多通道可重构空基物联网信号转发装置

1.本发明涉及信息处理技术领域，尤其涉及一种多通道可重构空基物联网信号转发装置。


背景技术：

2.万物互联已成为物联网应用发展的内在需求，而无线连接技术也不再满足于近距离通信，正在向着距离更远覆盖更广的方向发展，于是低功耗广域网应运而生。其中，lora作为低功耗广域网中的一种无线技术，相对于sigfox、nb-iot以及zigbee等其他无线技术，其产业链较为成熟、商业化应用较早。基于lora技术，目前主要通过采用基于sx1302芯片设计的射频模组实现多通道lora信号并行接入。sx1302芯片是semtech公司推出的新一代lora网关芯片，其搭载前端sx1250芯片可以支持扩频因子sf5～sf12动态调整，具备10路可编程并行接收通道。
3.同时，随着无人机自主化、网络化与通信技术的迅猛发展，采用多架无人机协同，以编队形式组合在一起协同完成任务成为了目前广泛使用的无人机工作模式。为了提升信号覆盖范围，拓展物联网终端的应用范围，目前有研究将物联网接收装置与无人机平台相结合，以lora技术为基础，构建基于空基平台的物联网信息采集系统。现有的基于空基平台的物联网信息采集系统通常采用lora-dtu设备来完成地面多节点物联网终端信号采集与中继回传功能，在电力、农业、地质以及救灾等多个领域都得到了普及应用。lora-dtu设备基于lora调制扩频技术，利用lora网络为物联网终端提供无线数据传输链路，能够支持自动接力续传，扩展无线通信距离。
4.然而，现有的如sx1302之类的lora网关芯片射频前端滤波器的带宽为800khz，如果此800khz带宽内存在较强的干扰信号，会造成sx1302前端agc(automatic gain control)饱和，影响接收性能，导致800khz带宽内的所有信道都不能进行正常的工作。现有的lora-dtu设备作为地面多节点物联网终端远距离中继回传节点时，存在信道带宽有限和通信距离不足的问题，且无法通过自组网方式提高链路鲁棒性。


技术实现要素：

5.为解决上述现有技术中存在的部分或全部技术问题，本发明提供一种多通道可重构空基物联网信号转发装置。
6.本发明的技术方案如下：
7.提供了一种多通道可重构空基物联网信号转发装置，包括：
8.多通道可重构空基物联网信号转发装置，其特征在于，包括：
9.射频单元，与基带单元连接，用于接收外界无线信号，并将无线信号进行放大后发送至所述基带单元，以及用于将所述基带单元发送的发射信号进行放大后向外界发送；
10.数传单元，与所述基带单元连接，用于根据所述基带单元发送的数据生成无线信号，并将生成的无线信号发送至外界接收终端，以及用于接收并处理外界无线信号；
11.所述基带单元，包括第一基带单元和第二基带单元，所述第一基带单元设置有多个chirp射频芯片和第一控制子单元，多个所述chirp射频芯片与所述第一控制子单元连接，所述chirp射频芯片用于根据预设解调配置对接收信号进行解调，并将解调后的数据发送至所述第一控制子单元，以及用于根据预设调制配置对接收数据进行调制以生成发射信号，并将发射信号发送至所述射频单元，所述第一控制子单元用于将数据存储至本地存储器、读取本地存储器中的数据并发送至所述数传单元、以及确定发射数据并发送至所述chirp射频芯片；
12.所述第二基带单元设置有多个lora射频芯片和第二控制子单元，多个所述lora射频芯片与所述第二控制子单元连接，所述lora射频芯片用于根据预设解调配置对接收信号进行解调，并将解调后的数据发送至所述第二控制子单元，以及用于根据预设调制配置对接收数据进行调制以生成发射信号，并将发射信号发送至所述射频单元，所述第二控制子单元用于将数据存储至本地存储器、读取本地存储器中的数据并发送至所述数传单元、以及确定发射数据并发送至所述lora射频芯片。
13.在一些可能的实现方式中，所述射频单元包括：接收通道、发射通道、射频开关和uhf频段天线；
14.所述射频开关分别与所述接收通道、所述发射通道和所述uhf频段天线连接，所述uhf频段天线用于收发uhf频段信号，所述射频开关用于将所述uhf频段天线发送的接收信号发送至所述接收通道、以及用于将所述发射通道发送的发射信号发送至所述uhf频段天线，所述接收通道用于对接收信号进行放大处理并将处理后的接收信号发送至所述基带单元，所述发射通道用于接收并放大处理所述基带单元发送的发射信号。
15.在一些可能的实现方式中，所述接收通道包括：
16.限幅器，其输入端与所述射频开关连接，输出端与可调衰减器的输入端连接；
17.所述可调衰减器，其输出端与第一低噪声放大器的输入端连接；
18.所述第一低噪声放大器，其输出端与第一声表滤波器的输入端连接；
19.所述第一声表滤波器，其输出端与第二低噪声放大器的输入端连接；
20.所述第二低噪声放大器，其输出端与第二声表滤波器的输入端连接；
21.所述第二声表滤波器，其输出端与四通道功率分配器的输入端连接；
22.所述四通道功率分配器，其一路输出与所述第一基带单元连接，一路输出与所述第二基带单元连接，一路输出与检波器的输入端连接；
23.所述检波器，其输出端与agc控制器的输入端连接；
24.所述agc控制器，其输出端与所述可调衰减器连接，用于根据所述检波器采集的信号峰值数据调整所述可调衰减器的衰减值。
25.在一些可能的实现方式中，所述发射通道包括：
26.两通道合路器，其一路输入与所述第一基带单元连接，一路输入与所述第二基带单元连接；
27.第三声表滤波器，其输入端与所述两通道合路器的输出端连接，输出端与功率放大器的输入端连接；
28.所述功率放大器，其输出端与所述射频开关连接。
29.在一些可能的实现方式中，所述射频开关与所述uhf频段天线之间连接有lc滤波
器，所述lc滤波器用于进行带外信号抑制处理。
30.在一些可能的实现方式中，所述数传单元包括：
31.微处理器，分别与所述第一基带单元和所述第二基带单元连接，用于与所述第一基带单元和所述第二基带单元进行数据交互；
32.核心处理器板，其分别与所述微处理器和射频芯片连接，用于与所述微处理器和所述射频芯片进行数据交互、以及用于控制所述射频芯片；
33.所述射频芯片，其与l频段天线连接，用于生成发射信号并发送至所述l频段天线、以及用于处理所述l频段天线发送的接收信号；
34.所述l频段天线，用于收发l频段信号。
35.在一些可能的实现方式中，所述第一基带单元包括：
36.四通道功率分配器，包括三个，其中一个所述四通道功率分配器的输入端与所述射频单元连接，四路输出分别与另外两个所述四通道功率分配器的输入端和两个所述chirp射频芯片连接，另外两个所述四通道功率分配器的四路输出均连接有四个所述chirp射频芯片；
37.所述chirp射频芯片，包括十一个，其中十个所述chirp射频芯片分别与所述四通道功率分配器的输出和所述第一控制子单元连接，用于根据预设解调配置对接收信号进行解调，并将解调后的数据发送至所述第一控制子单元，另外一个所述chirp射频芯片分别与所述第一控制子单元和可调衰减器的输入端连接，用于根据预设调制配置对接收数据进行调制以生成发射信号，并将发射信号发送至所述可调衰减器；
38.所述可调衰减器，其输出端与所述射频单元连接，用于对所述chirp射频芯片发送的发射信号进行强度调整，并将调整后的发射信号发送至所述射频单元；
39.所述第一控制子单元，与所述数传单元连接，用于将数据存储至本地存储器、读取本地存储器中的数据并发送至所述数传单元、以及确定发射数据并发送至所述chirp射频芯片。
40.在一些可能的实现方式中，所述第二基带单元包括：
41.四通道功率分配器，包括三个，其中一个所述四通道功率分配器的输入端与所述射频单元连接，四路输出分别与另外两个所述四通道功率分配器的输入端和两个所述lora射频芯片连接，另外两个所述四通道功率分配器的四路输出均连接有四个所述lora射频芯片；
42.所述lora射频芯片，包括十一个，其中十个所述lora射频芯片分别与所述四通道功率分配器的输出和所述第二控制子单元连接，用于根据预设解调配置对接收信号进行解调，并将解调后的数据发送至所述第二控制子单元，另外一个所述lora射频芯片分别与所述第二控制子单元和可调衰减器的输入端连接，用于根据预设调制配置对接收数据进行调制以生成发射信号，并将发射信号发送至所述可调衰减器；
43.所述可调衰减器，其输出端与所述射频单元连接，用于对所述lora射频芯片发送的发射信号进行强度调整，并将调整后的发射信号发送至所述射频单元；
44.所述第二控制子单元，与所述数传单元连接，用于将数据存储至本地存储器、读取本地存储器中的数据并发送至所述数传单元、以及确定发射数据并发送至所述lora射频芯片。
45.在一些可能的实现方式中，还包括电源与信号总线，所述电源与信号总线分别与所述射频单元、所述数传单元、所述第一基带单元和所述第二基带单元连接，用于供电、以及进行除射频信号外的其他信号的传输。
46.在一些可能的实现方式中，所述射频单元、所述数传单元、所述第一基带单元和所述第二基带单元采用堆叠结构进行拼接。
47.本发明技术方案的主要优点如下：
48.本发明的多通道可重构空基物联网信号转发装置通过采用多个chirp射频芯片与多个lora射频芯片频分复用处理方式，能够实现多路chirp窄带物联网信号与多路lora窄带物联网信号的并行接收和处理，提升装置多用户并发接收能力；通过采用自组网方式构建数据回传链路，能够增加数据回传距离，提升传输信道数据容量，满足多路数据并行采集回传带宽需求，并能够提高通信链路的鲁棒性。
附图说明
49.此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
50.图1为本发明一实施例的一种多通道可重构空基物联网信号转发装置的结构框图；
51.图2为本发明一实施例的一种多通道可重构空基物联网信号转发装置的具体结构框图。
具体实施方式
52.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
53.以下结合附图，详细说明本发明实施例提供的技术方案。
54.参考图1，本发明一实施例提供了一种多通道可重构空基物联网信号转发装置，该装置包括：
55.射频单元，与基带单元连接，用于接收外界无线信号，并将无线信号进行放大后发送至基带单元，以及用于将基带单元发送的发射信号进行放大后向外界发送；
56.数传单元，与基带单元连接，用于根据基带单元发送的数据生成无线信号，并将生成的无线信号发送至外界接收终端，以及用于接收并处理外界无线信号；
57.基带单元，包括第一基带单元和第二基带单元，第一基带单元设置有多个chirp射频芯片和第一控制子单元，多个chirp射频芯片与第一控制子单元连接，chirp射频芯片用于根据预设解调配置对接收信号进行解调，并将解调后的数据发送至第一控制子单元，以及用于根据预设调制配置对接收数据进行调制以生成发射信号，并将发射信号发送至射频单元，第一控制子单元用于将数据存储至本地存储器、读取本地存储器中的数据并发送至数传单元、以及确定发射数据并发送至chirp射频芯片；
58.第二基带单元设置有多个lora射频芯片和第二控制子单元，多个lora射频芯片与第二控制子单元连接，lora射频芯片用于根据预设解调配置对接收信号进行解调，并将解调后的数据发送至第二控制子单元，以及用于根据预设调制配置对接收数据进行调制以生成发射信号，并将发射信号发送至射频单元，第二控制子单元用于将数据存储至本地存储器、读取本地存储器中的数据并发送至数传单元、以及确定发射数据并发送至lora射频芯片。
59.具体地，本发明一实施例提供的多通道可重构空基物联网信号转发装置在使用时，射频单元实时接收来自外界的对应频段的无线信号，将接收的无线信号进行放大处理后发送至第一基带单元和第二基带单元，第一基带单元通过多个对应的chirp射频芯片对接收到的无线信号进行并行解调处理，并将解调得到的数据通过第一控制子单元存储至本地存储器，第二基带单元通过多个对应的lora射频芯片对接收到的无线信号进行并行解调处理，并将解调得到的数据通过第二控制子单元存储至本地存储器。当需要将数据向外发送时，第一控制子单元确定待发送的数据并读取发送至对应的chirp射频芯片，chirp射频芯片对数据进行调制以生成发射信号，并将发射信号发送至射频单元，第二控制子单元确定待发送的数据并读取发送至对应的lora射频芯片，lora射频芯片对数据进行调制以生成发射信号，并将发射信号发送至射频单元，射频单元对接收到的两路发射信号进行合路和放大后向外界发射。当需要将数据下传至外界接收终端时，第一控制子单元确定待下传的数据并读取发送至数传单元，第二控制子单元确定待下传的数据并读取发送至数传单元，数传单元根据第一基带单元和第二基带单元发送的数据生成无线信号，并将生成的无线信号向外界接收终端发送；同时，数传单元实时接收并处理来自外界的对应频段的无线信号，并在需要时与第一基带单元和第二基带单元进行数据交互。
60.本发明一实施例提供的多通道可重构空基物联网信号转发装置通过采用多个chirp射频芯片与多个lora射频芯片频分复用处理方式，能够实现多路chirp窄带物联网信号与多路lora窄带物联网信号的并行接收和处理，提升装置多用户并发接收能力；通过采用自组网方式构建数据回传链路，能够增加数据回传距离，提升传输信道数据容量，满足多路数据并行采集回传带宽需求，并能够提高通信链路的鲁棒性。
61.进一步地，参考图2，本发明一实施例中，射频单元包括：接收通道、发射通道、射频开关和uhf频段天线；
62.射频开关分别与接收通道、发射通道和uhf频段天线连接，uhf频段天线用于收发uhf频段信号，射频开关用于将uhf频段天线发送的接收信号发送至接收通道、以及用于将发射通道发送的发射信号发送至uhf频段天线，接收通道用于对接收信号进行放大处理并将处理后的接收信号发送至基带单元，发射通道用于接收并放大处理基带单元发送的发射信号。
63.本发明一实施例中，通过利用射频开关进行发射通道与接收通道的耦合，能够实现收发通道的合并，便于信号收发处理。
64.进一步地，参考图2，本发明一实施例中，接收通道包括：
65.限幅器，其输入端与射频开关连接，输出端与可调衰减器的输入端连接；
66.可调衰减器，其输出端与第一低噪声放大器的输入端连接；
67.第一低噪声放大器，其输出端与第一声表滤波器的输入端连接；
68.第一声表滤波器，其输出端与第二低噪声放大器的输入端连接；
69.第二低噪声放大器，其输出端与第二声表滤波器的输入端连接；
70.第二声表滤波器，其输出端与四通道功率分配器的输入端连接；
71.四通道功率分配器，其一路输出与第一基带单元连接，一路输出与第二基带单元连接，一路输出与检波器的输入端连接；
72.检波器，其输出端与agc控制器的输入端连接；
73.agc控制器，其输出端与可调衰减器连接，用于根据检波器采集的信号峰值数据调整可调衰减器的衰减值。
74.本发明一实施例中，在接收通道中，限幅器用于将超过设定阈值的强信号释放掉，以将射频开关输入的接收信号限制到一定范围内；可调衰减器用于控制接收链路信号预算；低噪声放大器(lna)用于对接收信号进行放大；声表滤波器用于过滤带外的干扰信号；四通道功率分配器用于将放大后的接收信号分为四路输出，其中一路输出至第一基带单元，一路输出至第二基带单元，一路输出至检波器；检波器用于检测放大后的信号峰值；agc控制器用于处理检波器采集的信号峰值数据，根据信号峰值数据调整可调衰减器的衰减值，具体当信号峰值过高时，增加可调衰减器的衰减值，当信号峰值过低时，减小可调衰减器的衰减值，以确保输入信号强度处于合理区间。其中，限幅器可以选用smp1330-005，可调衰减器可以选用pe43711s，低噪声放大器可以选用bgu8051，声表滤波器可以选用rbp-415+，四通道功率分配器可以选用ad4ps-1+，检波器可以选用adl5910，agc控制器可以选用hc32l130f8ua。
75.本发明一实施例中，通过在接收通道中采用两级低噪声放大器进行级联放大，能够保证信号的接收增益，保证分路后的接收信号能够符合chirp射频芯片和lora射频芯片的接收灵敏度要求，满足装置的增益需求。
76.进一步地，参考图2，本发明一实施例中，发射通道包括：
77.两通道合路器，其一路输入与第一基带单元连接，一路输入与第二基带单元连接；
78.第三声表滤波器，其输入端与两通道合路器的输出端连接，输出端与功率放大器的输入端连接；
79.功率放大器，其输出端与射频开关连接。
80.本发明一实施例中，在发射通道中，两通道合路器用于将两路的输入信号合并为一路输出，实现第一基带单元与第二基带单元的发射信号的并行接入；声表滤波器用于过滤带外的干扰信号；功率放大器用于对发射信号进行功率放大，以使发射信号的发射功率大于设定值。其中，两通道合路器可以选用adp-2-1w+，声表滤波器可以选用rbp-415+，功率放大器可以选用rf6886。
81.进一步地，参考图2，本发明一实施例中，射频开关与uhf频段天线之间连接有lc滤波器，lc滤波器用于进行带外信号抑制处理。
82.通过设置lc滤波器，能够完成带外信号抑制，解决带外信号对接收通道的干扰与发射通道对平台其他搭载设备的干扰。其中，射频开关可以选用masw-000834-13560t，lc滤波器可以选用lfcg-490+。
83.本发明一实施例中，lc滤波器通过射频连接器和射频电缆与uhf频段天线连接。射频连接器例如为sma连接器。
84.进一步地，参考图2，本发明一实施例中，数传单元包括：
85.微处理器，分别与第一基带单元和第二基带单元连接，用于与第一基带单元和第二基带单元进行数据交互；
86.核心处理器板，其分别与微处理器和射频芯片连接，用于与微处理器和射频芯片进行数据交互、以及用于控制射频芯片；
87.射频芯片，其与l频段天线连接，用于生成发射信号并发送至l频段天线、以及用于处理l频段天线发送的接收信号；
88.l频段天线，用于收发l频段信号。
89.具体地，微处理器用于在需要时根据给定操作或指令与第一基带单元和第二基带单元进行数据传输交互、以及与核心处理器板进行数据传输交互；核心处理器板用于与射频芯片进行数据传输交互、以及根据给定操作或指令控制调整射频芯片的参数配置；射频芯片用于根据待下传数据生成无线信号，对信号进行混频、放大后发送至l频段天线，以使l频段天线将信号发射出去，以及用于对l频段天线发送的射频信号进行放大、滤波、混频和解析处理；例如，射频芯片将生成的2417mhz信号混频到1438mhz，再经过两级放大器放大后发送至l频段天线；对l频段天线发送的1438mhz射频信号进行放大、滤波、混频和解析。其中，微处理器可以选用hc32l130f8ua，核心处理器板可以选用ar9344，射频芯片可以选用ar9582。
90.本发明一实施例中，微处理器通过uart接口和spi接口与基带单元连接，微处理器与基带单元通过接口间连接的板间信号总线进行数据传输交互，微处理器通过网络接口与核心处理器板连接，核心处理器板通过pcie总线与射频芯片连接，射频芯片通过射频连接器和射频电缆与l频段天线连接。其中，网络接口例如为udp接口，udp接口可以选用w5500，射频连接器例如为sma连接器。
91.进一步地，本发明一实施例中，核心处理器板还设置有闪存子单元、内存子单元和gps子单元，闪存子单元用于为数传单元提供关键数据掉电存储空间，内存子单元用于为数传单元提供算法运行缓存空间，gps子单元用于实现装置定位。其中，闪存子单元采用nor flash，内存子单元采用ddr2。
92.进一步地，参考图2，本发明一实施例中，第一基带单元包括：
93.四通道功率分配器，包括三个，其中一个四通道功率分配器的输入端与射频单元连接，四路输出分别与另外两个四通道功率分配器的输入端和两个chirp射频芯片连接，另外两个四通道功率分配器的四路输出均连接有四个chirp射频芯片；
94.chirp射频芯片，包括十一个，其中十个chirp射频芯片分别与四通道功率分配器的输出和第一控制子单元连接，用于根据预设解调配置对接收信号进行解调，并将解调后的数据发送至第一控制子单元，另外一个chirp射频芯片分别与第一控制子单元和可调衰减器的输入端连接，用于根据预设调制配置对接收数据进行调制以生成发射信号，并将发射信号发送至可调衰减器；
95.可调衰减器，其输出端与射频单元连接，用于对chirp射频芯片发送的发射信号进行强度调整，并将调整后的发射信号发送至射频单元；
96.第一控制子单元，与数传单元连接，用于将数据存储至本地存储器、读取本地存储器中的数据并发送至数传单元、以及确定发射数据并发送至chirp射频芯片。
97.具体地，该第一基带单元在使用时，射频单元发送的射频信号通过设置的两级四通道功率分配器送至10路chirp射频芯片，10路chirp射频芯片分别按照预设解调配置对接收信号进行解调，并将解调后的数据发送至第一控制子单元，第一控制子单元将数据存储至本地存储器。当需要向外发送数据时，第一控制子单元确定待发送的数据并读取发送至对应的1路chirp射频芯片，该chirp射频芯片对数据进行调制以生成发射信号，并将发射信号发送至可调衰减器，可调衰减器对发射信号进行信号强度调整以使信号强度达到射频单元的输入要求，并将调整后的发射信号发送至射频单元。当需要下传数据时，第一控制子单元确定待下传的数据并读取发送至数传单元。
98.本发明一实施例中，第一控制子单元还能够根据给定操作或指令控制调整多路chirp射频芯片的参数配置，以实现每个通道的链路参数均可按需配置，而不受限于传统网关芯片的射频带宽约束。
99.本发明一实施例中，第一控制子单元采用微处理器。其中，微处理器可以选用hc32l130f8ua，四通道功率分配器可以选用ad4ps-1+，chirp射频芯片采用jtm1000射频芯片，可调衰减器可以选用pe43711s。
100.本发明一实施例中，第一基带单元中的四通道功率分配器通过射频连接器与射频单元中的四通道功率分配器连接，第一基带单元中的可调衰减器通过射频连接器与射频单元中的两通道合路器连接，射频连接器例如为sma连接器。
101.进一步地，参考图2，本发明一实施例中，第二基带单元包括：
102.四通道功率分配器，包括三个，其中一个四通道功率分配器的输入端与射频单元连接，四路输出分别与另外两个四通道功率分配器的输入端和两个lora射频芯片连接，另外两个四通道功率分配器的四路输出均连接有四个lora射频芯片；
103.lora射频芯片，包括十一个，其中十个lora射频芯片分别与四通道功率分配器的输出和第二控制子单元连接，用于根据预设解调配置对接收信号进行解调，并将解调后的数据发送至第二控制子单元，另外一个lora射频芯片分别与第二控制子单元和可调衰减器的输入端连接，用于根据预设调制配置对接收数据进行调制以生成发射信号，并将发射信号发送至可调衰减器；
104.可调衰减器，其输出端与射频单元连接，用于对lora射频芯片发送的发射信号进行强度调整，并将调整后的发射信号发送至射频单元；
105.第二控制子单元，与数传单元连接，用于将数据存储至本地存储器、读取本地存储器中的数据并发送至数传单元、以及确定发射数据并发送至lora射频芯片。
106.具体地，该第二基带单元在使用时，射频单元发送的射频信号通过设置的两级四通道功率分配器送至10路lora射频芯片，10路lora射频芯片分别按照预设解调配置对接收信号进行解调，并将解调后的数据发送至第二控制子单元，第二控制子单元将数据存储至本地存储器。当需要向外发送数据时，第二控制子单元确定待发送的数据并读取发送至对应的1路lora射频芯片，该lora射频芯片对数据进行调制以生成发射信号，并将发射信号发送至可调衰减器，可调衰减器对发射信号进行信号强度调整以使信号强度达到射频单元的输入要求，并将调整后的发射信号发送至射频单元。当需要下传数据时，第二控制子单元确定待下传的数据并读取发送至数传单元。
107.本发明一实施例中，第二控制子单元还能够根据给定操作或指令控制调整多路
lora射频芯片的参数配置，以实现每个通道的链路参数均可按需配置，而不受限于传统网关芯片的射频带宽约束。
108.本发明一实施例中，第二控制子单元采用微处理器。其中，微处理器可以选用hc32l130f8ua，四通道功率分配器可以选用ad4ps-1+，lora射频芯片采用sx1278射频芯片，可调衰减器可以选用pe43711s。
109.本发明一实施例中，第二基带单元中的四通道功率分配器通过射频连接器与射频单元中的四通道功率分配器连接，第二基带单元中的可调衰减器通过射频连接器与射频单元中的两通道合路器连接，射频连接器例如为sma连接器。
110.进一步地，参考图2，本发明一实施例中，为了便于进行各个单元的供电、以及信号和数据传输交互，该多通道可重构空基物联网信号转发装置还包括电源与信号总线，电源与信号总线分别与射频单元、数传单元、第一基带单元和第二基带单元连接，用于供电、以及进行除射频信号外的其他信号的传输。
111.其中，电源与信号总线设置有电源接口，电源接口用于与外部供电设备连接。对应于上述具体选用的各个部件，电源接口可接入24
±
3v@4a，波纹小于100mv的直流电源。
112.进一步地，本发明一实施例中，为了方便各个单元的连接，射频单元、数传单元、第一基带单元和第二基带单元采用堆叠结构进行拼接，各个单元之间通过连接器和总线进行电源与信号的互联。
113.进一步地，本发明一实施例中，为了方便该多通道可重构空基物联网信号转发装置的装配及使用，并保证该装置在使用时的安全性，该多通道可重构空基物联网信号转发装置还包括壳体，各个单元安装在壳体内，壳体上开设有三个接口孔，三个接口孔分别与射频单元上的天线接口、数传单元上的天线接口和电源与信号总线上的电源接口对齐，壳体的底部两侧设置有多个凸耳，且多个凸耳与壳体的侧部固定连接。
114.需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。此外，本文中“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”均以附图中表示的放置状态为参照。
115.最后应说明的是：以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种多通道可重构空基物联网信号转发装置，其特征在于，包括：射频单元，与基带单元连接，用于接收外界无线信号，并将无线信号进行放大后发送至所述基带单元，以及用于将所述基带单元发送的发射信号进行放大后向外界发送；数传单元，与所述基带单元连接，用于根据所述基带单元发送的数据生成无线信号，并将生成的无线信号发送至外界接收终端，以及用于接收并处理外界无线信号；所述基带单元，包括第一基带单元和第二基带单元，所述第一基带单元设置有多个chirp射频芯片和第一控制子单元，多个所述chirp射频芯片与所述第一控制子单元连接，所述chirp射频芯片用于根据预设解调配置对接收信号进行解调，并将解调后的数据发送至所述第一控制子单元，以及用于根据预设调制配置对接收数据进行调制以生成发射信号，并将发射信号发送至所述射频单元，所述第一控制子单元用于将数据存储至本地存储器、读取本地存储器中的数据并发送至所述数传单元、以及确定发射数据并发送至所述chirp射频芯片；所述第二基带单元设置有多个lora射频芯片和第二控制子单元，多个所述lora射频芯片与所述第二控制子单元连接，所述lora射频芯片用于根据预设解调配置对接收信号进行解调，并将解调后的数据发送至所述第二控制子单元，以及用于根据预设调制配置对接收数据进行调制以生成发射信号，并将发射信号发送至所述射频单元，所述第二控制子单元用于将数据存储至本地存储器、读取本地存储器中的数据并发送至所述数传单元、以及确定发射数据并发送至所述lora射频芯片。2.根据权利要求1所述的多通道可重构空基物联网信号转发装置，其特征在于，所述射频单元包括：接收通道、发射通道、射频开关和uhf频段天线；所述射频开关分别与所述接收通道、所述发射通道和所述uhf频段天线连接，所述uhf频段天线用于收发uhf频段信号，所述射频开关用于将所述uhf频段天线发送的接收信号发送至所述接收通道、以及用于将所述发射通道发送的发射信号发送至所述uhf频段天线，所述接收通道用于对接收信号进行放大处理并将处理后的接收信号发送至所述基带单元，所述发射通道用于接收并放大处理所述基带单元发送的发射信号。3.根据权利要求2所述的多通道可重构空基物联网信号转发装置，其特征在于，所述接收通道包括：限幅器，其输入端与所述射频开关连接，输出端与可调衰减器的输入端连接；所述可调衰减器，其输出端与第一低噪声放大器的输入端连接；所述第一低噪声放大器，其输出端与第一声表滤波器的输入端连接；所述第一声表滤波器，其输出端与第二低噪声放大器的输入端连接；所述第二低噪声放大器，其输出端与第二声表滤波器的输入端连接；所述第二声表滤波器，其输出端与四通道功率分配器的输入端连接；所述四通道功率分配器，其一路输出与所述第一基带单元连接，一路输出与所述第二基带单元连接，一路输出与检波器的输入端连接；所述检波器，其输出端与agc控制器的输入端连接；所述agc控制器，其输出端与所述可调衰减器连接，用于根据所述检波器采集的信号峰值数据调整所述可调衰减器的衰减值。4.根据权利要求2所述的多通道可重构空基物联网信号转发装置，其特征在于，所述发
射通道包括：两通道合路器，其一路输入与所述第一基带单元连接，一路输入与所述第二基带单元连接；第三声表滤波器，其输入端与所述两通道合路器的输出端连接，输出端与功率放大器的输入端连接；所述功率放大器，其输出端与所述射频开关连接。5.根据权利要求2所述的多通道可重构空基物联网信号转发装置，其特征在于，所述射频开关与所述uhf频段天线之间连接有lc滤波器，所述lc滤波器用于进行带外信号抑制处理。6.根据权利要求1所述的多通道可重构空基物联网信号转发装置，其特征在于，所述数传单元包括：微处理器，分别与所述第一基带单元和所述第二基带单元连接，用于与所述第一基带单元和所述第二基带单元进行数据交互；核心处理器板，其分别与所述微处理器和射频芯片连接，用于与所述微处理器和所述射频芯片进行数据交互、以及用于控制所述射频芯片；所述射频芯片，其与l频段天线连接，用于生成发射信号并发送至所述l频段天线、以及用于处理所述l频段天线发送的接收信号；所述l频段天线，用于收发l频段信号。7.根据权利要求1所述的多通道可重构空基物联网信号转发装置，其特征在于，所述第一基带单元包括：四通道功率分配器，包括三个，其中一个所述四通道功率分配器的输入端与所述射频单元连接，四路输出分别与另外两个所述四通道功率分配器的输入端和两个所述chirp射频芯片连接，另外两个所述四通道功率分配器的四路输出均连接有四个所述chirp射频芯片；所述chirp射频芯片，包括十一个，其中十个所述chirp射频芯片分别与所述四通道功率分配器的输出和所述第一控制子单元连接，用于根据预设解调配置对接收信号进行解调，并将解调后的数据发送至所述第一控制子单元，另外一个所述chirp射频芯片分别与所述第一控制子单元和可调衰减器的输入端连接，用于根据预设调制配置对接收数据进行调制以生成发射信号，并将发射信号发送至所述可调衰减器；所述可调衰减器，其输出端与所述射频单元连接，用于对所述chirp射频芯片发送的发射信号进行强度调整，并将调整后的发射信号发送至所述射频单元；所述第一控制子单元，与所述数传单元连接，用于将数据存储至本地存储器、读取本地存储器中的数据并发送至所述数传单元、以及确定发射数据并发送至所述chirp射频芯片。8.根据权利要求1所述的多通道可重构空基物联网信号转发装置，其特征在于，所述第二基带单元包括：四通道功率分配器，包括三个，其中一个所述四通道功率分配器的输入端与所述射频单元连接，四路输出分别与另外两个所述四通道功率分配器的输入端和两个所述lora射频芯片连接，另外两个所述四通道功率分配器的四路输出均连接有四个所述lora射频芯片；所述lora射频芯片，包括十一个，其中十个所述lora射频芯片分别与所述四通道功率
分配器的输出和所述第二控制子单元连接，用于根据预设解调配置对接收信号进行解调，并将解调后的数据发送至所述第二控制子单元，另外一个所述lora射频芯片分别与所述第二控制子单元和可调衰减器的输入端连接，用于根据预设调制配置对接收数据进行调制以生成发射信号，并将发射信号发送至所述可调衰减器；所述可调衰减器，其输出端与所述射频单元连接，用于对所述lora射频芯片发送的发射信号进行强度调整，并将调整后的发射信号发送至所述射频单元；所述第二控制子单元，与所述数传单元连接，用于将数据存储至本地存储器、读取本地存储器中的数据并发送至所述数传单元、以及确定发射数据并发送至所述lora射频芯片。9.根据权利要求1所述的多通道可重构空基物联网信号转发装置，其特征在于，还包括电源与信号总线，所述电源与信号总线分别与所述射频单元、所述数传单元、所述第一基带单元和所述第二基带单元连接，用于供电、以及进行除射频信号外的其他信号的传输。10.根据权利要求1-9中任一项所述的多通道可重构空基物联网信号转发装置，其特征在于，所述射频单元、所述数传单元、所述第一基带单元和所述第二基带单元采用堆叠结构进行拼接。

技术总结
本发明公开了一种多通道可重构空基物联网信号转发装置，包括：射频单元，与基带单元连接，用于接收处理外界信号，并发送至基带单元，处理发送发射信号；数传单元，与基带单元连接，用于根据接收数据生成无线信号，将信号下传，接收处理外界信号；基带单元，包括第一基带单元和第二基带单元，第一基带单元设置有多个CHIRP射频芯片和第一控制子单元，第二基带单元设置有多个LoRa射频芯片和第二控制子单元，基带单元用于根据解调配置对接收信号进行解调，存储解调数据，确定发射数据，根据调制配置对数据进行调制以生成发射信号并将发射信号发送至射频单元，读取数据并发送至数传单元。本发明能实现多路CHIRP物联网信号与多路LoRa物联网信号的并行接收和处理。物联网信号的并行接收和处理。物联网信号的并行接收和处理。


技术研发人员：覃江毅 曹璐 李献斌 张飞 王凯 汤敏
受保护的技术使用者：中国人民解放军军事科学院国防科技创新研究院
技术研发日：2023.02.14
技术公布日：2023/7/11