一種采用光傳輸介質(zhì)傳輸寬頻段模擬射頻信號的傳輸系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種采用光傳輸介質(zhì)傳輸寬頻段模擬射頻信號的傳輸系統(tǒng)及方法，它包括天線和室內(nèi)接收設備，它還包括位于天線端的光發(fā)射盒、位于接收設備側的光接收盒和連接光發(fā)射盒與光接收盒的光傳輸介質(zhì)，天線輸出的射頻信號通過電纜傳送到光發(fā)射盒，光發(fā)射盒將射頻信號轉(zhuǎn)換為光信號后，并通過光傳輸介質(zhì)將光信號傳送到光接收盒，光接收盒把光信號還原為射頻信號后，將射頻信號通過電纜傳送到室內(nèi)接收設備，由室內(nèi)接收設備對射頻信號進行分析和處理。本發(fā)明通過將射頻信號轉(zhuǎn)換為模擬光信號進行信號傳輸，傳輸帶寬寬、容量大、色散小、不受電磁干擾，極大地降低信號在傳輸線路上的損耗，提高系統(tǒng)的信號質(zhì)量及安全性和可靠性，節(jié)約建設成本。
【專利說明】一種采用光傳輸介質(zhì)傳輸寬頻段模擬射頻信號的傳輸系統(tǒng) 及方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及射頻信號傳輸領域，特別是涉及一種采用光傳輸介質(zhì)傳輸寬頻段模擬 射頻信號的傳輸系統(tǒng)及方法。
【背景技術】
[0002] 現(xiàn)在的無線電通信技術都離不開射頻信號的傳輸，無論廣播電臺、手機通信基站、 衛(wèi)星通信基站等等。通常，為了達到更好的通信效果，通信基站的發(fā)射或接收天線架設在較 高的鐵塔上，通信電臺或接收設備安裝在機房，設備和天線之間需要通過射頻電纜連接以 傳輸射頻信號。
[0003] (一）射頻電纜損耗大不利于遠距離傳輸
[0004] 射頻電纜傳輸?shù)男盘栴l率由系統(tǒng)工作頻率范圍確定，一般無線電監(jiān)測系統(tǒng)的頻率 范圍為1MHz?3000MHz。射頻電纜一般由中心導體、絕緣體、屏蔽層、外護套等構成。射頻 電纜本身具有一定的插入損耗，而且，頻率越高損耗越大，電纜越長損耗越大，電纜越細損 耗越大。在傳輸射頻信號時，電纜的損耗會對信號產(chǎn)生衰減，而影響接收的效果。
[0005] 所以，在工程設計時要求射頻電纜損耗越小越好。當需要傳輸?shù)男盘栴l率一定，要 想射頻電纜帶來的損耗小，就需要選用更粗的射頻電纜。
[0006] (二）射頻電纜價格昂貴
[0007] 當需要傳輸?shù)男盘栴l率一定，要想射頻電纜帶來的損耗小，就需要選用更粗的射 頻電纜。然而，同型號的電纜，電纜越粗價格越貴。以大型固定技術偵察和無線電監(jiān)測站為 例，需要將架設在樓頂100米高的鐵塔頂端的八副對數(shù)周期天線引接到機房，這需要八根 100多米長的電纜，其造價相當昂貴。
[0008] (三）射頻電纜引接很不方便
[0009] 為了減小射頻電纜帶來的損耗，一般選用的電纜又粗又硬。這又給架設帶來了不 便。也以大型固定技術偵察和無線電監(jiān)測站為例，需要將八根100米長又粗又硬的電纜引 接到機房,這相當困難。
[0010] (四）射頻電纜接收/引接雷電直接威脅機房設備安全
[0011] 由于射頻電纜的中心導體和屏蔽層均采用金屬導體。當遭遇雷電時，這些導體可 能接收并將很強的雷電引入機房損壞昂貴的設備。
[0012] (五）射頻電纜接收/引接電磁炸彈信號威脅接收設備安全
[0013] 也由于射頻電纜的中心導體和屏蔽層均采用金屬導體。當遭遇敵方電磁炸彈攻擊 時，這些導體可能接收并將很強的電磁炸彈能量引入機房損壞昂貴的設備。傳遞電信號的 發(fā)射機和接收機以及所有連接到電線的設備，都將會受到電磁脈沖的影響而導致無法修復 的損壞。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0014]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種采用光傳輸介質(zhì)傳輸寬頻段模 擬射頻信號的傳輸系統(tǒng)及方法，克服射頻信號遠程傳輸?shù)男盘査p問題，解決射頻信號傳 輸?shù)姆览讍栴}。
[0015]本發(fā)明的目的是通過以下技術方案來實現(xiàn)的：一種采用光傳輸介質(zhì)傳輸寬頻段模 擬射頻信號的傳輸系統(tǒng)，它包括天線和室內(nèi)接收設備，它還包括位于天線端的光發(fā)射盒、位 于接收設備側的光接收盒和連接光發(fā)射盒與光接收盒的光傳輸介質(zhì)，天線輸出的射頻信號 通過電纜傳送到光發(fā)射盒，光發(fā)射盒將射頻電信號轉(zhuǎn)換為光信號后，并通過光傳輸介質(zhì)將 光信號傳送到光接收盒，光接收盒把光信號還原為射頻電信號后，將射頻電信號通過電纜 傳送到室內(nèi)接收設備，由室內(nèi)接收設備對射頻電信號進行分析和處理。
[0016]所述的光發(fā)射盒包括射頻選擇開關、射頻預處理單元、濾波器組和光調(diào)制器，所述 的射頻選擇開關的輸入與射頻輸入信號連接，射頻選擇開關的輸出與射頻預處理單元的輸 入連接，射頻預處理單元的輸出與濾波器組的輸入連接，濾波器組的輸出與光調(diào)制器的輸 入連接，射頻選擇開關從多路射頻信號選擇一路作為輸入，射頻預處理單元對輸入的射頻 信號進行預處理，濾波器組濾除經(jīng)預處理后的射頻信號的干擾信號，光調(diào)制器將射頻電信 號轉(zhuǎn)換成光信號，光調(diào)制器輸出的光信號與光傳輸介質(zhì)連接。
[0017] 所述的射頻選擇開關為多選一多路開關，其多個不動端與外部多個射頻輸入信號 連接，其動端即輸出端與后續(xù)射頻預處理單元連接。
[0018] 所述的射頻預處理單元包括低噪放大器、直通濾波器、輸入開關A和輸出開關A， 輸入開關A和輸出開關A均為多選一多路開關，輸入開關的動端即輸入端與前置射頻選擇 開關的輸出連接，輸入開關A的不動端分別與低噪放大器和直通濾波器的輸入端連接，低 噪放大器和直通濾波器的輸出分別與輸出開關A的不動端連接，輸出開關A的動端即輸出 端與后續(xù)的濾波器組連接。
[0019] 所述的濾波器組包括一個或多個濾波器、輸入開關B和輸出開關B,輸入開關B和 輸出開關B均為多選一多路開關，輸入開關B的動端即輸入端與前置射頻預處理單元的輸 出連接，輸入開關B的不動端分別與一個或多個濾波器的輸入連接，一個或多個濾波器的 輸出分別與輸出開關B的不動端連接，輸出開關的動端即輸出端與后續(xù)的光調(diào)制器連接。
[0020] 所述的濾波器的數(shù)量由射頻信號輸入接口的數(shù)量來決定，濾波器的數(shù)量與射頻信 號輸入接口的數(shù)量相同。
[0021] 所述的光發(fā)射盒還包括信號處理單元、對數(shù)放大器和光解碼器，對數(shù)放大器的輸 入與輸出開關B的動端及輸出端連接，對數(shù)放大器的輸出與信號處理單元信號輸入連接， 信號處理單元還與光解碼器的輸出連接，光解碼器負責把通過光傳輸介質(zhì)接收到的光信號 轉(zhuǎn)換成射頻電信號，并將射頻電信號傳送給信號處理單元，信號處理單元的控制輸出分別 與射頻選擇開關、輸入開關A、輸出開關A、輸入開關B和輸出開關B的控制端連接。
[0022]所述的光接收盒包括光解調(diào)器、放大器、低通濾波器和光解碼器，光解調(diào)器的輸入 與光傳輸介質(zhì)連接，光解調(diào)器的輸出與放大器的輸入連接，放大器的輸出與低通濾波器的 輸入連接，低通濾波器的輸出室內(nèi)接收設備連接，光解調(diào)器把接收到的光信號轉(zhuǎn)換為射頻 電信號，放大器將射頻電信號進行放大處理，低通濾波器對放大后的射頻電信號進行千擾 濾波，并將濾波后的射頻電信號發(fā)送到室內(nèi)接收設備，由室內(nèi)接收設備對射頻電信號進行 分析和處理。
[0023] 所述的光接收盒還包括處理模塊和光編碼器，處理模塊的輸入端與室內(nèi)接收設備 連接，處理模塊的輸出與光編碼器連接，光編碼器的輸出與光傳輸介質(zhì)連接；處理模塊通過 控制接口接收室內(nèi)接收設備發(fā)送的控制命令，并通過光編碼器編碼后經(jīng)光纖線路發(fā)送到光 發(fā)射盒；光發(fā)射盒返回的信號增益及工作狀態(tài)信息通過處理模塊反饋給室內(nèi)接收設備處 理。
[0024] 所述的光調(diào)制器為光模擬調(diào)制器，光解調(diào)器為光模擬解調(diào)器，光編碼器為光數(shù)字 編碼器，光解碼器為光數(shù)字解碼器。
[0025] 一種采用光傳輸介質(zhì)傳輸寬頻段模擬射頻信號的傳輸方法，它包括以下步驟：
[0026] S1 :天線接收空中的無線射頻信號，并將射頻信號通過射頻選擇開關輸入光發(fā)射 盒；
[0027] S2:射頻選擇開關根據(jù)當前動端與不動端已發(fā)生的連接關系，通過該路射頻端子 將該路射頻信號接入光發(fā)射機，并將該射頻信號發(fā)送到射頻預處理單元；
[0028] S3 :射頻預處理單元根據(jù)輸入開關A和輸出開關A已發(fā)生的連接關系，對射頻信號 進行直通濾波或放大，并將預處理后的射頻信號發(fā)送到濾波器組；
[0029] S4 :濾波器組根據(jù)輸入開關B和輸出開關B已發(fā)生的連接關系，通過該路的濾波器 對該射頻信號進行濾波，濾除干擾信號，并將濾波后的射頻信號發(fā)送到光調(diào)制器；
[0030] S5 :光調(diào)制器把收到的射頻信號轉(zhuǎn)換為模擬量光信號，并將模擬量光信號通過光 傳輸介質(zhì)傳輸?shù)焦饨邮蘸校?br>
[0031] S6 :光接收盒接收到模擬量光信號，光解調(diào)器把模擬量光信號轉(zhuǎn)換為射頻電信號， 并將該射頻電信號發(fā)送到放大器；
[0032] S7 :放大器對射頻電信號進行放大處理，并將放大后的射頻電信號發(fā)送到低通濾 波器；
[0033] S8 :低通濾波器濾除放大后的射頻電信號的噪聲和干擾，并通過電纜將射頻電信 號發(fā)送給室內(nèi)接收設備。
[0034] 它還包括控制處理步驟，所述的控制處理步驟包括以下子步驟：
[0035] SS1 :射頻電信號經(jīng)過光發(fā)射盒的濾波器組后，還將濾波后的射頻電信號發(fā)送給對 數(shù)放大器；
[0036] SS2 :對數(shù)放大器對濾波后的射頻電信號進行對數(shù)放大，并把放大后的射頻電信號 發(fā)送到信號處理單元；
[0037] SS3 :信號處理單元對射頻信號進行AD采樣后，再進行信號功率檢波；
[0038] SS4 :信號處理單元根據(jù)檢波得到的信號功率大小判斷并控制射頻預處理單元選 擇進行直通濾波或放大處理；
[0039] SS5 :信號處理單元還將檢波信息、信號增益和工作狀態(tài)發(fā)送到光解碼器，光解碼 器把處理結果轉(zhuǎn)換為數(shù)字光信號，并通過光傳輸介質(zhì)將該數(shù)子光彳旨號傳送到光接收品的光 編碼器；
[0040] SS6 :光編碼器把該數(shù)字光信號轉(zhuǎn)換為電信號，并將該電信號發(fā)送到處理模塊；
[0041] SS7 :處理模塊接收到電信號后，把攜帶有光發(fā)射盒的檢波信息、佶號增益和工作 狀態(tài)信息的電信號傳送到室內(nèi)接收設備，室內(nèi)接收設備對接收到的信息進行分析和處理， 并返回控制信號到光接收盒的處理模塊，處理模塊再將控制信號發(fā)送到光編碼器，光編碼 器把控制信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字光信號，并通過光傳輸介質(zhì)將該數(shù)字光信號發(fā)送給光發(fā)射盒的光 解碼器；
[0042] SS8 :光發(fā)射盒的光解碼器接收光接收盒發(fā)來的數(shù)字光信號并解碼，光解碼器將解 碼后的控制信號發(fā)送到信號處理單元，信號處理單元根據(jù)該控制信號控制射頻選擇開關的 動端，控制射頻預處理單元的輸入開關A和輸出開關A的動端，控制濾波器組的輸入開關B 和輸出開關B的動端。
[0043]本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明徹底改變了射頻信號監(jiān)測系統(tǒng)的信號接收以及傳輸 模式，通過將天線接收的射頻電信號直接轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?，減少了射頻傳輸?shù)男盘査p，光纖 不導電，不受電磁干擾，有很好的抗射頻干擾性能；光纖傳輸損耗小，傳輸帶寬較寬，傳輸容 量大，色散小。
[0044]本發(fā)明可以較好地提高系統(tǒng)信號的質(zhì)量。極大的降低信號在傳輸線路上的信號損 耗，提高了設備的安全性、可靠性，節(jié)約了建設成本。
[0045] 本發(fā)明的主要特點如下：
[0046] 1、采用光纖傳輸，數(shù)據(jù)傳輸快、傳輸距離遠，數(shù)據(jù)安全、保密性好；
[0047] 2、信號傳輸損耗低、信號接收靈敏度高、動態(tài)范圍大；
[0048] 3、天線和設備分離，電磁兼容性好，虛假信號少，系統(tǒng)可靠性高，安全防雷；
[0049] 4、臺站建設和運營費用低，易于進行大范圍、大數(shù)量建設。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0050] 圖1為本發(fā)明系統(tǒng)原理框圖；
[0051] 圖2為本發(fā)明系統(tǒng)電路原理框圖；
[0052] 圖3為本發(fā)明光調(diào)制器電光轉(zhuǎn)換原理圖；
[0053] 圖4為本發(fā)明光調(diào)制器電光轉(zhuǎn)換示意圖；
[0054] 圖5為本發(fā)明實施例系統(tǒng)框圖。
【具體實施方式】
[0055] 下面結合附圖進一步詳細描述本發(fā)明的技術方案，但本發(fā)明的保護范圍不局限于 以下所述。
[0056] 如圖1所示，一種采用光傳輸介質(zhì)傳輸寬頻段模擬射頻信號的傳輸系統(tǒng)，它包括 天線和室內(nèi)接收設備，它還包括位于天線端的光發(fā)射盒、位于接收設備側的光接收盒和連 接光發(fā)射盒與光接收盒的光傳輸介質(zhì)，天線輸出的射頻信號通過電纜傳送到光發(fā)射盒，光 發(fā)射盒的功能是通過激光器對輸入的射頻電信號進行強度調(diào)制，實現(xiàn)電光轉(zhuǎn)換，并有效地 把光信號送入光傳輸介質(zhì)，光發(fā)射盒將射頻電信號轉(zhuǎn)換為光信號后，并通過光傳輸介質(zhì)將 光信號傳送到光接收盒，光接收盒的功能是利用光電檢測器即光解調(diào)器，將光信號中攜帶 的射頻信息解調(diào)為射頻電信號，具體就是以最小的附加噪聲及失真，將經(jīng)過光纖傳輸后的 幅度衰減、波形展寬的微弱光信號轉(zhuǎn)變?yōu)樯漕l電信號，并放大處理，恢復成原來的信號，光 接收盒把光信號還原為射頻電信號后，將射頻電信號通過電纜傳送到室內(nèi)接收設備，由室 內(nèi)接收設備對射頻電信號進行分析和處理。
[0057] 所述的光傳輸介質(zhì)為光纖或光纜。
[0058]如圖2所示，所述的光發(fā)射盒包括射頻選擇開關、射頻預處理單元、濾波器組和光 調(diào)制器，所述的射頻選擇開關的輸入與射頻輸入信號連接，射頻選擇開關的輸出與射頻預 處理單元的輸入連接，射頻預處理單元的輸出與濾波器組的輸入連接，濾波器組的輸出與 光調(diào)制器的輸入連接，射頻選擇開關從多路射頻信號選擇一路作為輸入，射頻預處理單元 對輸入的射頻信號進行預處理，濾波器組濾除經(jīng)預處理后的射頻信號的干擾信號，光調(diào)制 器將射頻電信號轉(zhuǎn)換成光信號，光調(diào)制器輸出的光信號與光傳輸介質(zhì)連接。
[0059]所述的射頻選擇開關為多選一多路開關，其多個不動端與外部多個射頻輸入信號 連接，其動端即輸出端與后續(xù)射頻預處理單元連接。
[0060] 所述的射頻預處理單元包括低噪放大器、直通濾波器、輸入開關A和輸出開關A, 輸入開關A和輸出開關A均為多選一多路開關，輸入開關的動端即輸入端與前置射頻選擇 開關的輸出連接，輸入開關A的不動端分別與低噪放大器和直通濾波器的輸入端連接，低 噪放大器和直通濾波器的輸出分別與輸出開關A的不動端連接，輸出開關A的動端即輸出 端與后續(xù)的濾波器組連接。
[0061] 低噪放大器對射頻信號進行放大,并降低系統(tǒng)噪聲系數(shù)，增加信號接收靈敏度。
[0062] 所述的濾波器組包括一個或多個濾波器、輸入開關B和輸出開關B，輸入開關B和 輸出開關B均為多選一多路開關，輸入開關B的動端即輸入端與前置射頻預處理單元的輸 出連接，輸入開關B的不動端分別與一個或多個濾波器的輸入連接，一個或多個濾波器的 輸出分別與輸出開關B的不動端連接，輸出開關的動端即輸出端與后續(xù)的光調(diào)制器連接。 [0063]各個濾波器的通帶頻率范圍不同，用于濾除所需接收信號帶外的千擾信號。各濾 波器具體帶寬需根據(jù)實際要求進行設計。
[0064] 所述的濾波器的數(shù)量由射頻信號輸入接口的數(shù)量來決定，濾波器的數(shù)量與射頻信 號輸入接口的數(shù)量相同。
[0065] 所述的光發(fā)射盒還包括信號處理單元、對數(shù)放大器和光解碼器，對數(shù)放大器的輸 入與輸出開關B的動端及輸出端連接，對數(shù)放大器的輸出與信號處理單元信號輸入連接， 信號處理單元還與光解碼器的輸出連接，光解碼器負責把通過光傳輸介質(zhì)接收到的光信號 轉(zhuǎn)換成射頻電信號，并將射頻電信號傳送給信號處理單元，信號處理單元的控制端分別與 射頻選擇開關、輸入開關A、輸出開關A、輸入開關B和輸出開關B的控制端連接。
[0066] 光發(fā)射盒中，射頻選擇開關用于選擇射頻信號的輸入通道，可以選擇輸入不同頻 段的天線射頻信號。
[0067] 射頻預處理單元用于調(diào)節(jié)接收的射頻信號的增益大小，提高信號的接收靈敏度。 同時，也具有信號限幅保護功能，防止意外輸入過大的信號而損毀設備。
[0068] 濾波器組與射頻選擇開關配合使用，用于濾除所接收的射頻信號的帶外信號，減 少所接收的射頻信號的千擾。
[0069] 光調(diào)制器對輸入的射頻電信號進行強度調(diào)制，實現(xiàn)電光轉(zhuǎn)換，并有效地把光信號 送入光傳輸介質(zhì)。
[0070] 信號處理器為帶AD采樣的信號處理器，可采用MCU、DSP或FPGA。信號處理器用 于信號檢波、增益控制、射頻開關選擇和濾波器選擇。
[0071] 對數(shù)放大器用于射頻信號功率檢波測量。
[0072] 光解碼器負責把通過光傳輸介質(zhì)接收到的光信號轉(zhuǎn)換成射頻電信號，并將射頻電 信號傳送給信號處理單元。
[0073] 所述的光接收盒包括光解調(diào)器、放大器、低通濾波器、光解碼器和處理模塊，光解 調(diào)器的輸入與光傳輸介質(zhì)連接，光解調(diào)器的輸出與放大器的輸入連接，放大器的輸出與低 通濾波器的輸入連接，低通濾波器的輸出室內(nèi)接收設備連接，光解調(diào)器把接收到的光信號 轉(zhuǎn)換為射頻電信號，放大器將射頻電信號進行放大處理，低通濾波器對放大后的射頻電信 號進行干擾濾波，并將濾波后的射頻電信號發(fā)送到室內(nèi)接收設備，由室內(nèi)接收設備對射頻 電信號進行分析和處理。
[0074] 所述的處理模塊與室內(nèi)接收設備連接，處理模塊還與光編碼器連接，光編碼器與 光傳輸介質(zhì)連接，處理模塊接收室內(nèi)接收設備發(fā)來的控制信號，并把控制信號發(fā)送給光編 碼器，光編碼器將控制電信號轉(zhuǎn)換為控制光信號后，再通過光傳輸介質(zhì)輸出控制光信號。
[0075] 所述的光調(diào)制器為光模擬調(diào)制器，光解調(diào)器為光模擬解調(diào)器，光編碼器為光數(shù)字 編碼器，光解碼器為光數(shù)字解碼器。所述的光發(fā)射盒為寬頻段高靈敏度大無雜散動態(tài)范圍 光發(fā)射盒，所述的光接收盒為寬頻段高靈敏度大無雜散動態(tài)范圍光接收盒。該光解碼和光 編碼器既可將數(shù)字電信號編碼為數(shù)字光信號，又可將接收到的數(shù)字光信號解碼還原為數(shù)字 電信號。
[0076] 無雜散的光發(fā)射盒和光接收盒主要通過兩個方面來實現(xiàn)，一方面為射頻電信號無 雜散，主要是通過輸入濾波器組的帶通濾波濾除掉所需接收信號帶外的干擾信號實現(xiàn)；另 一方面為光轉(zhuǎn)換無雜散，主要需要確保輸入電信號的電流（或電壓）工作在光電轉(zhuǎn)換器件 的線性工作范圍，避免因信號的失真而產(chǎn)生雜散信號。
[0077] 克服頻率偏移的光發(fā)射盒和光接收盒主要通過兩個方面來實現(xiàn)，一方面是盡可能 的確保發(fā)射和接收光信號的頻率范圍一致性，避免因收發(fā)頻率不一致導致的信號失真；另 一方面通過對收發(fā)信號的頻率進行校準，消除因傳輸帶來的頻率漂移。
[0078] 所述的光發(fā)射盒和光接收盒均包括兩個光纖接口，一個光纖接口連接光調(diào)制器與 光解調(diào)器并傳遞模擬量光信號，另一個光纖接口連接光編碼器與光解碼器并傳遞數(shù)字光信 號。
[0079] 光發(fā)射盒和光接收盒均有一個電源接口，并通過電源接口與直流電源連接，還可 以與交流電源適配器、太陽能電池板或蓄電池組連接。
[0080] 光接收盒還有個控制接口，光接收盒通過控制接口與收發(fā)設備的控制端連接。
[0081] 如圖3所示，光調(diào)制器進行電信號到光信號的電光轉(zhuǎn)換，對輸入的射頻電信號進 行強度調(diào)制，輸出模擬光信號。圖3為光調(diào)制器進行電光轉(zhuǎn)換的原理圖，光調(diào)制器使載波光 波的功率隨射頻電信號的電流（或電壓）變化而變化，從而根據(jù)光信號的強弱來傳遞信息。
[0082] 如圖4所示，圖4為電光轉(zhuǎn)換光信號發(fā)射示意圖。
[0083] -種采用光傳輸介質(zhì)傳輸寬頻段模擬射頻信號的傳輸方法，它包括以下步驟：
[0084] S1 :天線接收空中的無線射頻信號，并將射頻信號通過射頻選擇開關輸入光發(fā)射 盒；
[0085] S2 :射頻選擇開關根據(jù)當前動端與不動端已發(fā)生的連接關系，通過該路射頻端子 將該路射頻信號接入光發(fā)射機，并將該射頻信號發(fā)送到射頻預處理單元；
[0086] S3 :射頻預處理單元根據(jù)輸入開關A和輸出開關A已發(fā)生的連接關系，對射頻信號 進行直通濾波或放大，并將預處理后的射頻信號發(fā)送到濾波器組；
[0087] S4 :濾波器組根據(jù)輸入開關B和輸出開關B已發(fā)生的連接關系，通過該路的濾波器 對該射頻信號進行濾波，濾除干擾信號，并將濾波后的射頻信號發(fā)送到光調(diào)制器；
[0088] S5 :光調(diào)制器把收到的射頻信號轉(zhuǎn)換為模擬量光信號，并將模擬量光信號通過光 傳輸介質(zhì)傳輸?shù)焦饨邮蘸校?br>
[0089] S6:光接收盒接收到模擬量光信號，光解調(diào)器把模擬量光信號轉(zhuǎn)換為射頻電信號， 并將該射頻電信號發(fā)送到放大器；
[0090] S7 :放大器對射頻電信號進行放大處理，并將放大后的射頻電信號發(fā)送到低通濾 波器；
[0091] S8 :低通濾波器濾除放大后的射頻電信號的噪聲和干擾，并通過電纜將射頻電信 號發(fā)送給室內(nèi)接收設備。
[0092] 它還包括控制處理步驟，所述的控制處理步驟包括以下子步驟：
[0093] SS1 :射頻電信號經(jīng)過光發(fā)射盒的濾波器組后，還將濾波后的射頻電信號發(fā)送給對 數(shù)放大器；
[0094] SS2 :對數(shù)放大器對濾波后的射頻電信號進行對數(shù)放大，并把放大后的射頻電信號 發(fā)送到信號處理單元；
[0095] SS3 :信號處理單元對射頻信號進行AD采樣后，再進行信號功率檢波；
[0096] SS4 :信號處理單元根據(jù)檢波得到的信號功率大小判斷并控制射頻預處理單元選 擇進行直通濾波或放大處理；
[0097] SS5 :信號處理單元還將檢波信息、信號增益和工作狀態(tài)發(fā)送到光解碼器，光解碼 器把處理結果轉(zhuǎn)換為數(shù)字光信號，并通過光傳輸介質(zhì)將該數(shù)字光信號傳送到光接收盒的光 編碼器；
[0098] SS6 :光編碼器把該數(shù)字光信號轉(zhuǎn)換為電信號，并將該電信號發(fā)送到處理模塊；
[0099] SS7 :處理模塊接收到電信號后，把攜帶有光發(fā)射盒的檢波信息、信號增益和工作 狀態(tài)信息的電信號傳送到室內(nèi)接收設備，室內(nèi)接收設備對接收到的信息進行分析和處理， 并返回控制信號到光接收盒的處理模塊，處理模塊再將控制信號發(fā)送到光編碼器，光編碼 器把控制信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字光信號，并通過光傳輸介質(zhì)將該數(shù)字光信號發(fā)送給光發(fā)射盒的光 解碼器；
[0100] SS8 :光發(fā)射盒的光解碼器接收光接收盒發(fā)來的數(shù)字光信號并解碼，光解碼器將解 碼后的控制信號發(fā)送到信號處理單元，信號處理單元根據(jù)該控制信號控制射頻選擇開關的 動端，控制射頻預處理單元的輸入開關A和輸出開關A的動端，控制濾波器組的輸入開關B 和輸出開關B的動端。
[0101]如圖5所示，采用光纖傳輸射頻信號的傳輸系統(tǒng)的一種應用方案。該方案包括多 個天線、光發(fā)射盒、光纖網(wǎng)絡、監(jiān)控節(jié)點和控制中心，多個天線分別與多個光發(fā)射盒對應連 接，天線接收到的無線射頻信號通過光發(fā)射盒轉(zhuǎn)換成模擬光信號，模擬光信號通過光纖網(wǎng) 絡傳輸?shù)奖O(jiān)控節(jié)點和控制中心，并由監(jiān)控節(jié)點和控制中心對模擬光信號進行分析和處理。 所述的監(jiān)控節(jié)點和控制中心均包括光接收盒和室內(nèi)接收設備，室內(nèi)接收設備與光接收盒連 接，光接收盒通過光纖網(wǎng)絡與光發(fā)射盒連接，控制中心也可以通過光纖網(wǎng)絡對監(jiān)控中心進 行控制。
[0102]光纖傳輸是以光為載體，并以光纖作為傳輸媒介的一種通信方式。光纖通信系統(tǒng) 選取的工作波段，可利用的工作波長在700?ISOOnm范圍，并充分利用光纖材料的損耗傳 輸窗口。目前最常用的單模光纜工作波長為1310nm和1550nm。
[0103] 天線接收到的射頻信號經(jīng)光發(fā)射盒的光調(diào)制器進行強度調(diào)制，將輸入的電信號直 接調(diào)制成模擬光信號，并有效地把光信號送入光纖網(wǎng)絡，光信號可通過工作波長1310nm的 單模光纖直接傳送到光接收盒，通過光電轉(zhuǎn)換為射頻信號，送給室內(nèi)接收設備等作進一步 的處理。
[0104] 光接收盒的功能是利用光解調(diào)器，將光信號轉(zhuǎn)換為電信號，具體就是以最小的附 加噪聲及失真，將經(jīng)過光纖傳輸后的幅度衰減、波形展寬的微弱光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺⒎?大處理，恢復成原來的信號。
[0105] 本發(fā)明系統(tǒng)使采集前端無需再采用天線和傳感器的組合方式，直接采用天線和光 發(fā)射盒的組合方式，將天線接收到的無線電信號通過光發(fā)射盒直接轉(zhuǎn)換為光信號，再通過 光纖網(wǎng)絡傳輸?shù)竭h程的監(jiān)控節(jié)點或控制中心。在監(jiān)控節(jié)點或控制中心再通過光接收盒將光 信號恢復為射頻信號，輸出到監(jiān)測收發(fā)設備進行測量分析。
[0106] 本發(fā)明徹底改變了射頻信號監(jiān)測系統(tǒng)的信號接收以及傳輸模式，通過將天線接收 的射頻電信號直接轉(zhuǎn)變?yōu)槟M光信號，減少了射頻傳輸?shù)男盘査p，同時也節(jié)省了投入。 [0107]本發(fā)明一種采用光傳輸介質(zhì)傳輸寬頻段模擬射頻信號的傳輸系統(tǒng)及方法與傳統(tǒng) 的系統(tǒng)和方法區(qū)別如下表所示：
[0108] 表1本發(fā)明系統(tǒng)和方法與傳統(tǒng)系統(tǒng)和方法的區(qū)別比較
[0109]
【權利要求】
1. 一種采用光傳輸介質(zhì)傳輸寬頻段模擬射頻信號的傳輸系統(tǒng)，它包括天線和室內(nèi)接收 設備，其特征在于：它還包括位于天線端的光發(fā)射盒、位于接收設備側的光接收盒和連接光 發(fā)射盒與光接收盒的光傳輸介質(zhì)，天線輸出的射頻信號通過電纜傳送到光發(fā)射盒，光發(fā)射 盒將射頻電信號轉(zhuǎn)換為光信號后，并通過光傳輸介質(zhì)將光信號傳送到光接收盒，光接收盒 把光信號還原為射頻電信號后，將射頻電信號通過電纜傳送到室內(nèi)接收設備，由室內(nèi)接收 設備對射頻電信號進行分析和處理。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種采用光傳輸介質(zhì)傳輸寬頻段模擬射頻信號的傳輸系統(tǒng)， 其特征在于：所述的光發(fā)射盒包括射頻選擇開關、射頻預處理單元、濾波器組和光調(diào)制器， 所述的射頻選擇開關的輸入與射頻輸入信號連接，射頻選擇開關的輸出與射頻預處理單元 的輸入連接，射頻預處理單元的輸出與濾波器組的輸入連接，濾波器組的輸出與光調(diào)制器 的輸入連接，射頻選擇開關從多路射頻信號選擇一路作為輸入，射頻預處理單元對輸入的 射頻信號進行預處理，濾波器組濾除經(jīng)預處理后的射頻信號的干擾信號，光調(diào)制器將射頻 電信號轉(zhuǎn)換成光信號，光調(diào)制器輸出的光信號與光傳輸介質(zhì)連接。
3. 根據(jù)權利要求2所述的一種采用光傳輸介質(zhì)傳輸寬頻段模擬射頻信號的傳輸系統(tǒng)， 其特征在于：所述的射頻選擇開關為多選一多路開關，其多個不動端與外部多個射頻輸入 信號連接，其動端即輸出端與后續(xù)射頻預處理單元連接。
4. 根據(jù)權利要求2所述的一種米用光傳輸介質(zhì)傳輸寬頻段模擬射頻信號的傳輸系統(tǒng)， 其特征在于：所述的射頻預處理單元包括低噪放大器、直通濾波器、輸入開關A和輸出開關 A，輸入開關A和輸出開關A均為多選一多路開關，輸入開關的動端即輸入端與前置射頻選 擇開關的輸出連接，輸入開關A的不動端分別與低噪放大器和直通濾波器的輸入端連接， 低噪放大器和直通濾波器的輸出分別與輸出開關A的不動端連接，輸出開關A的動端即輸 出端與后續(xù)的濾波器組連接。
5. 根據(jù)權利要求2所述的一種采用光傳輸介質(zhì)傳輸寬頻段模擬射頻信號的傳輸系統(tǒng)， 其特征在于：所述的濾波器組包括一個或多個濾波器、輸入開關B和輸出開關B，輸入開關 B和輸出開關B均為多選一多路開關，輸入開關B的動端即輸入端與前置射頻預處理單元 的輸出連接，輸入開關B的不動端分別與一個或多個濾波器的輸入連接，一個或多個濾波 器的輸出分別與輸出開關B的不動端連接，輸出開關的動端即輸出端與后續(xù)的光調(diào)制器連 接； 所述的濾波器的數(shù)量由射頻信號輸入接口的數(shù)量來決定，濾波器的數(shù)量與射頻信號輸 入接口的數(shù)量相同。
6. 根據(jù)權利要求1所述的一種米用光傳輸介質(zhì)傳輸寬頻段模擬射頻信號的傳輸系統(tǒng)， 其特征在于：所述的光發(fā)射盒還包括信號處理單元、對數(shù)放大器和光解碼器，對數(shù)放大器 的輸入與輸出開關B的動端及輸出端連接，對數(shù)放大器的輸出與信號處理單兀信號輸入連 接，信號處理單元還與光解碼器的輸出連接，光解碼器負責把通過光傳輸介質(zhì)接收到的光 信號轉(zhuǎn)換成射頻電信號，并將射頻電信號傳送給信號處理單元，信號處理單元的控制輸出 分別與射頻選擇開關、輸入開關A、輸出開關A、輸入開關B和輸出開關B的控制端連接。
7. 根據(jù)權利要求1所述的一種采用光傳輸介質(zhì)傳輸寬頻段模擬射頻信號的傳輸系統(tǒng)， 其特征在于：所述的光接收盒包括光解調(diào)器、放大器、低通濾波器和光解碼器，光解調(diào)器的 輸入與光傳輸介質(zhì)連接，光解調(diào)器的輸出與放大器的輸入連接，放大器的輸出與低通濾波 器的輸入連接，低通濾波器的輸出室內(nèi)接收設備連接，光解調(diào)器把接收到的光信號轉(zhuǎn)換為 射頻電信號，放大器將射頻電信號進行放大處理，低通濾波器對放大后的射頻電信號進行 干擾濾波，并將濾波后的射頻電信號發(fā)送到室內(nèi)接收設備，由室內(nèi)接收設備對射頻電信號 進行分析和處理； 所述的光接收盒還包括處理模塊和光編碼器，處理模塊的輸入端與室內(nèi)接收設備連 接，處理模塊的輸出與光編碼器連接，光編碼器的輸出與光傳輸介質(zhì)連接；處理模塊通過控 制接口接收室內(nèi)接收設備發(fā)送的控制命令，并通過光編碼器編碼后經(jīng)光纖線路發(fā)送到光發(fā) 射盒；光發(fā)射盒返回的信號增益及工作狀態(tài)信息通過處理模塊反饋給室內(nèi)接收設備處理。
8. 根據(jù)權利要求2、6或7所述的一種米用光傳輸介質(zhì)傳輸寬頻段模擬射頻信號的傳輸 系統(tǒng)，其特征在于：所述的光調(diào)制器為光模擬調(diào)制器，光解調(diào)器為光模擬解調(diào)器，光編碼器 為光數(shù)字編碼器，光解碼器為光數(shù)字解碼器。
9. 一種采用光傳輸介質(zhì)傳輸寬頻段模擬射頻信號的傳輸方法，其特征在于：它包括以 下步驟： S1 :天線接收空中的無線射頻信號，并將射頻信號通過射頻選擇開關輸入光發(fā)射盒； S2:射頻選擇開關根據(jù)當前動端與不動端已發(fā)生的連接關系，通過該路射頻端子將該 路射頻信號接入光發(fā)射機，并將該射頻信號發(fā)送到射頻預處理單元； 53 :射頻預處理單元根據(jù)輸入開關A和輸出開關A已發(fā)生的連接關系，對射頻信號進行 直通濾波或放大，并將預處理后的射頻信號發(fā)送到濾波器組； 54 :濾波器組根據(jù)輸入開關B和輸出開關B已發(fā)生的連接關系，通過該路的濾波器對該 射頻信號進行濾波，濾除干擾信號，并將濾波后的射頻信號發(fā)送到光調(diào)制器； 55 :光調(diào)制器把收到的射頻信號轉(zhuǎn)換為模擬量光信號，并將模擬量光信號通過光傳輸 介質(zhì)傳輸?shù)焦饨邮蘸校? S6:光接收盒接收到模擬量光信號，光解調(diào)器把模擬量光信號轉(zhuǎn)換為射頻電信號，并將 該射頻電信號發(fā)送到放大器； 57 :放大器對射頻電信號進行放大處理，并將放大后的射頻電信號發(fā)送到低通濾波 器； 58 :低通濾波器濾除放大后的射頻電信號的噪聲和干擾，并通過電纜將射頻電信號發(fā) 送給室內(nèi)接收設備。
10. 根據(jù)權利要求9所述的一種米用光傳輸介質(zhì)傳輸寬頻段模擬射頻信號的傳輸方 法，其特征在于：它還包括控制處理步驟，所述的控制處理步驟包括以下子步驟： 551 :射頻電信號經(jīng)過光發(fā)射盒的濾波器組后，還將濾波后的射頻電信號發(fā)送給對數(shù)放 大器； 552 :對數(shù)放大器對濾波后的射頻電信號進行對數(shù)放大，并把放大后的射頻電信號發(fā)送 到信號處理單元； 553 :信號處理單元對射頻信號進行AD采樣后，再進行信號功率檢波； SS4:信號處理單元根據(jù)檢波得到的信號功率大小判斷并控制射頻預處理單元選擇進 行直通濾波或放大處理； SS5 :信號處理單元還將檢波信息、信號增益和工作狀態(tài)發(fā)送到光解碼器，光解碼器把 處理結果轉(zhuǎn)換為數(shù)字光信號，并通過光傳輸介質(zhì)將該數(shù)字光信號傳送到光接收盒的光編碼 器； SS6 :光編碼器把該數(shù)字光信號轉(zhuǎn)換為電信號，并將該電信號發(fā)送到處理模塊； SS7:處理模塊接收到電信號后，把攜帶有光發(fā)射盒的檢波信息、信號增益和工作狀態(tài) 信息的電信號傳送到室內(nèi)接收設備，室內(nèi)接收設備對接收到的信息進行分析和處理，并返 回控制信號到光接收盒的處理模塊，處理模塊再將控制信號發(fā)送到光編碼器，光編碼器把 控制信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字光信號，并通過光傳輸介質(zhì)將該數(shù)字光信號發(fā)送給光發(fā)射盒的光解碼 器； SS8 :光發(fā)射盒的光解碼器接收光接收盒發(fā)來的數(shù)字光信號并解碼，光解碼器將解碼 后的控制信號發(fā)送到信號處理單元，信號處理單元根據(jù)該控制信號控制射頻選擇開關的動 端，控制射頻預處理單元的輸入開關A和輸出開關A的動端，控制濾波器組的輸入開關B和 輸出開關B的動端。
【文檔編號】H04B10/25GK104270197SQ201410513847
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月28日 優(yōu)先權日:2014年9月28日
【發(fā)明者】寧濤, 吳偉冬 申請人:成都九華圓通科技發(fā)展有限公司