VHF 超短波电台接收机设计与实现

吴文信

摘要：高度的机动性是现代通信的重要特性，为机动使用提供可靠、不间断的通信保障是现代通信一直以来不断解决的问题。 无线电台由于其轻便、灵活、使用方便，己成为动中通和野外通信的主流设备，对于机动通信起着举足轻重的作用。在历次 的重大活动中，一直表现良好，发挥着重要作用。成为目前使用量最大，应用最广泛的设备。

关键词：VHF超短波电台；接收机设计；实现

中图分类号：E923.1 文献标识码：A 文章编号：2095-3178（2018）19-0238-01

1 VHF 超短波电台接收机设计的重要性

通信作为人们之间互相联络的途径，其手段的变化己成为人类

文明和技术进步的重要表现形式。从古至今，人们一直在使用着特 有的方式进行着信息的传递。无论是点燃烽火的方式、还是用使用 狼烟，以及直到现在还在使用的飞鸽传书，以及近距离的旗语，它 们都对人们之间的沟通起到了特别好的促进作用。到了近代，随着 基础行业的快速发展，尤其是电子技术的快速发展，利用电缆实现 的有线电通信及借助电离层等空间介质的无线电通信得到了有效发 展，极大的改变了人们的生活。随着当代网络技术的发展及卫星等 基础通信平台的建设，计算机网络的通信、可移动互联的移动通信 以及卫星互联通信等一大批新技术进入人们的生活，促使着人们生 活发生了前所未有的质变和飞跃。无线电通信主要是借助无线电台 设备、微波接力机设备、卫星及其终端等多种设备，将其通信手段 进行综合化的使用，为用户提供全面而具有时效性的通信保障。无 线电台由于其轻便、灵活、使用方便，是机动状态下保持通信联络 的主要手段，己成为动中通和野外通信的主流设备，对于机动通信 起着举足轻重的作用。在历次的重大活动中，一直表现良好，发挥 着重要作用。成为目前使用量最大，应用最广泛的设备。按照无线 电台工作所使用的频段不同，我们可将其划分为工作于短波频段的 短波电台和工作于超短波频段的超短波电台。通常我们所说的超短 波，也被称为甚高频（VHF）波、米波，他的波长范围为 lm-lOm，工 作频段可以覆盖 30MHz-300MHz 的无线电频段。因其工作使用的频段 相对于短波的频率覆盖宽，常被电视转播、广播通信、雷达导航、 移动状态的通信等所广泛使用。 VHF 超短波电台主要工作于超短波 频段，一般使用 30MHz-88MHz 频段来进行通信，该频段无线电波主 要以视距传播的方式传输。相比短波天波传播方式，VHF 超短波通 信质量好，信道容量大，受昼夜和季节变化的影响小，通信较稳定 被广泛应用；相对UHF 超短波通信而言，具有一定的绕射能力和地波 传播特性，是地面通信及地空协同通信主要手段。

2 接收机结构及性能

2.1 接收机结构

接收机作为无线收发信机的重要核心组成部分，按照其组成形 式及架构的不

同可将其主要划分为超外差式架构的接收机、零中频架构的接 收机、低中频架构的接收机、数字化架构的接收机。

2.2 接收机主要性能指标

根据不同的任务使命和体系结构，接收机有不同的评价要求，

对其性能衡量

的指标也有所差别。经常被用到的可以对通用的接收机进行评

价的性能指标主要有：接收机的灵敏度、系统的噪声系数、接收机可 正常工作的动态范围、以及系统的总增益等.

3 VHF 超短波电台接收机设计

VHF 超短波电台是按照国标和超短波通信设备要求的工程标准

而设计，具有良好的兼容性、继承性，采用通用化硬件设计平台， 具有良好的扩展性。接收机作为电台的重要组成部分，其性能直接 影响设备能否满足用户需求及使用。接收机结构如何选择，直接影 响系统的方案设计。确定合适的架构组成，并对总体技术方案及研 制关键技术点进行确定对后续工作开展至关重要。需要将先进性与 现实性结合考虑，既要重视实际使用需要，又要结合国内当前技术水平，设计满足技术要求而能够便于生产的设备，尽可能的缩短研 发周期，降低成本。

3.1 各模块完成的功能

面板模块：主要是实现与综合业务模块的交互通信并实现人机

交互界面显示，对按键操作信息的信息进行采集处理；完成相应的信 息显示；完成音频放大、滤波、压扩。综合业务模块：作为电台的中 央控制和信号处理模块，主要完成与终端交互信息，上下变频、调 制解调、编解码、信道管理、数据处理、网络管理、音频处理等。 射频模块主要由用于接收的接收前端处理电路和实现功率放大的发 射通路。在发射状态下，将经过中频/频合模块处理过的射频激励信 号进一步进行选谐及功率放大，最后通过谐波滤波器对产生的谐波 等杂波分量进行滤波处理，然后通过匹配将其输送至天线经其发射 出去。在接收的状态下，将天线端接收到的射频信号进行限幅保护、 选频调谐、经第一级低噪声放大器的放大等预处理，送至中频/频合 模块完成变频等处理；同时，综合业务模块与信道部分的大部分交互 都由射频模块来完成，实现对信道的控制。中频/频合模块由中频单 元和频率合成器单元组成，主要完成收发通路建立，发信号变频、 放大、滤波、增益控制，收信号低噪放大、变频、中频滤波、AGC 控制，为信道单元提供响应的一本振和二本振信号，并提供整机时 钟信号；电源/模块主要提供系统各模块不同工作状态下需要的电源 电压，完成过压与过流保护及报警，完成电源管理。

3.2 AGC 控制技术

接收机需要有大的动态范围，加上电台采用高效调制技术，为

了尽量减小信号损伤，接收通路应具有良好的线性，我采用了一种 新的可满足线性接收要求的自动增益控制电路。该电路将传统的反 馈型 AGc 电路和前馈型 AGc 电路进行了合理综合，通过从接收机信 道不同频段进行场强检测，将结果上报给综合业务模块集中处理， 由其处理后送回控制信息完成对衰减网络的切入切出、可控增益放 大器增益大小等控制。因其兼顾了二者的优点，可获得高的增益控 制精度及快速的响应时间。AGC 控制系统主要包括了用于场强信号 监测的检测电路和用于实现 AGC 控制响应的控制电路以及确保其快 速响应的 AGC 控制算法设计在通路中共设置四个场强检测点，分别 为：射频输入前端处、一中频 124.8MHz 晶体滤波器输出端、二中频 455 KHz 滤波器输出端和可变增益放大器输出端。场强数据经处理 后通过衰减器和可调增益放大器对通路增益进行控制，使接收机具 有大的动态范围和良好的线性。

结语

重点围绕接收机线性信道设计、快速 AGC 设计、决速低噪声频

率合成器设计等关键技术开展课题研究，通过采用新的设计方案， 从器件选用、原理设计、硬件实现上，完成 VHF 超短波电台接收机 的设计与实现，从功能、性能指标上满足电台整机要求，完成了项 目研制，具有一定的市场价值。

參考文献

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