CN100346579C - 天线馈线信号的双模传输方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及天线馈线信号传输方法。常用的天线馈线采用同轴电缆，对射频信号的衰减很大。本发明包括：天线接收到的信号经过放大和滤波处理，通过双模式切换开关，选择对信号采用宽带模式和窄带模式两种方法中的一种进行处理；根据选定的处理模式分别对接收信号进行处理；经过宽带/窄带处理之后的适合传输的电信号，对应选择的处理模式，输入到相应的传输媒介。采用宽带传输模式时，一个天线可以提供多台接收机，避免现有技术的信号功率损耗问题；采用窄带传输模式时，可以提高信号处理和传输的效率，增强接收机的抗干扰性能。

Description

天线馈线信号的双模传输方法

技术领域

本发明涉及天线馈线信号传输领域，特别是短波、超短波的天线馈线传输，实现宽带和窄带并存的双模工作方法。

背景技术

天线馈线是一种将天线上接收的电信号传输到接收机的传输系统。常用的天线馈线一般采用同轴电缆，它对射频信号的衰减很大，一般几米的屏蔽线缆就有1dB左右的衰减。由于天线到接收机之间距离较大，同轴电缆不仅衰减比较大，且容易受其他的电磁干扰，使得接收机的性能变差。

宽带的模式是指天线到接收机的馈线传输系统将天线上接收到的整个频带的宽带信号全部传送出去。例如在专利号为CN03237254.X的“无线宽带接入传输网基站”专利公布的情况中，一般的传输网络采用的都是宽带的模式。在实际的情况中，为了拉开天线系统和接收机的距离，在馈线传输系统中，需要对天线信号进行相应的处理。现在复杂的空中电磁波环境，在绝大多数的情况下，在天线接收信号的无线电频谱范围内，信噪比都比较差，如果传输的为宽带信号，因为较大干扰信号的存在使得馈线系统的传输性能下降，处理变得复杂，处理效率较低。所以单纯采用宽带的模式不是最好的馈线传输的解决方案。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种宽带/窄带双模共存的天线馈线传输方法，该方法既能够满足天线到接收机的一对多的传输要求，又降低了噪声对有用信号的干扰。

本发明实现的宽带/窄带双模工作方式，分以下几个步骤：

(1)天线接收到的接收信号经过放大和滤波处理，通过一个宽带/窄带的双模式切换开关，选择对接收信号采用宽带模式和窄带模式两种处理模式中的一种进行处理。双模式切换开关可以采用电子开关、继电器等；宽带模式和窄带模式两种处理方法的选择是通过人为对接收信号效果的判断来实现。

(2)根据选定的处理模式分别对接收信号进行处理：

①如果采用宽带模式处理，采用已有技术，即经过多级固定增益的放大器和多级自动增益控制的放大器，输出适合传输的电信号；

②如果采用窄带模式处理包括以下步骤：

a.将经过放大和滤波处理后频率为ω_RF的接收信号通过第一级混频器与频率为ω_LO的本地振荡信号进行混频；

b.混频后的接收信号通过中心频率为ω_IF的带通滤波器进行窄带滤波，产生固定频率为ω_IF的中频信号，其中ω_IF＝ω_LO-ω_RF；

c.中频信号经过多级固定增益的放大器和多级自动增益控制的放大器进行放大；

d.放大后的中频信号通过第二级混频器与频率为ω_LO的本地振荡信号进行混频；

e.经过第二级混频后的接收信号经过滤波器得到频率为ω_RF的适合传输的电信号。所述的滤波器可以采用中心频率为ω_RF的带通滤波器、截止频率为大于等于ω_RF的低通滤波器等。

(3)经过宽带/窄带处理之后的适合传输的电信号，对应步骤(1)选择的处理模式，通过二选一开关选择器输入到传输媒介。

本发明由于采用了宽带/窄带两种模式并存的工作方式，可以同时得到宽带模式传输和窄带模式传输的好处。它们共同的好处就是通过馈线传输系统的处理，延长了信号传输距离；馈线系统的低噪声性能可以接收机的接收灵敏度；馈线系统的大动态范围的AGC(Auto Gain Control自动增益控制)功能可以改善接收机的动态范围。采用宽带传输模式，一个天线可以提供多台接收机，避免传统的采用功率分配器实现的一个天线信号提供多台接收机的信号功率损耗问题。采用窄带传输模式，可以进一步改善信号的质量，提高信号处理和传输的效率，增强接收机的抗干扰性能。

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

附图说明

图1是本发明中宽带/窄带双模并存的馈线传输系统结构示意图；

图2是本发明所述的宽带工作模式的示意图；

图3是本发明所述的窄带工作模式的示意图。

具体实施方式

如图1所示：11表示天线，12表示预处理模块，13表示双模式切换开关，14表示宽带信号处理通道，15表示窄带信号处理通道，16表示二选一开关选择器，17表示传输媒介。

宽带/窄带双模并存的馈线传输系统，包括以下步骤：

信号从天线11接收下来之后，通过预处理模块12进行简单的预放和滤波处理，再通过双模式切换开关13，选择采用宽带模式处理和窄带模式处理中的一种。切换通过人为对接收信号效果的判断产生模式切换控制信号来实现。如果选择宽带处理模式，放大后的信号通过宽带信号处理通道14，输出适合传输的电信号；如果选择窄带处理模式，放大后的信号通过窄带信号处理模块15，输出适合传输的电信号。经过宽带/窄带处理之后的适合传输的电信号，对应双模式切换开关13选择的处理模式，通过二选一开关选择器16输出到传输媒介17。开关选择器的控制由模式切换控制信号来实现。在宽带模式下，传输的信号带宽为天线所接收到信号的频带范围，可以是相应的短波频段、超短波频段、微波频带等；在窄带模式下，传输的信号带宽为几十千赫兹、几十兆赫兹等相对载波频率较小的窄带信号，中心频率可以受接收机控制，和接收机的调谐频率保持一致，窄带模式能够有效地抑制带外干扰。

如图2所示，21表示级联高增益放大器，22表示可控增益放大器，23表示信号功率检测，24表示增益电平控制。

宽带信号处理模式，包括以下步骤：

信号从天线11接收下来之后，通过预处理模块12进行简单的预放和滤波处理，再通过双模式切换开关13，选择采用宽带信号处理模式。放大后的信号通过级联高增益放大器21进行固定增益放大，再通过可控增益放大器22进行不同增益的放大，增益受电平具体控制，控制电平由增益电平控制模块24给出。增益电平是受信号功率检测23的输出完全控制的。在可控增益放大器22的输出相对较大时，信号功率检测23则输出较大的检测电平，相应地，增益电平控制24则输出较小的控制电平，使得可控增益放大器22的增益减小。经过重复的调整，可控增益放大器22的输出电信号的电平基本稳定。电平稳定的信号比较适合媒介传输。可控增益放大后的适合传输的电信号通过二选一开关选择器16，选择器选择宽带模式，信号输出到传输媒介17，通过媒介进行远距离传输到接收机。

如图3所示，31表示第一级混频器，32表示中频窄带滤波器，33表示可控增益放大器，34表示信号功率检测器，35表示增益电平控制，36表示第二级混频器，37表示低通滤波器。

窄带信号处理模式，包括以下步骤：

信号从天线11接收下来之后，通过预处理模块12进行简单的预放和滤波处理，再通过双模式切换开关13，选择采用窄带信号处理模式。放大后的信号和本地振荡信号通过第一混频器31进行第一级混频，第一级混频的接收信号输入：

s_RF＝A₁·cos(ω_RFt)第一级混频的本地振荡信号输入：

s_LO＝A₂·cos(ω_LOt)第一级混频的输出信号：

$s_{\mathrm{IF}}=s_{\mathrm{RF}}\·s_{\mathrm{LO}}=A_1\cos \left({\mathrm{\ω}}_{\mathrm{RF}}t\right)\·A_2\cos \left({\mathrm{\ω}}_{\mathrm{LO}}t\right)$

$=\frac{A_1{A}_2}{2}\cos \left[({\mathrm{\ω}}_{\mathrm{LO}}-{\mathrm{\ω}}_{\mathrm{RF}})t\right]+\cos \left[({\mathrm{\ω}}_{\mathrm{LO}}+{\mathrm{\ω}}_{\mathrm{RF}})t\right]$

混频器的输出信号通过中频窄带滤波器32对中频信号进行窄带的滤波处理，中心频率取差频信号ω_LO-ω_RF，滤除带外的噪声和强干扰信号。中频滤波器的输出：

ω_IF＝ω_LO-ω_RF

滤波器输出的中频信号经过可控增益放大器33输出电平相对稳定的电信号。可控增益放大器33、信号功率检测器34和增益电平控制35的工作原理同可控增益放大器22、信号功率检测器23和增益电平控制24一致，具体的工作状态和参数根据不同的场合会有不同。

经过可控增益放大后的信号通过第二级混频器36进行混频，第二级混频的中频信号输入：

s_IF＝A₃·cos(ω_IFt)第二级混频的本振信号输入：

s_LO＝A₄·cos(ω_LOt)第二级混频的信号输出：

$s_{\mathrm{RF}}=s_{\mathrm{IF}}\·s_{\mathrm{LO}}=A_3\cos \left({\mathrm{\ω}}_{\mathrm{IF}}t\right)\·A_4\cos \left({\mathrm{\ω}}_{\mathrm{LO}}t\right)$

$=\frac{A_3{A}_4}{2}\cos \left[({\mathrm{\ω}}_{\mathrm{LO}}-{\mathrm{\ω}}_{\mathrm{IF}})t\right]+\cos \left[({\mathrm{\ω}}_{\mathrm{LO}}+{\mathrm{\ω}}_{\mathrm{IF}})t\right]$

第二级混频后的信号通过低通滤波器37，输出得到接收频点信号：

ω_RF＝ω_LO-ω_IF

通过低通滤波器之后的适合传输的电信号，通过二选一开关选择器16，选择器选择窄带模式，输出到传输媒介17。通过媒介进行远距离传输到接收机。

第一级和第二级混频器采用相同频率的本地振荡信号。它的频率由接收信号的频率和中频信号的频率确定的，满足ω_LO＝ω_RF+ω_IF。其中ω_LO为本的振荡信号的频率，ω_RF接收信号的频率，ω_IF为中频信号的频率。采用窄带的方式，处理之后输出的信号频率ω_RF和天线接收到的信号频率ω_RF是一致的，说明馈线系统无失真地将信号传输出去了。因为高性能的中频窄带滤波器的使用，窄带的处理方式提高了系统的抗干扰性能。

Claims (1)

1、天线馈线信号的双模传输方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

(1)天线接收到的接收信号经过放大和滤波处理，通过一个双模式切换开关，选择对接收信号采用宽带模式和窄带模式两种处理模式中的一种进行处理；

(2)根据选定的处理模式分别对接收信号进行处理：

①如果采用宽带模式处理，则经过多级固定增益的放大器和多级自动增益控制的放大器，输出适合传输的电信号；

②如果采用窄带模式处理，则包括以下步骤：

a.将经过放大和滤波处理后频率为ω_RF的接收信号通过第一级混频器与频率为ω_LO的本地振荡信号进行混频；

b.混频后的接收信号通过中心频率为ω_IF的带通滤波器进行窄带滤波，产生固定频率为ω_IF的中频信号，其中ω_IF＝ω_LO-ω_RF；

c.中频信号经过多级固定增益的放大器和多级自动增益控制的放大器进行放大；

d.放大后的中频信号通过第二级混频器与频率为ω_LO的本地振荡信号进行混频；

e.经过第二级混频后的接收信号经过滤波，得到频率为ω_RF的适合传输的电信号；

(3)经过处理之后的适合传输的电信号，对应步骤(1)选择的处理模式，通过二选一开关选择器输入到传输媒介。

Images