基于VHF频段的插拔式无线通信接口控制卡的制作方法

本发明涉及一种通信接口控制卡，特别是一种基于VHF频段的插拔式无线通信接口控制卡。

背景技术：

如今，随着无线通信技术的飞速发展，车载通信设备已被广泛使用。然而，随着整车功能、性能的需求不断提高，车内配套设备及相关线缆的种类也不断增多，给整车重量及可靠性带来不利影响。特别是传统车载通信设备电路结构复杂、体积重量偏大、成本高，与车内其它设备融合度低。因此，如何实现车载通信设备的小型化、轻量化、低成本以及与其它车载设备融合设计，构建一体化的通信系统，成为业内人士亟待解决的一个重要课题。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了克服上述已有技术的不足，提供一种设计合理，结构简单的一种基于VHF频段的插拔式无线通信接口控制卡。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种基于VHF频段的插拔式无线通信接口控制卡，包括有盖板1、基带处理模块2、外壳体3、内壳体4、VHF射频信道模件5、后屏蔽罩6，共6个部分，且所述基带处理模块2、内壳体4、VHF射频信道模件5，由螺钉叠层式固定后，装入由盖板1、外壳体3及后屏蔽罩6形成的腔体内，构成一个整体，其中：

所述VHF射频信道模件5，又包含有FPGA主控电路51、频率合成电路52、中频电路53、射频处理电路54；用于实现射频大信号保护、接收信号调谐选频、上下变频、小信号放大和滤波等功能；还用于实现中频发射信号的上下变频、放大、调谐滤波以及收发通路切换控制等功能。

所述基带处理模块2，通过2个64芯插座与VHF射频信道模件5相连，通过8颗螺钉固定于内壳体4上；用于实现调制解调、中频数字转换、纠错编码及网络控制等功能。

所述盖板1，采用8颗螺钉固定于内壳体4上；用于基带处理模块的保护，需要时可拆下固定螺钉，方便基带处理模块的拆装。

所述外壳体3，在屏蔽腔31两侧设置了锁紧条32，在屏蔽腔31上方设置了拔销器33，用于实现通信接口控制卡在车载计算机内的插拔式安装。

所述内壳体4，采用13颗螺钉固定在VHF射频信道模件5的正面；用于信道模件正面电路的保护及整机电磁防护。

所述后屏蔽罩6，采用点焊方式安装于VHF射频信道模件5的反面；用于信道模件反面电路的保护及整机电磁防护。

本发明的基本设计思想包括三个方面：小型化结构设计、集成化电路设计、FPGA软件设计。

1、小型化结构设计：采用一体化融合设计方法，将传统VHF电台的中频频合模件、射频模件、电源模件等优化整合成为一个VHF射频信道模件。整机做成6U卡式结构，采用自定义的CPCI接口，既方便在车载计算机内可插拔拆装，也提高了设计的灵活性。整机壳体采用内壳体和外壳体分开设计，内壳体与整机电路信号地相连，外壳体与车载计算机机壳地相连，使得机壳地与信号地分开，保证了整机的安全性指标要求，同时提高了整机的电磁兼容性以和可靠性。

2、集成化电路设计：整机主控电路部分，采用了大规模可编程逻辑器件APA150，具有150K个系统门、66个可用I/O且内置可编程flash技术，无需额外配置芯片，可完成整机逻辑接口的扩展及信道收发通路、频率合成、频率选择等逻辑控制。频合电路部分，采用了锁相环芯片ADF4002，其内部集成了鉴相器和VCO，与主控FPGA之间采用SPI总线形式完成控制信息传输。中频电路部分，采用集成晶体滤波器STXF04E124.8M70K，完成一中频信号的滤波。射频电路部分，采用两个集成跳频调谐滤波器替代传统VHF电台的分立器件搭建滤波器，可压缩电路占用面积且减小整机调试工作量。

3、FPGA软件设计：采用模块化、分层设计的思想，将软件分为串口交互模块、中频频合控制模块、射频控制模块以及顶层映射模块。通过接收基带处理模块的频率字信息、功率状态和收发状态、信道控制字信息，完成对VHF射频信道的各功能模块的逻辑控制。

本发明的工作过程包括两种工作状态：

1、接收时：射频信号经射频电路第一级调谐滤波器选频滤波后经低噪放放大送至第二级调谐滤波器选频滤波，然后送往中频电路经过两次放大、混频后送基带处理模块进行处理。

2、发射时：基带处理模块发出的中频信号经过中频电路两次混频放大后送往射频电路部分，经两级调谐滤波、放大后通过天线口发射出去。

本发明采用采用一体化、集成化融合设计，实现了一个完整的VHF无线通信链路，可与目前主流VHF超短波电台互联互通，能借助车载计算机系统平台与其它单元整合构建一体化的通信系统，满足整车通信需求。本发明具有体积小重量轻、可插拔安装、抗干扰能力强、可靠性高等特点。

附图说明

图1本发明整体结构示意图

图2本发明基带处理模块示意图

图3本发明外壳体示意图

图4本发明内壳体示意图

图5 VHF射频信道模件电原理图

图中符号说明：

1 是盖板

2 是基带处理模块

3 是外壳体

31 是屏蔽腔

32 是锁紧条

33 是拔销器

4 是内壳体

5 是VHF射频信道模件

51 是FPGA主控电路

52 是频率合成电路

53 是中频电路

54 是射频处理电路

6 是后屏蔽罩壳体

具体实施方式

请参阅图1至图5所示，为本发明具体实施例。

从图1可以看出：

本发明包括有盖板1、基带处理模块2、外壳体3、内壳体4、VHF射频信道模件5、后屏蔽罩6，共6个部分，且所述基带处理模块2、内壳体4、VHF射频信道模件5，由螺钉叠层式固定后，装入由盖板1、外壳体3及屏蔽罩6形成的腔体内，构成一个整体。

从图5可以看出：

所述VHF射频信道模件5，又包含有FPGA主控电路51、频率合成电路52、中频电路53、射频处理电路54；且信道主控FPGA电路51的FPGA芯片N1第91～97引脚与射频处理电路54的调谐滤波器U43和U83的第3～10引脚呈复用式相连；N1的第19～21引脚与频率合成电路52的粗调电压产生芯片U15的4～6引脚相连；N1的第30～32引脚与频率合成电路52的一本振锁相环芯片U9的11～13引脚相连；N1的第33～35引脚与频率合成电路52的数字合成芯片U13的39～41引脚相连；N1的第72～74引脚与频率合成电路52的二本振锁相环芯片U11的11～13引脚相连；中频电路53的一级混频芯片U42的第1引脚与频率合成电路52的电阻R33、R334相交于A点；中频电路53的二级混频芯片U44的第1引脚与频率合成电路52的电阻R919、R920相交于B点；中频电路53的电容C303与射频处理电路54的电容C407相连于C点。

从图2可以看出：

所述基带处理模块2，通过2个64芯插座与VHF射频信道模件5相连，通过8颗螺钉固定于内壳体4上。

从图3可以看出：

所述外壳体3，在屏蔽腔31两侧设置了锁紧条32，在屏蔽腔31上方设置了拔销器33。

从图4可以看出：

所述内壳体4，采用13颗螺钉固定在VHF射频信道模件5的正面。

值得说明的是，本发明中主要器件型号依次为：FPGA主控电路中FPGA可编程门阵列芯片N1，型号为APA150-TQ100I；射频处理电路中调谐滤波器U43和U83，型号为JTMF3088-T3-1；频率合成电路中数字合成芯片U13，型号为AD9952YSV。其余各元器件为工业级产品，壳体部件为精加工自制件。

以上实施例，仅为说明本发明的技术特征和可实施例，其目的在于使该领域的技术人员能够了解本发明的内容并具体实施。由此，凡根据本发明的构思作出的变换和修饰，均包含在本发明的权利要求范围内，依专利法提出申请。