一种抗干扰的中低频双频传输系统接收电路设计

钟晓玲，于 真，张扬敏

ZHONG Xiao-ling, YU Zhen, ZHANG Yang-min

（成都理工大学 信息工程学院，成都 610059）

一种抗干扰的中低频双频传输系统接收电路设计

A design of receiver circuit of an anti-jamming dual-band transmission system in medium or low frequency

钟晓玲，于 真，张扬敏

ZHONG Xiao-ling, YU Zhen, ZHANG Yang-min

（成都理工大学 信息工程学院，成都 610059）

本文针对山地、丘陵地区、城市建筑物等复杂环境设计研究了一种中低频双频数据传输系统。利用中低频电磁波的长波特点，可保证在有障条件下实现数据传输。系统采用双频点工作，通信可靠性高，抗干扰能力强。接收电路中的本振电源控制电路，设计简单、可靠。本文主要设计以MC3363为核心的接收电路。各部分电路通过仿真，得到了预期成果。

中低频；双频；接收电路；MC3363

0 引言

随着城市建设和城乡一体化的不断加快,高层建筑数量日益增长, 现有的通讯手段无法满足在某些山地、城市等有障环境下的通信。为满足有障环境的通讯需求，设计一种适用于复杂地理环境下的远程无线数据传输系统显得十分重要。该系统可用于民用保障通讯、军事有障遥控指挥系统以及矿山爆破等领域。

1 接收电路总体设计方案

图1 系统收发工作时序图

接收电路的系统模型如图2所示。天线接收来自发端的 和 信号经选频、放大和滤波后，送入单片窄带VHF调频接收电路MC3363. .MC3363片内包含一个高放晶体管，振荡电路、混频电路、限幅放大器、积分鉴频器、场强指示驱动及载频检波电路等，并包含了从天线输入到音频输出的二次变频所有的全部电路，双频信号进入接收系统后，通过本振1或本振2进行第一级混频产生 的第一中频信号，再经过MC3363片内第二级混频产生 的第二中频信号，中频信号经放大后再鉴频解调为低频信号，低频信号经滤波放大和整形得到数据信号送入下级处理电路。

2 电路设计

电路采用分立元件和集成芯片相结合的设计方案，完成了无线接收功能并满足各项性能指标。下面将对接收电路的设计分单元进行分述。

2.1 无源选频网络

图2 接收电路系统框图

调制信号经天线接收进入无源选频网络，接收天线采用同轴偶极子天线，电压增益不小于6dB ，输入阻抗75Ω。无源选频网络电路由两个LC选频回路级联构成，实现1.6MHz～1.8MHz的200kHz 宽通频带，对选频网络电路仿真获得了较平滑的矩形特性曲线，匹配网络完成了前级功放管所要求的阻抗匹配，同时具有满足工作频率要求的通频带。无源选频网络电路如图3 (a)所示，无源选频网络幅频特性仿真结果如图3(b)所示。

图3 无源选频网络

2.2 选频放大电路

信号经过选频网络滤波后，输出信号送放大电路。由于单级放大的倍数有限，采用两级放大电路级联。两级放大电路的总增益约为100。

第一级放大电路采用FET器件，第二级选频放大电路采用共射―共基放大电路，既保持共射放大电路电力压放大能力较强的优点，又获得共基放大电路较好的频率特性。电路如图4(a)所示。共基放大电路的射级负载分别是1.8MHz和1.6MHz的LC选频网络，能有效放大滤波特定频点信号。电路的增益频率特性仿真实验结果如图4(b)所示。

2.3 本振控制电路

本振控制电路主要启动和停止第一级混频中的两个本振电路。电路由RC延时振荡电路、D触发器、和两个本振电路（本振1、本振2）组成。为满足第一中频10.7MHz 的要求，对应于发端f'1= 1.6MHz和f'2= 1.8MHz的载波频率，本振1的振荡频率为f'1= 12.3MHz ，本振2的振荡频率为f'2= 12.5MHz 。控制电路由RC延时振荡电路向D触发器提供时钟信号，使触发器端输出周期为24s的方波，一个周期中高电平脉冲的宽度不小于12s。端和端分别做本振1及本振2电路的电源。当端输出高电平时，端输出低电平，本振1工 作，本振2停止；当端变为低电平，端输出高电平时，本振1停止，本振2工作。这样设计可保障无论发端发送载波频率为f1或f1的已调信号（每个频率连续发送6s），收端一次12s的连续工作时间内，至少可以完整接收其中一个频率的已调信号。从而大大提高了系统的抗干扰能力以及安全性，实现了200kHz间隔的双频点接收。本振电路及其工作时序如图5所示。

图4 选频放大电路

图5 本振控制电路框图

2.4 MC3363 解调电路

由选频放大电路输出的已放大的信号和本振电路输出的本振信号进入MC3363完成解调。MC3363是美国MOTOROLA公司生产的单片窄带VHF调频接收电路。混频及鉴频电路如图6所示。 对来自发端的载波频率为f1= 1.6MHz或f2=1.8MHz的FSK调制载波信号，收端采用两级混频放大后再鉴频的解调方法。本振频率分别为 f'1=12.3MHz,f'2= 12.5MHz ，它们与f1和f2的信号分别进行第一级混频后都输出10.245MHz的第一中频信号，经陶瓷滤波后再与455MHz晶体产生的本振信号进行第二级混频，输出 的第二中频信号。经片内鉴频解调、放大后输出解调信号，经放大整形得到的数字信号送入下级电路处理，从而完成了中低频信号的双频接收工作。

图6 MC3363解调电路

3 结论

本文创新点是，采用了大跨度的单点跳频的抗干扰措施，实现了中低频双频传输系统中接收电路的设计，解决了在山地、丘陵、城市等复杂地区高可靠性的数据传输与接收问题。设计中采用了双频点工作，提高了通信的可靠性。接收电路中的本振控制电路，设计新颖，简单，可靠。该接收电路的设计完成了预期的功能, 可以作为一种新的设计方法应用于通信接收机中。

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2010-03-25

钟晓玲（1976 - ），女，四川泸州人，讲师，研究生，研究方向为电子信息技术。