一种微波传输系统的制作方法

本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及一种微波传输系统。

背景技术：

微波是指频率在300MHz到300GHz、对应的波长在1m和1mm之间的交变电流信号。微波传输是一种无线传输方式，传输频带宽、传输信息量大、直线传输互相干扰较少，利用微波形式传输的微小型机器人信息具有抗干扰性强、加密性好等特点。

日常生活中，很多时候要在一条线路上传输多路信息，为了避免相互干扰，一条线路上各个信道所占的频带必须错开，因此在一定频段内所能容纳的信道是有限的，即使采用数字通信，线路的信息容量仍然取决于线路的频带宽度。微波传输具有较强的抗干扰能力，是由于其传输频带宽，允许采用调频或脉冲编码调制等传输方式，传输信息量大，传输相对稳定。微波信息传输的加密性好，广泛应用于各类通信系统。微波通信系统不但频带宽，而且还具有便于架设、机动性好、保密性好等优点。目前常见的蜂窝移动电话、微波电话网、卫星电视网等，都属于微波通信系统。

机器人信息的传输从有线到无线发展，国内在这方面的技术发展很快。上海交通大学自动化研究所利用无线局域网，采用客户机/服务器模型进行通信，基站和机器人分别代表客户机和服务器，机器人接收到基站的控制信息，并向基站提供服务，而机器人发送给基站的信息主要是机器人的传感器信息和状态信息，如此成功的实现了多机器人信息的交互和行为的协调。哈尔滨工业大学智能机器人研究室利用无线局域网进行无线通信，成功实现了对HIT-II型全自主机器人的控制和信息的传输，机器人通过自身的传感器感知信息并反馈给远程用户。合肥中国科学技术大学利用无线收发模块进行无线通信，准确及时地传送控制机器人所用的数据信息，完成了用于F-180小型足球移动机器人比赛的无线通信系统的设计。

但目前尚没有微波传输系统在微小型机器人的信号传输中的应用的报道。

技术实现要素：

鉴于上述内容，有必要提供一种微波传输系统，所述微波传输系统能应用在微小型机器人的信号传输中，具有频带宽、抗干扰性强、加密性好、穿透能力强的特点。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种微波传输系统，包括输入变换器、发射系统、接收系统、输出变换器，所述输入变换器用于将微小型机器人的数字的控制信号和传感器信号变换成模拟的控制信号和传感器信号两路信号；

所述发射系统用于将模拟的控制信号和传感器信号两路信号叠加调制在同一频带内并输出发送信号；

所述接收系统接收所述发射系统发送的信号，并将其分开，恢复为模拟的控制信号和传感器信号两路信号，并输出到输出变换器；

所述输出变换器用于将模拟的控制信号和传感器信号两路信号变换成数字的控制信号和传感器信号。

进一步地，所述发射系统包括中频放大器、混频器、本地振荡器、射频带通滤波器、功率放大器、双工器和天线，所述中频放大器接收模拟的控制信号和传感器信号并放大，后与所述本地振荡器的本振信号通过所述混频器混频，上变频为射频信号，射频信号经过所述射频带通滤波器，抑制频带外的噪声，再经所述功率放大器放大，最后经过所述双工器由所述天线发射出去。

进一步地，所述接收系统包括射频带通滤波器、低噪声放大器、混频器、功率分配器、本地振荡器、中频滤波器、中频放大器、双工器和天线，所述天线接收到的射频信号通过所述双工器接收，通过所述射频带通滤波器进行滤波，允许频带内的有用信号通过，而抑制频带外的不需要的信号，再进入所述低噪声放大器将微弱的射频信号进行放大，放大后的射频信号通过所述功率分配器分为相等的I、Q两路信号，再与所述本地振荡器的高频信号一起进入所述混频器混频，下变频为中频信号，再经过所述中频滤波器滤波，再经所述中频放大器放大，最后经过所述输出变换器转换为数字信号。

进一步地，所述发射系统将模拟的控制信号和传感器信号两路信号叠加调制方式为采用QAM调制。

进一步地，所述发射系统将模拟的控制信号和传感器信号两路信号叠加调制后的信号传输频率为400MHz、大小为5dBm。

进一步地，所述输入变换器和输出变换器采用A/D变换器。

本发明具有以下有益效果：

本发明在系统的接收部分，通过功率分配器把混频后的控制信号或传感器信号平分为I、Q两路进行传输，利用正交的I、Q两路信号进行传输，可以节省一倍的带宽，使信号更高效率地传输，当其中一路信号由于出现故障、中断等原因不能继续传输时，另一路信号可以继续传输，保证信号能顺利地传输到目的地。这样的传输系统对信号的传输更安全可靠，具有较强的抗干扰能力，保密性能良好，可应用在微小型机器人的信号传输中。

【附图说明】

图1为本发明一实施例微波传输系统的结构示意图；

【具体实施方式】

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本实施例的一种微波传输系统，包括输入变换器、发射系统、接收系统、输出变换器，所述输入变换器用于将微小型机器人的数字的控制信号和传感器信号变换成模拟的控制信号和传感器信号两路信号；

所述发射系统用于将模拟的控制信号和传感器信号两路信号叠加调制在同一频带内并输出发送信号；

所述接收系统接收所述发射系统发送的信号，并将其分开，恢复为模拟的控制信号和传感器信号两路信号，并输出到输出变换器；

所述输出变换器用于将模拟的控制信号和传感器信号两路信号变换成数字的控制信号和传感器信号。

所述发射系统包括中频放大器121、混频器122、本地振荡器123、射频带通滤波器124、功率放大器125、双工器126和天线127，所述中频放大器121接收输入变换器110的模拟控制信号和传感器信号并放大，后与所述本地振荡器123的本振信号通过所述混频器122混频，上变频为射频信号，射频信号经过所述射频带通滤波器124，抑制频带外的噪声，再经所述功率放大器125放大，最后经过所述双工器126由所述天线127发射出去。

所述接收系统包括射频带通滤波器131、低噪声放大器132、混频器134、功率分配器133、本地振荡器135、中频滤波器136、中频放大器137、双工器126和天线127，所述天线127接收到的射频信号通过所述双工器126接收，通过所述射频带通滤波器131进行滤波，允许频带内的有用信号通过，而抑制频带外的不需要的信号，再进入所述低噪声放大器132将微弱的射频信号进行放大，放大后的射频信号通过所述功率分配器133分为相等的I、Q两路信号，再与所述本地振荡器135的高频信号一起进入所述混频器134混频，下变频为中频信号，再经过所述中频滤波器136滤波，再经所述中频放大器137放大，最后经过所述输出变换器140转换为数字信号，完成对机器人控制信号和传感器信号的传输，实现机器人的微波通信。

在另一具体实施例中，发射系统对载波的调制过程为，频率为400MHz、大小为5dBm的基带信号通过输入变换器110输入，经放大器121将其放大，与本地振荡器123提供频率为4600MHz的高频信号一起进入混频器，通过混频器122混频，原来的基带信号经频谱搬移后，变换为5GHz的高频已调信号，搬移到可以进行传输高频频段，两个带通滤波器124的作用是滤除杂散信号，抑制干扰，再经过功率放大器125提高已调信号的功率，最大到满足发射的功率后，就可以通过天线发射出去。

接收系统对调制后的高频已调信号进行解调，恢复微小型机器人原来的控制信号和传感器信号，射频频率为5000MHz、大小为40dBm的高频已调信号经低噪声放大器132将其放大，降低噪声，抑制干扰，通过功率分配器133将高频已调信号分为相等的两路信号，并与本地振荡器135提供频率为4600MHz的高频信号一起进入混频器134，通过混频器134混频，高频已调信号下变频为400MHz的信号，I、Q两路正交信号分别经带通滤波器136滤除杂散信号，再经过放大器137对信号进行放大，分别输出机器人的控制信号和传感器信号，完成了接收系统对信号的解调过程，实现信号的传输。

由此，发射设备传送过来的已调的控制信号或传感器信号，经过接收系统处理后，输出与发射端输入的5dBm的控制信号或传感器信号一致。这样就把从发射设备输入端输入的控制信号或传感器信号在接收系统输出端还原为与原来相同性质的信号，实现了机器人控制信号和传感器信号在微波环境中的传输。

本实施例中，所述发射系统将模拟的控制信号和传感器信号两路信号叠加调制方式为采用QAM调制。

本实施例中，所述发射系统将模拟的控制信号和传感器信号两路信号叠加调制后的信号传输频率为400MHz、大小为5dBm。

本实施例中，所述输入变换器和输出变换器采用A/D变换器。

本发明由5.0GHz和2.4GHz两个频段的仿真结果可得如表1所示的数据。

表1 5.0GHz和2.4GHz两频段信号传输的仿真数据对比

从表1所示的数据可知，同一信号在不同频段进行传输，输出的信号增益和功率大小差异不大，说明所设计的由发射系统和接收系统组成的微波传输信道是正确的。

本实施例在系统的接收部分，通过功率分配器把混频后的控制信号或传感器信号平分为I、Q两路进行传输，利用正交的I、Q两路信号进行传输，可以节省一倍的带宽，使信号更高效率地传输，当其中一路信号由于出现故障、中断等原因不能继续传输时，另一路信号可以继续传输，保证信号能顺利地传输到目的地。这样的传输系统对信号的传输更安全可靠，具有较强的抗干扰能力，保密性能良好，可应用在微小型机器人的信号传输中。

总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。