[發明專利]一種水下天線信號補償放大裝置及方法

在審

• 申請號: 202211027033.6
• 申請日: 2022-08-25
• 公開（公告）號: CN115425999A
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發明（設計）人: 劉勇;杜敏;李文彬;丁忠義;葉璇;向冰;徐瑞;張斌;黃巍
• 申請（專利權）人: 武漢船舶通信研究所（中國船舶重工集團公司第七二二研究所）
• 主分類號: H04B1/12
• 分類號: H04B1/12;H04B13/02;H03F3/195;H03H7/01;H03H7/24
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務所(普通合伙) 42224
• 代理人: 張英

本申請公開了一種水下天線信號補償放大裝置，包括：VLF放大電路，由第一帶通濾波器分離出射頻信號中的VLF信號，經過VLF放大器放大至第一目標增益，并由第二帶通濾波器再次分離出VLF信號后輸出；HF放大電路，與所述VLF放大電路并聯，由第一高通濾波器對射頻信號中的HF信號進行高頻段濾波，并經第一HF放大器放大后由低通濾波器對HF信號進行低頻段濾波，以分離出HF信號；衰減器對HF信號進行衰減處理，并經第二HF放大器再次放大至第二目標增益，以及第二高通濾波器再次分離出HF信號后與VLF信號混合輸出。其可以解決現有水下拖曳天線無VLF放大能力從而導致的納伏級VLF接收系統信噪比降低，接收性能下降的問題。

技術領域

本申請涉及水下通信技術領域，更具體地，涉及一種水下天線信號補償放大裝置和一種水下天線信號補償放大方法。

背景技術

水下平臺在水下航行狀態使用拖曳天線接收VLF和HF信號，接收天線與VLF和HF接收機分別位于水面和水下平臺內部，兩者間由數百米長的傳輸電纜相連。由于傳輸電纜對射頻信號的衰減隨頻率增加而增加，為補償接收天線與接收機之間的信號衰減，提高接收系統靈敏度和抗干擾能力，需要用到一種補償放大的裝置，同時對VLF和HF信號進行放大，并對HF信號進行頻率補償。

目前，現有技術均采用短波放大加頻率補償方式。例如美制系統VLF和HF頻道共用一副接收天線，只對HF信號進行放大，由低通濾波器構成VLF通道，傳輸電纜為同軸電纜。俄制系統VLF和HF頻道各用一副接收天線，只對HF信號進行放大，傳輸電纜為兩對雙絞線。由于俄制拖曳天線放大器的結構方式決定了俄制拖曳天線必須使用兩對雙絞線，從而導致了天線系統結構復雜。

上述美、俄制拖曳天線放大器均沒有對VLF信號進行放大，這直接導致了VLF接收系統信噪比降低，接收性能下降。并且，如果用一個放大器同時放大HF和VLF信號，HF信號產生的互調產物將掩蓋納伏級的VLF信號，造成VLF接收信號性能下降。

發明內容

針對現有技術的至少一個缺陷或改進需求，本發明提供了一種水下天線信號補償放大裝置，旨在解決現有水下拖曳天線無VLF放大能力從而導致的納伏級VLF接收系統信噪比降低，接收性能下降的問題。

為實現上述目的，按照本發明的第一個方面，提供了一種水下天線信號補償放大裝置，包括：VLF放大電路，包括依次連接的第一帶通濾波器、若干個VLF放大器和第二帶通濾波器；其中，所述第一帶通濾波器分離出射頻信號中的VLF信號，經過所述VLF放大器放大至第一目標增益，并由所述第二帶通濾波器再次分離出所述VLF信號后輸出；HF放大電路，與所述VLF放大電路并聯，包括依次連接的第一高通濾波器、第一HF放大器、低通濾波器、衰減器、第二HF放大器和第二高通濾波器；其中，所述第一高通濾波器對射頻信號中的HF信號進行高頻段濾波，并經所述第一HF放大器放大至第二目標增益后由所述低通濾波器對所述HF信號進行低頻段濾波，以分離出所述HF信號；所述衰減器對所述HF信號進行衰減處理，并經所述第二HF放大器再次放大，以及所述第二高通濾波器再次分離出所述HF信號后與所述VLF信號混合輸出。

在本發明的一個實施例中，所述第一帶通濾波器和所述第二帶通濾波器濾除所述射頻信號中頻率為10kHz以下及120kHz以上的雜波后得到所述VLF信號。

在本發明的一個實施例中，所述第一高通濾波器和所述第二高通濾波器濾除所述射頻信號中頻率為3MHz以下的雜波，以及所述第一低通濾波器濾除所述射頻信號中頻率為30MHz以上的雜波后得到所述HF信號。

在本發明的一個實施例中，所述第一帶通濾波器、所述第二帶通濾波器、所述第一高通濾波器和所述第二高通濾波器均為T型三～五階巴特沃斯帶通濾波器，所述低通濾波器為三～五階橢圓函數濾波器。

在本發明的一個實施例中，所述HF放大電路還包括：頻率補償電路，連接于所述第二HF放大器和所述第二高通濾波器之間，用于對所述HF信號進行頻率補償。