CN103546177B - 射频接收装置及车载空口监测设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种射频接收装置及车载空口监测设备。其中，该根据本发明实施例的一个方面，提供了一种射频接收装置，包括：射频电路，射频电路包括：接收装置，用于接收初始射频信号；混频处理装置，与接收装置连接，用于将初始射频信号进行混频处理得到中频信号；模数转换器，与混频处理装置连接，用于将中频信号转换为数字信号，并将数字信号发送给母板。本发明解决了能对无线终端的射频接入，无法接收基站信的技术问题，实现了终端上行和基站下行的2路空口信号的接收的技术效果。

Description

射频接收装置及车载空口监测设备

技术领域

本发明涉及网络安全领域，具体而言，涉及一种射频接收装置及车载空口监测设备。

背景技术

随着3G无线网络趋于稳定和成熟，无线通信终端已经大大普及，无线上网等无线网络业务的普及已成大势所趋，用户对无线网络安全的要求越来越高，并且需要涵盖2G、3G和4G多制式无线网络结构。另一方面，民用空口监测服务需求也在不断地增大。

在无线通信领域目前没有完整的针对终端空口监测的解决方案，针对无线终端的车载空口监测设备多数都是通过简单修改微基站设备，再进行结构加工形成部分2G或3G制式的空口监测，这样无法实现持续的产品升级和业务扩展，同时由于没有一个标准化的软硬件平台，给系统开发、管理和维护工作增加很多难度。

现有的射频单元会将射频同轴线缆和/或数据线与数字处理单元进行连接，同时在同一腔体内实现射频的收发链路。但这种设计往往只能实现对无线终端的射频接入，无法接收基站信息。另外，射频部分直接无法快速更换，各厂家也没有通用的接口标准，更不能实现一套设备由单天线快速变为多天线的解决方案。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种射频接收装置及车载空口监测设备，以至少解决只能对无线终端的射频接入，无法接收基站信息的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种射频接收装置，包括：射频电路，射频电路包括：接收装置，用于接收初始射频信号；混频处理装置，与接收装置连接，用于将初始射频信号进行混频处理得到中频信号；模数转换器，与混频处理装置连接，用于将中频信号转换为数字信号，并将数字信号发送给母板。

进一步地，初始射频信号包括第一射频信号和第二射频信号，其中，接收装置包括：天线，用于接收原始射频信号；功分器，与天线连接，用于将原始射频信号分为上行信号和下行信号；第一信号调整电路，连接于功分器与混频处理装置之间，用于分别对上行信号和下行信号进行信号调整得到第一射频信号和第二射频信号。

进一步地，第一信号调整电路包括：第一串联电路，包括第一滤波器和第一放大器，第一滤波器和第一放大器串联连接，第一串联电路连接于功分器与混频处理装置之间，第一串联电路用于对上行信号进行滤波放大得到第一射频信号；第二串联电路，包括第二滤波器和第二放大器，第二滤波器和第二放大器串联连接，第二串联电路连接于功分器与混频处理装置之间，第二串联电路用于对下行信号进行滤波放大得到第二射频信号。

进一步地，混频处理装置包括：混频器，与第一信号调整电路连接，用于将初始射频信号进行混频处理得到初始中频信号；第二信号调整电路，连接于混频器与模数转换器之间，用于对初始中频信号进行信号调整得到中频信号。

进一步地，初始中频信号包括：第一初始中频信号和第二初始中频信号，其中，混频器包括：第一子混频器，连接于第一信号调整电路与第二信号调整电路之间，用于将第一射频信号进行混频处理得到第一初始中频信号；第二子混频器，连接于第一信号调整电路与第二信号调整电路之间，用于将第二射频信号进行混频处理得到第二初始中频信号。

进一步地，中频信号包括：第一中频信号和第二中频信号，其中，第二信号调整电路包括：第三串联电路，包括第三滤波器和第一数控放大器，第三串联电路连接于第一子混频器与模数转换器之间，第三串联电路用于将第一初始中频信号进行滤波和放大处理得到第一中频信号；第四串联电路，包括第四滤波器和第二数控放大器，第四串联电路连接于第二子混频器与模数转换器之间，第四串联电路用于将第二初始中频信号进行滤波和放大处理得到第二中频信号。

进一步地，模数转换器通过数字接口与母板连接。

进一步地，射频接收装置还包括：腔体，腔体固定在射频电路上；天线接口，与腔体连接，接收装置通过天线接口接入射频电路。

进一步地，天线接口为双阴转接器。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种车载空口监测设备，包括：射频接收装置。

在本发明实施例中，通过接收装置接收初始射频信号，然后使用混频处理装置将初始射频信号进行混频处理得到中频信号，并通过模数转换器将中频信号转换为数字信号，并将数字信号发送给母板，从而实现了终端上行和基站下行的2路空口信号的接收，解决了现有技术中只能对无线终端的射频接入，无法接收基站信息的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，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：

图1是根据本发明实施例的射频接收装置的示意图；

图2是根据本发明另一实施例的射频接收装置的示意图；

图3是根据本发明实施例的射频接收电路的示意图；

图4是根据图3所示实施例的射频接收装置的示意图；以及

图5是根据本发明实施例的车载空口监测设备的使用示意图。

具体实施方式

首先，在对本发明实施例进行描述的过程中出现的部分名词或术语适用于如下解释：

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

图1是根据本发明实施例的射频接收装置的示意图。如图1所示，该射频接收装置可以包括：射频电路100，射频电路100包括：接收装置10，用于接收初始射频信号；混频处理装置30，与接收装置10连接，用于将初始射频信号进行混频处理得到中频信号；模数转换器50，与混频处理装置30连接，用于将中频信号转换为数字信号，并将数字信号发送给母板。

采用本发明的上述实施例，通过接收装置接收初始射频信号，然后使用混频处理装置将初始射频信号进行混频处理得到中频信号，并通过模数转换器将中频信号转换为数字信号，并将数字信号发送给母板，从而实现了终端上行和基站下行的2路空口信号的接收，解决了现有技术中只能对无线终端的射频接入，无法接收基站信息的技术问题。

在本发明的上述实施例中的射频接收装置中的所有接口均采用通信行业通用的AMCR2.0标准，以实现统一的电路接口和结构，从而使得射频接收装置可以在母板上实现热插拔替换，进而可以实现快速更换、升级和多天线的扩展。

具体地，如图3所示，模数转换器50通过数字接口与母板700连接。

上述实施例中的射频电路的模数转换器50可以将电路接口信号全部转换为为数字信号，大大增加了设备的可靠性和抗干扰性。

如图3所示，在本发明的上述实施例中，初始射频信号包括第一射频信号和第二射频信号，其中，接收装置10可以包括：天线101，用于接收原始射频信号；功分器11，与天线101连接，用于将原始射频信号分为上行信号和下行信号；第一信号调整电路，连接于功分器11与混频处理装置30之间，用于分别对上行信号和下行信号进行信号调整得到第一射频信号和第二射频信号。

具体地，第一信号调整电路可以包括：第一串联电路，可以包括第一滤波器13和第一放大器15，第一滤波器13和第一放大器15串联连接，第一串联电路连接于功分器与混频处理装置之间，第一串联电路用于对上行信号进行滤波放大得到第一射频信号；第二串联电路，包括第二滤波器17和第二放大器19，第二滤波器17和第二放大器19串联连接，第二串联电路连接于功分器与混频处理装置之间，第二串联电路用于对下行信号进行滤波放大得到第二射频信号。

通过本发明的上述实施例可以提供一套具有统一硬件接口的用于车载空口监测设备的射频接收装置，并且通过功分器11将天线接收到的原始射频信号分为不同频率的上行信号和下行信号，实现终端上行和基站下行的2路空口信号的接收，设备也具有快速更换，多天线扩展功能。

在本发明的上述实施例中，混频处理装置30可以包括：混频器，与第一信号调整电路连接，用于将初始射频信号进行混频处理得到初始中频信号；第二信号调整电路，连接于混频器与模数转换器50之间，用于对初始中频信号进行信号调整得到中频信号。

具体地，初始中频信号可以包括：第一初始中频信号和第二初始中频信号，其中，混频器可以包括：第一子混频器31，连接于第一信号调整电路与第二信号调整电路之间，用于将第一射频信号进行混频处理得到第一初始中频信号；第二子混频器31，连接于第一信号调整电路与第二信号调整电路之间，用于将第二射频信号进行混频处理得到第二初始中频信号。

在本发明的上述实施例中，中频信号可以包括：第一中频信号和第二中频信号，其中，第二信号调整电路可以包括：第三串联电路，包括第三滤波器33和第一数控放大器37，第三串联电路连接于第一子混频器31与模数转换器50之间，第三串联电路用于将第一初始中频信号进行滤波和放大处理得到第一中频信号；第四串联电路，包括第四滤波器34和第二数控放大器36，第四串联电路连接于第二子混频器32与模数转换器50之间，第四串联电路用于将第二初始中频信号进行滤波和放大处理得到第二中频信号。

在本发明的上述实施例中，如图2所示，射频接收装置还可以包括：腔体300，腔体固定在射频电路上；天线接口500，与腔体300连接，接收装置10通过天线接口500接入射频电路。具体地，天线接口500为双阴转接器。

上述实施例中的射频电路可以使用腔体500封装，并且腔体对上行信号和下行信号进行隔离处理，实现了电磁屏蔽，增加了设备的可靠性和抗干扰性。具体地，上述实施例中的射频接收装置的电源电路可以采用热插拔方案，同时在射频接收装置的面板上增设把手，可以快速更换电路。

如图2所示的射频接收装置可以包括：射频电路100，腔体300以及天线接口500。其中的腔体300可以为全铝结构，用于屏蔽电磁信号，可以通过螺钉将腔体300直接固定在射频电路100上；天线接口500可以使用标准的SMA双阴转接器，从而可以接入对应频段的全向或定向天线，从而可以使用多种天线。

更具体地，如图3所示的射频电路的内部实现结构，天线101输入的原始射频信号通过功分器分成上行信号和下行信号两路，两路使用各自对应频段的滤波器（即上述实施例中的第一串联电路和第二串联电路）后放大得到第一射频信号和第二射频信号，上述信号经过混频器后转换为初始中频信号，初始中频信号通过第二信号调整电路调整后，由模数转换器50转换为数字信号后传输给母板700。其中，上述实施例中第一串联电路使用第一滤波器和第一放大器对上行信号进行滤波放大得到第一射频信号，第二串联电路使用第二滤波器和第二放大器对下行信号进行滤波放大得到第二射频信号；上述实施例中的第二信号调整电路可以使用滤波器和数控放大器进行滤波和放大得到中频信号。

如图3所示，第二信号调整电路可以包括第三串联电路和第四串联电路。第三串联电路可以使用第三滤波器33和第一数控放大器37将第一初始中频信号进行滤波和放大处理得到第一中频信号；第四串联电路可以使用第四滤波器34和第二数控放大器36将第二初始中频信号进行滤波和放大处理得到第二中频信号。

采用本发明的上述实施例，射频电路100可以使用低噪声的放大器实现对小信号的接收，另外，为了减小射频电路的体积，射频电路中的滤波器可以使用射频声表滤波器抑制带外干扰信号。在本发明的上述实施例中第一子混频器和第二子混频器之间可以连接本振38，具体地，本振38可以使用宽频带输出的本振芯片，使用1个芯片实现多种频率的输出，可以降低成本。通过第一子混频器和第二子混频器混频后，可使2路中频统一为一致的频率，如140MHz，这样中频使用同样的声表面波滤波器、中频数控增益放大器和阻抗匹配电路，也即上述实施例中的第二信号调整电路可以使用一个滤波器和一个数控放大器实现。中频信号经过模数转换器50转换后通过高速数字接口传输给母板。

在母板上可以有多个AMC卡槽，同时射频电路的接口定义一致，从而可以实现任意通道的板卡插拔，同时也实现了单天线到多天线的扩展（如图4所示）。

本发明还提供了一种车载空口监测设备，该设备可以包括本发明上述实施例中任意一种的射频接收装置。

采用本发明的上述实施例，通过射频接收装置中的接收装置接收初始射频信号，然后使用混频处理装置将初始射频信号进行混频处理得到中频信号，并通过模数转换器将中频信号转换为数字信号，并将数字信号发送给母板，从而实现了终端上行和基站下行的2路空口信号的接收，解决了现有技术中只能对无线终端的射频接入，无法接收基站信息的技术问题。

图5是根据本发明实施例的车载空口监测设备的使用示意图。如图5所示，目标用户处在某对应的基站小区内，无线车载空口监测设备通过服务基站对空口信号的解析，再通过车辆位置移动、信号功率测量等手段实现对目标终端的高精度的空口监测。具体地，车载空口监测设备通过RNC（即无线网络控制器）与服务基站或商用基站建立连接，对空口信号进行监测。由于本申请的射频接收装置的接口采用了统一的AMCR2.0标准，从而可以实现与RNC对话，可以准确地对空口信号实现监测。

本发明上述实施例中的射频接收装置的接收灵敏度将直接影响设备的空口监测精度，本申请中的射频接收装置的接收灵敏度很高，从而直接提高车载空口监测设备的空口检测精度。

具体地，根据无线车载空口监测设备的接收要求，整个接收链路的最大增益应大于60dB，链路噪声系数低于3dB，接收上下行的最小信号要达到－119dBm。本发明使用的车载空口监测设备通过低噪声放大器和14位的模数转换器（即AD芯片），大大提高了接收灵敏度，同时通过复用部分射频芯片和使用统一的中频方案大大降低了设计成本。

本发明通过在单板电路上同时设计终端上行（本实施例中的终端可以为）和基站下行2路接收，电路板采用AMCR2.0标准，数字接口部分为标准170针金手指结构，从而大大提高了接收灵敏度。

本发明涉及无线网络安全领域，在针对相关部门对无线网络安全的要求，需要制定一套行之有效的全方位无线的空口监测系统，涵盖2G、3G和4G多制式无线网络结构。本发明包括无线空口监测设备的射频接收单元的实现方法和产品结构

由于本发明中，同时实现了手机上行和基站下行2路接收，本发明还同时包括中频和AD转换部分，可以完全满足车载空口监测设备的要求。本发明突破了传统的设计方案，同时采用通用标准AMCR2.0定义了板卡接口和外形结构，实现了设备的热插拔替换。该方案可以使车载无线空口监测设备具有一个标准化的硬件平台，并实现快速升级。另外，其他的制式的无线设备的射频装置同样可以参照本发明的设计方案。

从以上的描述中，可以看出，本发明实现了如下技术效果：采用本发明的上述实施例，通过射频接收装置中的接收装置接收初始射频信号，然后使用混频处理装置将初始射频信号进行混频处理得到中频信号，并通过模数转换器将中频信号转换为数字信号，并将数字信号发送给母板，从而实现了终端上行和基站下行的2路空口信号的接收，解决了现有技术中只能对无线终端的射频接入，无法接收基站信息的技术问题。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种射频接收装置，其特征在于，包括：射频电路，所述射频电路包括：

接收装置，用于接收初始射频信号；

混频处理装置，与所述接收装置连接，用于将所述初始射频信号进行混频处理得到中频信号；

模数转换器，与所述混频处理装置连接，用于将所述中频信号转换为数字信号，并将所述数字信号发送给母板；

其中，所述初始射频信号包括第一射频信号和第二射频信号，其中，所述接收装置包括：天线，用于接收原始射频信号；功分器，与所述天线连接，用于将所述原始射频信号分为终端上行信号和基站下行信号；第一信号调整电路，连接于所述功分器与所述混频处理装置之间，用于分别对所述上行信号和所述下行信号进行信号调整得到所述第一射频信号和所述第二射频信号。

2.根据权利要求1所述的射频接收装置，其特征在于，所述第一信号调整电路包括：

第一串联电路，包括第一滤波器和第一放大器，所述第一滤波器和所述第一放大器串联连接，所述第一串联电路连接于所述功分器与所述混频处理装置之间，所述第一串联电路用于对所述上行信号进行滤波放大得到所述第一射频信号；

第二串联电路，包括第二滤波器和第二放大器，所述第二滤波器和所述第二放大器串联连接，所述第二串联电路连接于所述功分器与所述混频处理装置之间，所述第二串联电路用于对所述下行信号进行滤波放大得到所述第二射频信号。

3.根据权利要求1所述的射频接收装置，其特征在于，所述混频处理装置包括：

混频器，与所述第一信号调整电路连接，用于将所述初始射频信号进行混频处理得到初始中频信号；

第二信号调整电路，连接于所述混频器与所述模数转换器之间，用于对所述初始中频信号进行信号调整得到所述中频信号。

4.根据权利要求3所述的射频接收装置，其特征在于，所述初始中频信号包括：第一初始中频信号和第二初始中频信号，其中，所述混频器包括：

第一子混频器，连接于所述第一信号调整电路与所述第二信号调整电路之间，用于将所述第一射频信号进行混频处理得到所述第一初始中频信号；

第二子混频器，连接于所述第一信号调整电路与所述第二信号调整电路之间，用于将所述第二射频信号进行混频处理得到所述第二初始中频信号。

5.根据权利要求4所述的射频接收装置，其特征在于，所述中频信号包括：第一中频信号和第二中频信号，其中，所述第二信号调整电路包括：

第三串联电路，包括第三滤波器和第一数控放大器，所述第三串联电路连接于所述第一子混频器与所述模数转换器之间，所述第三串联电路用于将所述第一初始中频信号进行滤波和放大处理得到所述第一中频信号；

第四串联电路，包括第四滤波器和第二数控放大器，所述第四串联电路连接于所述第二子混频器与所述模数转换器之间，所述第四串联电路用于将所述第二初始中频信号进行滤波和放大处理得到所述第二中频信号。

6.根据权利要求1所述的射频接收装置，其特征在于，所述模数转换器通过数字接口与所述母板连接。

7.根据权利要求1所述的射频接收装置，其特征在于，所述射频接收装置还包括：

腔体，所述腔体固定在所述射频电路上；

天线接口，与所述腔体连接，所述接收装置通过所述天线接口接入所述射频电路。

8.根据权利要求7所述的射频接收装置，其特征在于，所述天线接口为双阴转接器。

9.一种车载空口监测设备，其特征在于，包括权利要求1至8中任意一项所述的射频接收装置。