的输入端口1与接收机模块(9)的输出端口2相连，输出端口2与解调器(11)的输入端口3相连；双工器(8)的输入端口1与发射机模块(7)的输出端口2相连，输出端口2与接收机模块(9)的输入端口1相连，其输入/输出端口3通过射频电缆与小型组合式天线(3)的射频输入/输出端口1相连；电源(2)出端+V电压端与各部件相应电源端并接，晶振(12)出端口f频率与发射机模块(7)、接收机模块(9)、调制器(6)、解调器(11)的参考源入端连接。 2.根据权利要求1所述的背负式散射通信装置，其特征在于：调制器(6)包括带内4频CHIRP-BPSK低中频调制器(12)、D/A变换器
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(13)、本振模块(14)、混频器(15)、带通滤波器(16)、放大器(17)，其中带内4频CHIRP-BPSK低中频调制器(12)的输入端口1、2脚分别与辅助复分接器(5)的输出端口5、6脚相连，输出端口3脚通过数据总线与D/A变换器(13)的输入端口1脚相连；混频器(15)的输入端口1、2脚分别通过信号线与D/A变换器(13)的输出端口2脚、本振模块(14)的输出端口1脚相连，其输出端口3脚通过信号线与带通滤波器(16)的输入端口1脚相连；放大器(17)的输入端口1脚通过信号线与带通滤波器(16)的输出端口2脚相连，输出端口2脚通过中频电缆与发射机模块(7)的输入端口1脚相连，带内4频CHIRP-BPSK低中频调制器(12)、D/A变换器(13)、本振模块(14)、混频器(15)、带通滤波器(16)、放大器(17)各入端7脚与电源(2)出端+V电压端连接、各入端8脚与地端连接。
3.根据权利要求1或2所述的背负式散射通信装置，其特征在于：解调器(11)包括A/D变换器(18)、数字下变频器(19)、匹配滤波器(20)、相干检测器(21)、积分判决模块(22)、取模模块(23)、位同步模块(24)、差分译码模块(25)，其中A/D变换器(18)的输入端口1脚与中放单元电路(10)的输出端口2脚相连，输出端口2脚通过数据线与数字下变频器(19)的输入端口1脚相连；匹配滤波器(20)的输入端口1、2脚分别与数字下变频器(19)的输出端口2、3脚相连，其输出端口3、4脚分别与相干检测器(21)的输入端口1、2脚相连；积分判决模块(22)的输入端口1、3脚分别与相干检测器(21)的输出端口3脚、位同步模块(24)的输出端口2脚相连，其输出端口2、4
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脚分别与差分译码模块(25)的输入端口1脚、相干检测器(21)的输入端口4脚相连；差分译码模块(25)的输出端口2脚与辅助复分接器(5)的输入端口8脚相连；取模模块(23)的输入端口1、2脚分别与匹配滤波器(20)的输出端口3、4脚连接，输出端口3脚与位同步模块(24)的输入端口1脚相连；位同步模块(24)的输出端口2脚分别与积分判决模块(22)的输入端口3脚和辅助复分接器(5)的输入端口7脚相连，A/D变换器(18)、数字下变频器(19)、匹配滤波器(20)、相干检测器(21)、积分判决模块(22)、取模模块(23)、位同步模块(24)、差分译码模块(25)各入端7脚与电源(2)出端+V电压端连接、各入端8脚与地端连接。
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说 明 书
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背负式散射通信装置
技术领域
本实用新型涉及散射通信领域中的一种背负式散射通信装置，特别适用于在小容量的散射通信系统中作轻便型的散射通信设备。背景技术
传统的散射通信装置由于体积庞大、结构复杂且功耗巨大，基本均采用固定站或车载站的应用形式，由此造成的设备成本偏高、机动能力较差等缺点，极大的限制了散射通信在各领域中的广泛应用。发明内容
本实用新型的目的在于避免上述背景技术中的不足之处而提供一种小容量、轻便型的背负式散射通信装置，本实用新型可由单人背负进行机动开通，采用了具有较强抗单频干扰和抗信道衰落能力的线性调频信号带内4重频率分集的信号形式，因此不但设备的经济性、可靠性和机动性较以往得到了明显的改善，而且抗信道衰落和抗单频干扰能力也有了极大的提高。本实用新型具有体积小、重量轻、集成化程度高、操作简便等特点。
本实用新型的目的是这样实现的：它包括话音送受话器1、电源2、组合式天线3、话音编解码器4、辅助复分接器5、调制器6、发射机模块7、双工器8、接收机模块9、中放单元电路10、解调器11、晶振12，其中话音送受话器1入端口1与发送话音端口A连接、出端口4与接收话音端口B连接；话音编解码器4的输入端口1、3分别与话音送受话器1的输出端口2、辅助复分接器5的输出端口4相
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连，输出端口2、4分别与辅助复分接器5的输入端口3、话音送受话器1的输入端口3相连；辅助复分接器5的输入端口1通过数据线与发送数据端口C相连，输出端口2通过数据线与接收数据端口D相连，输出端口5、6分别与调制器6的输入端口1、2相连，输入端口7、8分别与解调器11的输出端口1、2相连；发射机模块7的输入端口1与调制器6的输出端口3相连，输出端口2与双工器8的输入端口1相连；中放单元电路10的输入端口1与接收机模块9的输出端口2相连，输出端口2与解调器11的输入端口3相连；双工器8的输入端口1与发射机模块7的输出端口2相连，输出端口2与接收机模块9的输入端口1相连，其输入/输出端口3通过射频电缆与小型组合式天线3的射频输入/输出端口1相连；电源2出端+V电压端与各部件相应电源端并接；晶振12出端口f频率与发射机模块7、接收机模块9、调制器6、解调器11参考源入端连接。
本实用新型调制器6包括带内4频CHIRP-BPSK(线性调频二相移相键控)低中频调制器12、D/A变换器13、本振模块14、混频器15、带通滤波器16、放大器17，其中带内4频CHIRP-BPSK低中频调制器12的输入端口1、2脚分别与辅助复分接器5的输出端口5、6脚相连，输出端口3脚通过数据总线与D/A变换器13的输入端口1脚相连；混频器15的输入端口1、2脚分别通过信号线与D/A变换器13的输出端口2脚、本振模块14的输出端口1脚相连，其输出端口3脚通过信号线与带通滤波器16的输入端口1脚相连；放大器17的输入端口1脚通过信号线与带通滤波器16的输出端口2脚相连，
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输出端口2脚通过中频电缆与发射机模块7的输入端口1脚相连，带内4频CHIRP-BPSK低中频调制器12、D/A变换器13、本振模块14、混频器15、带通滤波器16和放大器17各入端7脚与电源2出端+V电压端连接、各入端8脚与地端连接。
本实用新型解调器11包括A/D变换器18、数字下变频器19、匹配滤波器20、相干检测器21、积分判决模块22、取模模块23、位同步模块24、差分译码模块25，其中A/D变换器18的输入端口1脚与中放单元电路10的输出端口2脚相连，输出端口2脚通过数据线与数字下变频器19的输入端口1脚相连；匹配滤波器20的输入端口1、2脚分别与数字下变频器19的输出端口2、3脚相连，其输出端口3、4脚分别与相干检测器21的输入端口1、2脚相连；积分判决模块22的输入端口1、3脚分别与相干检测器21的输出端口3脚、位同步模块24的输出端口2脚相连，其输出端口2、4脚分别与差分译码模块25的输入端口1脚、相干检测器21的输入端口4脚相连；差分译码模块25的输出端口2脚与辅助复分接器5的输入端口8脚相连；取模模块23的输入端口1、2脚分别与匹配滤波器20的输出端口3、4脚连接，输出端口3脚与位同步模块24的输入端口1脚相连；位同步模块24的输出端口2脚分别与积分判决模块22的输入端口3脚和辅助复分接器5的输入端口7脚相连，A/D变换器18、数字下变频器19、匹配滤波器20、相干检测器21、积分判决模块22、取模模块23、位同步模块24、差分译码模块25各入端7脚与电源2出端+V电压端连接、各入端8脚与地端连接。
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本实用新型相比背景技术具有如下优点：
1.本实用新型在同一个设备机箱中集成了话音编解码器4、辅助复分接器5、调制器6、发射机模块7、双工器8、接收机模块9、中放单元电路10、解调器11等部件，极大的减小了传统散射通信系统的体积与重量，使设备的机动能力得到了显著的改善，可由单人背负进行机动开通工作。
2.本实用新型采用了便于机动的小型组合式天线3，在运输状态下可将天线分解为多个模块放置于同一个背负式背包内进行机动运输，而设备需要开通时，则可在短时间内完成对天线的组合与安装，操作简便。
3.本实用新型的调制器6、解调器11采用了具有较强抗单频干扰和抗信道衰落能力的线性调频信号带内4重频率分集的信号形式，因此设备的抗信道衰落和抗单频干扰能力有了极大的提高，设备的经济性、可靠性和机动性较以往得到了明显的改善。
4.本实用新型的主要部件采用大规模现场可编程器件制作，因此可通过配置不同的程序灵活地实现对本装置工作参数的修改，满足不同用户的要求。
5.本实用新型集成化程度高，因此体积小，重量轻，性能稳定可靠，维修方便。附图说明
图1是本实用新型实施例的电原理方框图。 图2是本实用新型调制器6实施例的电原理图。
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图3是本实用新型解调器11实施例的电原理图。 具体实施方式
参照图1至图3，本实用新型由话音送受话器1、电源2、组合式天线3、话音编解码器4、辅助复分接器5、调制器6、发射机模块7、双工器8、接收机模块9、中放单元电路10、解调器11、晶振12组成，图1是本实用新型的电原理方框图，实施例按图1连接线路。图1中话音送受话器1的作用是接收或输出话音信号，将接收话音信号由其出端口2脚输入话音编解码器4进行话音编码处理，或将话音编解码器4解码后的话音信号输入话音送受话器1输出话音信号。话音编解码器4的作用是对话音信号进行编解码处理，编码后的话音信号输入辅助复分接器5。辅助复分接器5的作用是从其输入端口3接收话音编解码器4输出的话音编码信号，或从其入端口1输入发送数据端口C的数据信号，从其出端口2输出接收数据端口D的数据信号，将其收到的发送话音或数据信号进行数字复接后分别由其出端口5、6输入调制器6，同时将解调器11出端口1、2输出的接收数字话音或数据信号进行辅助分接后分别由其出端口2、4输出或输入至话音编解码器4。实施例话音送受话器1采用4381厂生产的OSOK-2型手柄式送受话器制作，话音编解码器4、辅助复分接器5采用一块美国Alterna公司生产Cyclone系列数字现场可编程芯片EP1C12制作。
本实用新型调制器6的作用是对辅助复分接器5输入的话音、数据数字复接信号进行CHIRP-BPSK低中频调制，调制后的四重分集
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CHIRP-BPSK低中频信号由其出端3脚输入发射机模块7。调制器6由带内4频CHIRP-BPSK低中频调制器12、D/A变换器13、本振模块14、混频器15、带通滤波器16和放大器17组成，图2是本实用新型调制器6的电原理图，实施例按图2连接线路。其中辅助复分接器5输出的话音、数据数字信号输入带内4频CHIRP-BPSK低中频调制器12的入端口1、2脚，带内4频CHIRP-BPSK低中频调制器12将调制后的低中频数字信号经D/A变换器13后转换为模拟信号输入至混频器15，并在混频器15中与本振模块14所产生的本振信号进行混频得到中频为70MHz的调制信号，该中频调制信号再通过带通滤波器16、放大器17进行带通滤波和放大后输入发射机模块7，由发射机模块7进行发送。实施例带内4频CHIRP-BPSK低中频调制器12可以与话音编解码器4、辅助复分接器5采用同一块美国Alterna公司生产的Cyclone系列数字现场可编程芯片EP1C12制作。D/A变换器13采用美国AD公司生产的AD9763芯片制作；本振模块14采用美国AD公司生产的AD9854芯片制作；混频器15采用成都亚光公司生产的HSB3混频器制作；带通滤波器16采用成都天之公司生产的SBP-70带通滤波器制作；放大器17采用中国电子科技集团第13研究所生产的XN402放大器制作。
本实用新型发射机模块7作用是将中频调制信号进行载波频谱搬移及功率放大后由其出端口2输入双工器8；双工器8的作用是既能通过组合式天线3发送发射机模块7需要发送的四重分集射频调制信号，又能对组合式天线3所接收的四重分集信号进行接收转换并向
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接收机模块9输出；组合式天线3的作用是收发四重分集通信信号；接收机模块9的作用是接收双工器8输入的接收四重分集通信信号，并将其转换成70MHz的中频信号后由其出端口2输入中放单元电路10；中放单元电路10的作用是对接收机模块9所输出的70MHz中频调制信号进行混频、滤波、放大处理，并将处理后的低中频四重分集调制信号输入至解调器11中进行解调，实施例发射机模块7采用自制通用的发射机模块电路制作，双工器8采用自制通用的小型双工器部件制作，组合式天线3采用自制生产的小型组合式天线部件制作，接收机模块9采用自制通用的接收机电路部件制作，中放单元电路10采用自制通用的中放电路部件制作。
本实用新型解调器11的作用是将接收的四重分集低中频调制信号解调成话音、数据的数字信号后由其出端口1、2输入辅助复分接器5，它由A/D变换器18、数字下变频器19、匹配滤波器20、相干检测器21、积分判决模块22、取模模块23、位同步模块24、差分译码模块25组成，图3是本实用新型解调器11的电原理图，实施例按图3连接线路。图3中中放单元电路10所输出的低中频CHIRP-BPSK信号输入A/D变换器18进行采样后转换为数字低中频信号，随后输入数字下变频器19转换为同相、正交两个支路的数字基带信号，该基带信号经过匹配滤波器20进行匹配滤波后所得到相关峰信号分为了两路：由其出端3脚将一路输入相干检测器21与积分判决模块22中进行相干检测和积分判决，由其出端4脚将另一路输入取模模块23与位同步模块24中进行位同步提取，随后积分判决模块22在位
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同步模块24所输出的定时脉冲的控制下完成对接收信号的积分判决，判决后的信码再经过差分译码模块25完成差分译码后即可与位同步模块24输出的位同步时钟一起送入到辅助复分接器5入端口8、7中完成辅助分接的功能。实施例A/D变换器18采用美国AD公司生产的AD9218芯片制作；数字下变频器19、匹配滤波器20、相干检测器21、积分判决模块22、取模模块23、位同步模块24、差分译码模块25采用一块美国Altera公司生产的Stratix系列数字现场可编程器件EP1S40芯片制作。
本实用新型电源2的作用是提供整个装置的直流工作电压，实施例采用市售通用集成稳压直流电源模块制作，其输出+V电压为+3.3V。
本实用新型晶振12输出端频率f给发射机模块7、接收机模块9、调制器6、解调器11提供高稳定的10MHz参考源。 本实用新型工作原理如下：
本装置处于传输话音信号的状态时，话音编解码器4接收来自话音送受话器1的话音信号并对其进行话音编码处理，随后将话音编码信号送入辅助复分接器5中；若本装置处于传输数据信号的状态时，辅助复分接器5则接收由发送数据端口C输入的发送数据。辅助复分接器5将收到的话音或数据信息进行数字复接处理后送入调制器6中进行CHIRP-BPSK调制，调制后的四重分集信号则经过发射机模块7、双工器8后再通过小型组合式天线3向外发射出去；同时小型组合式天线3也接收对方背负式散射装置发送来的带内4频
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CHIRP-BPSK信号，并将该信号输入接收机模块9、中放单元电路10后送入解调器11中进行解调处理。当处于话音接收状态时，解调后的话音编码信号则通过话音编解码器4进行还原后送入话音送受话器1；若处于数据传输状态时，解调后的数据则通过辅助复分接器5进行分接处理后直接通过接收数据端口D对外输出，完成接收和发送通信。
本实用新型安装结构如下：把图1至图3中除话音送受话器1、组合式天线3外其余电路器件按图1至图3连接线路。它们结构形式分别安装在四块印制板上，印制板有三块长、宽为135×260mm，一块长、宽为80×200mm的印制板，然后把它们安装在一个长、宽、高为320×285×128mm的设备机箱内，在机箱的前面板上安装与话音送受话器1、组合式天线3连接的电缆插座，还安装发送数据端口C、接收数据端口D的电缆插座，在后面板上安装电池输入端插座，话音送受话器1挂装在前面板上，通过电缆与其机箱上插座连接，组合式天线3通过电缆与其机箱上插座连接，组装成本实用新型。
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说 明 书 附 图
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图1
图2
图3
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