一種作為ais設(shè)備的功能增強裝置及實現(xiàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及B類AIS設(shè)備，特別涉及一種作為AIS設(shè)備的功能增強裝置及實現(xiàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人類向海洋進軍腳步的加快，海上交通設(shè)備在不斷增加，海事AIS設(shè)備為提高海事信息管理、保障船舶安全等方面提供了強有力的支持。但傳統(tǒng)的AIS設(shè)備只是基于海上航行船舶避免碰撞功能設(shè)計，屬于近距離無線通信，發(fā)射功率只有3W，接收靈敏度在-107dBm?-115dBm之間(不同廠家的AIS設(shè)備有所差異)，因此通信距離大多在十海里左右。隨著船舶的更新?lián)Q代，船速提高了，海上船只數(shù)量也在增加，于是廣大AIS設(shè)備用戶提出增加通信距離的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]鑒于現(xiàn)有技術(shù)的狀況及用戶要求，本發(fā)明提供了一種作為AIS設(shè)備的功能增強裝置及實現(xiàn)方法，使得通信距離至少提高40%。
[0004]本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的，所采用的技術(shù)方案是:一種作為AIS設(shè)備的功能增強裝置，其特征在于:包括功率放大單元、低噪聲放大器、射頻開關(guān)1、射頻開關(guān)I1、檢波器、比較器、功放控制開關(guān)、低通濾波器、帶通濾波器、衰減器，所述射頻開關(guān)I 一路依次通過衰減器、功率放大單元、低噪聲放大器、與射頻開關(guān)II 一路連接，比較器分別與功放控制開關(guān)及檢波器的一端連接，功放控制開關(guān)及檢波器另一端分別與功率放大單元連接，所述射頻開關(guān)II另一路依次通過帶通濾波器、低噪聲放大器與射頻開關(guān)I另一路連接。
[0005]—種作為AIS設(shè)備的功能增強裝置實現(xiàn)方法，其特征在于:AIS設(shè)備發(fā)射時，射頻開關(guān)I切換到發(fā)射通道，功放控制開關(guān)被打開，功率放大單元加偏置電壓，AIS設(shè)備的發(fā)射信號依次經(jīng)過射頻開關(guān)1、衰減器、功率放大單元、低通濾波器、射頻開關(guān)II送到天線端口，由檢波器、比較器、功放控制開關(guān)組成的電路完成發(fā)射功率自動控制；由于AIS設(shè)備發(fā)射功率為3W，本裝置功率放大單元的最大輸入功率為100mW，故需要對AIS設(shè)備過來的發(fā)射功率進行衰減，本裝置的衰減器衰減值為15dB，到達功率放大單元輸入端的功率為60mW左右，功率放大單元的輸出為15W，之后的低通濾波器和射頻開關(guān)II的插損為ldB，到達天線端口的功率為12W，檢波器對功率放大單元的輸出取樣檢波，檢波電平送比較器，與預(yù)設(shè)的功率電平值進行比較，得出的誤差電壓送功率放大單元的偏置端，以調(diào)整輸出功率，實現(xiàn)功率自動控制的目的；
AIS設(shè)備接收時，射頻開關(guān)II切換到接收通道，此時功率放大單元被關(guān)閉，天線端口接收的信號依次經(jīng)過射頻開關(guān)I1、帶通濾波器、低噪聲放大器、射頻開關(guān)I送到與AIS設(shè)備相連的射頻端口；
帶通濾波器有低的插損，典型值ldB，較高的帶外抑制，可以濾除帶外強信號對AIS設(shè)備接收部分的干擾，低噪聲放大器在AIS頻段有ISdB的增益，這樣天線端接收的AIS信號通過本裝置的接收通道就有了 16dB的增益，而噪聲系數(shù)小于2dB，這樣的接收信號送AIS設(shè)備，能夠明顯提尚接收靈敏度；
本裝置功率放大單元的型號為:RA13H1317M，低噪聲放大器的型號為:MGA_62563。
[0006]本發(fā)明的有益效果是:可以把AIS發(fā)射機的發(fā)射功率由原來的3W提升到12W，把AIS接收機的靈敏度由原來的_115dBm提升到_118dBm，通信距離至少提高40%。
【附圖說明】
[0007]圖1為本發(fā)明的整體連接框圖；
圖2為本發(fā)明的發(fā)射狀態(tài)框圖；
圖3為本發(fā)明的接收狀態(tài)框圖。
【具體實施方式】
[0008]如圖1所示，一種作為AIS設(shè)備(船舶自動識別系統(tǒng))的功能增強裝置，包括功率放大單元、低噪聲放大器、射頻開關(guān)1、射頻開關(guān)I1、檢波器、比較器、功放控制開關(guān)、低通濾波器、帶通濾波器、衰減器。
[0009]射頻開關(guān)I 一路依次通過衰減器、功率放大單元、低噪聲放大器、與射頻開關(guān)II 一路連接，比較器分別與功放控制開關(guān)及檢波器的一端連接，功放控制開關(guān)及檢波器另一端分別與功率放大單元連接，射頻開關(guān)II另一路依次通過帶通濾波器、低噪聲放大器與射頻開關(guān)I另一路連接。
[0010]—種作為AIS設(shè)備的功能增強裝置實現(xiàn)方法，AIS設(shè)備發(fā)射時，如圖2所示，射頻開關(guān)I切換到發(fā)射通道，功放控制開關(guān)被打開，功率放大單元加偏置電壓，AIS設(shè)備的發(fā)射信號依次經(jīng)過射頻開關(guān)1、衰減器、功率放大單元、低通濾波器、射頻開關(guān)II送到天線端口，由檢波器、比較器、功放控制開關(guān)組成的電路完成發(fā)射功率自動控制。
[0011]由于AIS設(shè)備發(fā)射功率為3W，本裝置功率放大單元的最大輸入功率為100mW，故需要對AIS設(shè)備過來的發(fā)射功率進行衰減，本裝置的衰減器衰減值為15dB，到達功率放大單元輸入端的功率為60mW左右，功率放大單元的輸出約15W，之后的低通濾波器和射頻開關(guān)II的插損約ldB，到達天線端口的功率約12W，檢波器對功率放大單元的輸出取樣檢波，檢波電平送比較器，與預(yù)設(shè)的功率電平值進行比較，得出的誤差電壓送功率放大單元的偏置端，以調(diào)整輸出功率，實現(xiàn)功率自動控制的目的。
[0012]AIS設(shè)備接收時，如圖3所示，射頻開關(guān)II切換到接收通道，此時功率放大單元被關(guān)閉，天線端口接收的信號依次經(jīng)過射頻開關(guān)I1、帶通濾波器、低噪聲放大器、射頻開關(guān)I送到與AIS設(shè)備相連的射頻端口。
[0013]帶通濾波器有低的插損，典型值ldB，較高的帶外抑制，可以濾除帶外強信號對AIS設(shè)備接收部分的干擾，低噪聲放大器在AIS頻段有18dB的增益，這樣天線端接收的AIS信號通過本裝置的接收通道就有了約16dB的增益，而噪聲系數(shù)小于2dB，這樣的接收信號送AIS設(shè)備，能夠明顯提高接收靈敏度。
[0014]本裝置功率放大單元的型號為:RA13H1317M，低噪聲放大器的型號為:MGA-62563。
[0015]本裝置通過由PIN二極管BAP65-03組成的射頻開關(guān)I和射頻開關(guān)II兩個單刀雙擲射頻開關(guān)，把射頻信號通路分為兩路一發(fā)射通路和接收通路，兩條通路的選擇受控于AIS設(shè)備的收發(fā)控制，與AIS設(shè)備的收發(fā)同步，本裝置的作用是提升AIS設(shè)備發(fā)射機的發(fā)射功率，功率增益約6dB ;放大天線的接收信號，對天線端口接收信號的增益約16dB。
[0016]本發(fā)明的所有電路安裝于一塊印制板上，電路板固定于鋁制小盒內(nèi)，射頻輸入輸出插座采用穿墻式結(jié)構(gòu)，通過法蘭盤安裝于小盒側(cè)壁，插座的內(nèi)導(dǎo)體直接焊接到印制板，收發(fā)控制、功率控制、電源等通過插座引出。
[0017]a.功率放大單元采用三菱公司的13W模塊RD13H1317M，其主要特性為:
工作頻率:135?175MHz
輸入功率:50mW (最大10mW)
輸出功率:13?20W 效率:40%
供電電壓:12.5V。
[0018]b.低噪聲放大器采用集成射頻放大器MGA-62563，其主要特性為:
噪聲:0.9dB
輸出 IP3:32.9dBm增益:22dB
輸出IdB壓縮點:17.8dBm 截止工作頻率:25GHz。
[0019]c.采用PIN 二極管BAP65-03組成的射頻開關(guān)I和射頻開關(guān)II，
PIN 二極管BAP65-03在無偏置電壓的情況下，結(jié)電容小到0.65pF，可使開關(guān)在關(guān)斷時具備高的隔離度，正偏壓時的導(dǎo)通電阻可以小至0.35 Ω，因此當(dāng)開關(guān)閉合時可以通過較大的射頻功率而弓I入較小的插損。
[0020]d.米用射頻功率檢測電路，
要保證功率放大器輸出功率的恒定，就要有功率自動控制電路(APC)。本案使用檢波二極管BAS70-04搭建的峰值檢波電路，實時檢測功放的輸出功率，得到與輸出功率成正比的檢波電壓，與預(yù)設(shè)功率電平比較，得到誤差電壓，加到功率放大單元RAl3H1317M的控制極，達到自動控制功率的目的。
【主權(quán)項】
1.一種作為Ais設(shè)備的功能增強裝置，其特征在于:包括功率放大單元、低噪聲放大器、射頻開關(guān)1、射頻開關(guān)I1、檢波器、比較器、功放控制開關(guān)、低通濾波器、帶通濾波器、衰減器，所述射頻開關(guān)I 一路依次通過衰減器、功率放大單元、低噪聲放大器、與射頻開關(guān)II一路連接，比較器分別與功放控制開關(guān)及檢波器的一端連接，功放控制開關(guān)及檢波器另一端分別與功率放大單元連接，所述射頻開關(guān)II另一路依次通過帶通濾波器、低噪聲放大器與射頻開關(guān)I另一路連接。2.一種作為AIS設(shè)備的功能增強裝置實現(xiàn)方法，其特征在于:AIS設(shè)備發(fā)射時，射頻開關(guān)I切換到發(fā)射通道，功放控制開關(guān)被打開，功率放大單元加偏置電壓，AIS設(shè)備的發(fā)射信號依次經(jīng)過射頻開關(guān)1、衰減器、功率放大單元、低通濾波器、射頻開關(guān)II送到天線端口，由檢波器、比較器、功放控制開關(guān)組成的電路完成發(fā)射功率自動控制；由于AIS設(shè)備發(fā)射功率為3W，本裝置功率放大單元的最大輸入功率為lOOmW，故需要對AIS設(shè)備過來的發(fā)射功率進行衰減，本裝置的衰減器衰減值為15dB，到達功率放大單元輸入端的功率為60mW左右，功率放大單元的輸出為15W，之后的低通濾波器和射頻開關(guān)II的插損為ldB，到達天線端口的功率為12W，檢波器對功率放大單元的輸出取樣檢波，檢波電平送比較器，與預(yù)設(shè)的功率電平值進行比較，得出的誤差電壓送功率放大單元的偏置端，以調(diào)整輸出功率，實現(xiàn)功率自動控制的目的；AIS設(shè)備接收時，射頻開關(guān)II切換到接收通道，此時功率放大單元被關(guān)閉，天線端口接收的信號依次經(jīng)過射頻開關(guān)I1、帶通濾波器、低噪聲放大器、射頻開關(guān)I送到與AIS設(shè)備相連的射頻端口 ；帶通濾波器有低的插損，典型值ldB，較高的帶外抑制，可以濾除帶外強信號對AIS設(shè)備接收部分的干擾，低噪聲放大器在AIS頻段有ISdB的增益，這樣天線端接收的AIS信號通過本裝置的接收通道就有了 16dB的增益，而噪聲系數(shù)小于2dB，這樣的接收信號送AIS設(shè)備，能夠明顯提高接收靈敏度；本裝置功率放大單元的型號為:RA13H1317M，低噪聲放大器的型號為:MGA_62563。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種作為AIS設(shè)備的功能增強裝置及實現(xiàn)方法。AIS設(shè)備的發(fā)射信號依次經(jīng)過射頻開關(guān)Ⅰ、衰減器、功率放大單元、低通濾波器、射頻開關(guān)Ⅱ送到天線端口，由檢波器、比較器、功放控制開關(guān)組成的電路完成發(fā)射功率自動控制；？AIS設(shè)備接收時，天線端口接收的信號依次經(jīng)過射頻開關(guān)Ⅱ、帶通濾波器、低噪聲放大器、射頻開關(guān)Ⅰ送到與AIS設(shè)備相連的射頻端口。本發(fā)明的有益效果是：可以把AIS發(fā)射機的發(fā)射功率由原來的3W提升到12W，把AIS接收機的靈敏度由原來的-115dBm提升到-118dBm，通信距離至少提高40%。
【IPC分類】H04B1/44
【公開號】CN105227208
【申請?zhí)枴緾N201510751685
【發(fā)明人】程樹軍, 趙云龍
【申請人】天津七一二通信廣播有限公司
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2015年11月9日