CN104270197B - 一种采用光传输介质传输宽频段模拟射频信号的传输系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采用光传输介质传输宽频段模拟射频信号的传输系统及方法，它包括天线和室内接收设备，它还包括位于天线端的光发射盒、位于接收设备侧的光接收盒和连接光发射盒与光接收盒的光传输介质，天线输出的射频信号通过电缆传送到光发射盒，光发射盒将射频信号转换为光信号后，并通过光传输介质将光信号传送到光接收盒，光接收盒把光信号还原为射频信号后，将射频信号通过电缆传送到室内接收设备，由室内接收设备对射频信号进行分析和处理。本发明通过将射频信号转换为模拟光信号进行信号传输，传输带宽宽、容量大、色散小、不受电磁干扰，极大地降低信号在传输线路上的损耗，提高系统的信号质量及安全性和可靠性，节约建设成本。

Description

一种采用光传输介质传输宽频段模拟射频信号的传输系统及 方法

技术领域

本发明涉及射频信号传输领域，特别是涉及一种采用光传输介质传输宽频段模拟射频信号的传输系统及方法。

背景技术

现在的无线电通信技术都离不开射频信号的传输，无论广播电台、手机通信基站、卫星通信基站等等。通常，为了达到更好的通信效果，通信基站的发射或接收天线架设在较高的铁塔上，通信电台或接收设备安装在机房，设备和天线之间需要通过射频电缆连接以传输射频信号。

(一)射频电缆损耗大不利于远距离传输

射频电缆传输的信号频率由系统工作频率范围确定，一般无线电监测系统的频率范围为1MHz～3000MHz。射频电缆一般由中心导体、绝缘体、屏蔽层、外护套等构成。射频电缆本身具有一定的插入损耗，而且，频率越高损耗越大，电缆越长损耗越大，电缆越细损耗越大。在传输射频信号时，电缆的损耗会对信号产生衰减，而影响接收的效果。

所以，在工程设计时要求射频电缆损耗越小越好。当需要传输的信号频率一定，要想射频电缆带来的损耗小，就需要选用更粗的射频电缆。

(二)射频电缆价格昂贵

当需要传输的信号频率一定，要想射频电缆带来的损耗小，就需要选用更粗的射频电缆。然而，同型号的电缆，电缆越粗价格越贵。以大型固定技术侦察和无线电监测站为例，需要将架设在楼顶100米高的铁塔顶端的八副对数周期天线引接到机房，这需要八根100多米长的电缆，其造价相当昂贵。

(三)射频电缆引接很不方便

为了减小射频电缆带来的损耗，一般选用的电缆又粗又硬。这又给架设带来了不便。也以大型固定技术侦察和无线电监测站为例，需要将八根100米长又粗又硬的电缆引接到机房，这相当困难。

(四)射频电缆接收/引接雷电直接威胁机房设备安全

由于射频电缆的中心导体和屏蔽层均采用金属导体。当遭遇雷电时，这些导体可能接收并将很强的雷电引入机房损坏昂贵的设备。

(五)射频电缆接收/引接电磁炸弹信号威胁接收设备安全

也由于射频电缆的中心导体和屏蔽层均采用金属导体。当遭遇敌方电磁炸弹攻击时，这些导体可能接收并将很强的电磁炸弹能量引入机房损坏昂贵的设备。传递电信号的发射机和接收机以及所有连接到电线的设备，都将会受到电磁脉冲的影响而导致无法修复的损坏。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种采用光传输介质传输宽频段模拟射频信号的传输系统及方法，克服射频信号远程传输的信号衰减问题，解决射频信号传输的防雷问题。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种采用光传输介质传输宽频段模拟射频信号的传输系统，它包括天线和室内接收设备，它还包括位于天线端的光发射盒、位于接收设备侧的光接收盒和连接光发射盒与光接收盒的光传输介质，天线输出的射频信号通过电缆传送到光发射盒，光发射盒将射频电信号转换为光信号后，并通过光传输介质将光信号传送到光接收盒，光接收盒把光信号还原为射频电信号后，将射频电信号通过电缆传送到室内接收设备，由室内接收设备对射频电信号进行分析和处理。

所述的光发射盒包括射频选择开关、射频预处理单元、滤波器组和光调制器，所述的射频选择开关的输入与射频输入信号连接，射频选择开关的输出与射频预处理单元的输入连接，射频预处理单元的输出与滤波器组的输入连接，滤波器组的输出与光调制器的输入连接，射频选择开关从多路射频信号选择一路作为输入，射频预处理单元对输入的射频信号进行预处理，滤波器组滤除经预处理后的射频信号的干扰信号，光调制器将射频电信号转换成光信号，光调制器输出的光信号与光传输介质连接。

所述的射频选择开关为多选一多路开关，其多个不动端与外部多个射频输入信号连接，其动端即输出端与后续射频预处理单元连接。

所述的射频预处理单元包括低噪放大器、直通滤波器、输入开关A和输出开关A，输入开关A和输出开关A均为多选一多路开关，输入开关的动端即输入端与前置射频选择开关的输出连接，输入开关A的不动端分别与低噪放大器和直通滤波器的输入端连接，低噪放大器和直通滤波器的输出分别与输出开关A的不动端连接，输出开关A的动端即输出端与后续的滤波器组连接。

所述的滤波器组包括一个或多个滤波器、输入开关B和输出开关B，输入开关B和输出开关B均为多选一多路开关，输入开关B的动端即输入端与前置射频预处理单元的输出连接，输入开关B的不动端分别与一个或多个滤波器的输入连接，一个或多个滤波器的输出分别与输出开关B的不动端连接，输出开关的动端即输出端与后续的光调制器连接。

所述的滤波器的数量由射频信号输入接口的数量来决定，滤波器的数量与射频信号输入接口的数量相同。

所述的光发射盒还包括信号处理单元、对数放大器和光解码器，对数放大器的输入与输出开关B的动端及输出端连接，对数放大器的输出与信号处理单元信号输入连接，信号处理单元还与光解码器的输出连接，光解码器负责把通过光传输介质接收到的光信号转换成射频电信号，并将射频电信号传送给信号处理单元，信号处理单元的控制输出分别与射频选择开关、输入开关A、输出开关A、输入开关B和输出开关B的控制端连接。

所述的光接收盒包括光解调器、放大器、低通滤波器和光解码器，光解调器的输入与光传输介质连接，光解调器的输出与放大器的输入连接，放大器的输出与低通滤波器的输入连接，低通滤波器的输出室内接收设备连接，光解调器把接收到的光信号转换为射频电信号，放大器将射频电信号进行放大处理，低通滤波器对放大后的射频电信号进行干扰滤波，并将滤波后的射频电信号发送到室内接收设备，由室内接收设备对射频电信号进行分析和处理。

所述的光接收盒还包括处理模块和光编码器，处理模块的输入端与室内接收设备连接，处理模块的输出与光编码器连接，光编码器的输出与光传输介质连接；处理模块通过控制接口接收室内接收设备发送的控制命令，并通过光编码器编码后经光纤线路发送到光发射盒；光发射盒返回的信号增益及工作状态信息通过处理模块反馈给室内接收设备处理。

所述的光调制器为光模拟调制器，光解调器为光模拟解调器，光编码器为光数字编码器，光解码器为光数字解码器。

一种采用光传输介质传输宽频段模拟射频信号的传输方法，它包括以下步骤：

S1：天线接收空中的无线射频信号，并将射频信号通过射频选择开关输入光发射盒；

S2：射频选择开关根据当前动端与不动端已发生的连接关系，通过该路射频端子将该路射频信号接入光发射机，并将该射频信号发送到射频预处理单元；

S3：射频预处理单元根据输入开关A和输出开关A已发生的连接关系，对射频信号进行直通滤波或放大，并将预处理后的射频信号发送到滤波器组；

S4：滤波器组根据输入开关B和输出开关B已发生的连接关系，通过该路的滤波器对该射频信号进行滤波，滤除干扰信号，并将滤波后的射频信号发送到光调制器；

S5：光调制器把收到的射频信号转换为模拟量光信号，并将模拟量光信号通过光传输介质传输到光接收盒；

S6：光接收盒接收到模拟量光信号，光解调器把模拟量光信号转换为射频电信号，并将该射频电信号发送到放大器；

S7：放大器对射频电信号进行放大处理，并将放大后的射频电信号发送到低通滤波器；

S8：低通滤波器滤除放大后的射频电信号的噪声和干扰，并通过电缆将射频电信号发送给室内接收设备。

它还包括控制处理步骤，所述的控制处理步骤包括以下子步骤：

SS1：射频电信号经过光发射盒的滤波器组后，还将滤波后的射频电信号发送给对数放大器；

SS2：对数放大器对滤波后的射频电信号进行对数放大，并把放大后的射频电信号发送到信号处理单元；

SS3：信号处理单元对射频信号进行AD采样后，再进行信号功率检波；

SS4：信号处理单元根据检波得到的信号功率大小判断并控制射频预处理单元选择进行直通滤波或放大处理；

SS5：信号处理单元还将检波信息、信号增益和工作状态发送到光解码器，光解码器把处理结果转换为数字光信号，并通过光传输介质将该数字光信号传送到光接收盒的光编码器；

SS6：光编码器把该数字光信号转换为电信号，并将该电信号发送到处理模块；

SS7：处理模块接收到电信号后，把携带有光发射盒的检波信息、信号增益和工作状态信息的电信号传送到室内接收设备，室内接收设备对接收到的信息进行分析和处理，并返回控制信号到光接收盒的处理模块，处理模块再将控制信号发送到光编码器，光编码器把控制信号转换为数字光信号，并通过光传输介质将该数字光信号发送给光发射盒的光解码器；

SS8：光发射盒的光解码器接收光接收盒发来的数字光信号并解码，光解码器将解码后的控制信号发送到信号处理单元，信号处理单元根据该控制信号控制射频选择开关的动端，控制射频预处理单元的输入开关A和输出开关A的动端，控制滤波器组的输入开关B和输出开关B的动端。

本发明的有益效果是：本发明彻底改变了射频信号监测系统的信号接收以及传输模式，通过将天线接收的射频电信号直接转变为光信号，减少了射频传输的信号衰减，光纤不导电，不受电磁干扰，有很好的抗射频干扰性能；光纤传输损耗小，传输带宽较宽，传输容量大，色散小。

本发明可以较好地提高系统信号的质量。极大的降低信号在传输线路上的信号损耗，提高了设备的安全性、可靠性，节约了建设成本。

本发明的主要特点如下：

1、采用光纤传输，数据传输快、传输距离远，数据安全、保密性好；

2、信号传输损耗低、信号接收灵敏度高、动态范围大；

3、天线和设备分离，电磁兼容性好，虚假信号少，系统可靠性高，安全防雷；

4、台站建设和运营费用低，易于进行大范围、大数量建设。

附图说明

图1为本发明系统原理框图；

图2为本发明系统电路原理框图；

图3为本发明光调制器电光转换原理图；

图4为本发明光调制器电光转换示意图；

图5为本发明实施例系统框图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图1所示，一种采用光传输介质传输宽频段模拟射频信号的传输系统，它包括天线和室内接收设备，它还包括位于天线端的光发射盒、位于接收设备侧的光接收盒和连接光发射盒与光接收盒的光传输介质，天线输出的射频信号通过电缆传送到光发射盒，光发射盒的功能是通过激光器对输入的射频电信号进行强度调制，实现电光转换，并有效地把光信号送入光传输介质，光发射盒将射频电信号转换为光信号后，并通过光传输介质将光信号传送到光接收盒，光接收盒的功能是利用光电检测器即光解调器，将光信号中携带的射频信息解调为射频电信号，具体就是以最小的附加噪声及失真，将经过光纤传输后的幅度衰减、波形展宽的微弱光信号转变为射频电信号，并放大处理，恢复成原来的信号，光接收盒把光信号还原为射频电信号后，将射频电信号通过电缆传送到室内接收设备，由室内接收设备对射频电信号进行分析和处理。

所述的光传输介质为光纤或光缆。

如图2所示，所述的光发射盒包括射频选择开关、射频预处理单元、滤波器组和光调制器，所述的射频选择开关的输入与射频输入信号连接，射频选择开关的输出与射频预处理单元的输入连接，射频预处理单元的输出与滤波器组的输入连接，滤波器组的输出与光调制器的输入连接，射频选择开关从多路射频信号选择一路作为输入，射频预处理单元对输入的射频信号进行预处理，滤波器组滤除经预处理后的射频信号的干扰信号，光调制器将射频电信号转换成光信号，光调制器输出的光信号与光传输介质连接。

所述的射频选择开关为多选一多路开关，其多个不动端与外部多个射频输入信号连接，其动端即输出端与后续射频预处理单元连接。

所述的射频预处理单元包括低噪放大器、直通滤波器、输入开关A和输出开关A，输入开关A和输出开关A均为多选一多路开关，输入开关的动端即输入端与前置射频选择开关的输出连接，输入开关A的不动端分别与低噪放大器和直通滤波器的输入端连接，低噪放大器和直通滤波器的输出分别与输出开关A的不动端连接，输出开关A的动端即输出端与后续的滤波器组连接。

低噪放大器对射频信号进行放大，并降低系统噪声系数，增加信号接收灵敏度。

所述的滤波器组包括一个或多个滤波器、输入开关B和输出开关B，输入开关B和输出开关B均为多选一多路开关，输入开关B的动端即输入端与前置射频预处理单元的输出连接，输入开关B的不动端分别与一个或多个滤波器的输入连接，一个或多个滤波器的输出分别与输出开关B的不动端连接，输出开关的动端即输出端与后续的光调制器连接。

各个滤波器的通带频率范围不同，用于滤除所需接收信号带外的干扰信号。各滤波器具体带宽需根据实际要求进行设计。

所述的滤波器的数量由射频信号输入接口的数量来决定，滤波器的数量与射频信号输入接口的数量相同。

所述的光发射盒还包括信号处理单元、对数放大器和光解码器，对数放大器的输入与输出开关B的动端及输出端连接，对数放大器的输出与信号处理单元信号输入连接，信号处理单元还与光解码器的输出连接，光解码器负责把通过光传输介质接收到的光信号转换成射频电信号，并将射频电信号传送给信号处理单元，信号处理单元的控制端分别与射频选择开关、输入开关A、输出开关A、输入开关B和输出开关B的控制端连接。

光发射盒中，射频选择开关用于选择射频信号的输入通道，可以选择输入不同频段的天线射频信号。

射频预处理单元用于调节接收的射频信号的增益大小，提高信号的接收灵敏度。同时，也具有信号限幅保护功能，防止意外输入过大的信号而损毁设备。

滤波器组与射频选择开关配合使用，用于滤除所接收的射频信号的带外信号，减少所接收的射频信号的干扰。

光调制器对输入的射频电信号进行强度调制，实现电光转换，并有效地把光信号送入光传输介质。

信号处理器为带AD采样的信号处理器，可采用MCU、DSP或FPGA。信号处理器用于信号检波、增益控制、射频开关选择和滤波器选择。

对数放大器用于射频信号功率检波测量。

光解码器负责把通过光传输介质接收到的光信号转换成射频电信号，并将射频电信号传送给信号处理单元。

所述的光接收盒包括光解调器、放大器、低通滤波器、光解码器和处理模块，光解调器的输入与光传输介质连接，光解调器的输出与放大器的输入连接，放大器的输出与低通滤波器的输入连接，低通滤波器的输出室内接收设备连接，光解调器把接收到的光信号转换为射频电信号，放大器将射频电信号进行放大处理，低通滤波器对放大后的射频电信号进行干扰滤波，并将滤波后的射频电信号发送到室内接收设备，由室内接收设备对射频电信号进行分析和处理。

所述的处理模块与室内接收设备连接，处理模块还与光编码器连接，光编码器与光传输介质连接，处理模块接收室内接收设备发来的控制信号，并把控制信号发送给光编码器，光编码器将控制电信号转换为控制光信号后，再通过光传输介质输出控制光信号。

所述的光调制器为光模拟调制器，光解调器为光模拟解调器，光编码器为光数字编码器，光解码器为光数字解码器。所述的光发射盒为宽频段高灵敏度大无杂散动态范围光发射盒，所述的光接收盒为宽频段高灵敏度大无杂散动态范围光接收盒。该光解码和光编码器既可将数字电信号编码为数字光信号，又可将接收到的数字光信号解码还原为数字电信号。

无杂散的光发射盒和光接收盒主要通过两个方面来实现，一方面为射频电信号无杂散，主要是通过输入滤波器组的带通滤波滤除掉所需接收信号带外的干扰信号实现；另一方面为光转换无杂散，主要需要确保输入电信号的电流(或电压)工作在光电转换器件的线性工作范围，避免因信号的失真而产生杂散信号。

克服频率偏移的光发射盒和光接收盒主要通过两个方面来实现，一方面是尽可能的确保发射和接收光信号的频率范围一致性，避免因收发频率不一致导致的信号失真；另一方面通过对收发信号的频率进行校准，消除因传输带来的频率漂移。

所述的光发射盒和光接收盒均包括两个光纤接口，一个光纤接口连接光调制器与光解调器并传递模拟量光信号，另一个光纤接口连接光编码器与光解码器并传递数字光信号。

光发射盒和光接收盒均有一个电源接口，并通过电源接口与直流电源连接，还可以与交流电源适配器、太阳能电池板或蓄电池组连接。

光接收盒还有个控制接口，光接收盒通过控制接口与收发设备的控制端连接。

如图3所示，光调制器进行电信号到光信号的电光转换，对输入的射频电信号进行强度调制，输出模拟光信号。图3为光调制器进行电光转换的原理图，光调制器使载波光波的功率随射频电信号的电流(或电压)变化而变化，从而根据光信号的强弱来传递信息。

如图4所示，图4为电光转换光信号发射示意图。

一种采用光传输介质传输宽频段模拟射频信号的传输方法，它包括以下步骤：

S1：天线接收空中的无线射频信号，并将射频信号通过射频选择开关输入光发射盒；

S2：射频选择开关根据当前动端与不动端已发生的连接关系，通过该路射频端子将该路射频信号接入光发射机，并将该射频信号发送到射频预处理单元；

S3：射频预处理单元根据输入开关A和输出开关A已发生的连接关系，对射频信号进行直通滤波或放大，并将预处理后的射频信号发送到滤波器组；

S4：滤波器组根据输入开关B和输出开关B已发生的连接关系，通过该路的滤波器对该射频信号进行滤波，滤除干扰信号，并将滤波后的射频信号发送到光调制器；

S5：光调制器把收到的射频信号转换为模拟量光信号，并将模拟量光信号通过光传输介质传输到光接收盒；

S6：光接收盒接收到模拟量光信号，光解调器把模拟量光信号转换为射频电信号，并将该射频电信号发送到放大器；

S7：放大器对射频电信号进行放大处理，并将放大后的射频电信号发送到低通滤波器；

S8：低通滤波器滤除放大后的射频电信号的噪声和干扰，并通过电缆将射频电信号发送给室内接收设备。

它还包括控制处理步骤，所述的控制处理步骤包括以下子步骤：

SS1：射频电信号经过光发射盒的滤波器组后，还将滤波后的射频电信号发送给对数放大器；

SS2：对数放大器对滤波后的射频电信号进行对数放大，并把放大后的射频电信号发送到信号处理单元；

SS3：信号处理单元对射频信号进行AD采样后，再进行信号功率检波；

SS4：信号处理单元根据检波得到的信号功率大小判断并控制射频预处理单元选择进行直通滤波或放大处理；

SS5：信号处理单元还将检波信息、信号增益和工作状态发送到光解码器，光解码器把处理结果转换为数字光信号，并通过光传输介质将该数字光信号传送到光接收盒的光编码器；

SS6：光编码器把该数字光信号转换为电信号，并将该电信号发送到处理模块；

SS7：处理模块接收到电信号后，把携带有光发射盒的检波信息、信号增益和工作状态信息的电信号传送到室内接收设备，室内接收设备对接收到的信息进行分析和处理，并返回控制信号到光接收盒的处理模块，处理模块再将控制信号发送到光编码器，光编码器把控制信号转换为数字光信号，并通过光传输介质将该数字光信号发送给光发射盒的光解码器；

SS8：光发射盒的光解码器接收光接收盒发来的数字光信号并解码，光解码器将解码后的控制信号发送到信号处理单元，信号处理单元根据该控制信号控制射频选择开关的动端，控制射频预处理单元的输入开关A和输出开关A的动端，控制滤波器组的输入开关B和输出开关B的动端。

如图5所示，采用光纤传输射频信号的传输系统的一种应用方案。该方案包括多个天线、光发射盒、光纤网络、监控节点和控制中心，多个天线分别与多个光发射盒对应连接，天线接收到的无线射频信号通过光发射盒转换成模拟光信号，模拟光信号通过光纤网络传输到监控节点和控制中心，并由监控节点和控制中心对模拟光信号进行分析和处理。所述的监控节点和控制中心均包括光接收盒和室内接收设备，室内接收设备与光接收盒连接，光接收盒通过光纤网络与光发射盒连接，控制中心也可以通过光纤网络对监控中心进行控制。

光纤传输是以光为载体，并以光纤作为传输媒介的一种通信方式。光纤通信系统选取的工作波段，可利用的工作波长在700～1800nm范围，并充分利用光纤材料的损耗传输窗口。目前最常用的单模光缆工作波长为1310nm和1550nm。

天线接收到的射频信号经光发射盒的光调制器进行强度调制，将输入的电信号直接调制成模拟光信号，并有效地把光信号送入光纤网络，光信号可通过工作波长1310nm的单模光纤直接传送到光接收盒，通过光电转换为射频信号，送给室内接收设备等作进一步的处理。

光接收盒的功能是利用光解调器，将光信号转换为电信号，具体就是以最小的附加噪声及失真，将经过光纤传输后的幅度衰减、波形展宽的微弱光信号转变为电信号，并放大处理，恢复成原来的信号。

本发明系统使采集前端无需再采用天线和传感器的组合方式，直接采用天线和光发射盒的组合方式，将天线接收到的无线电信号通过光发射盒直接转换为光信号，再通过光纤网络传输到远程的监控节点或控制中心。在监控节点或控制中心再通过光接收盒将光信号恢复为射频信号，输出到监测收发设备进行测量分析。

本发明彻底改变了射频信号监测系统的信号接收以及传输模式，通过将天线接收的射频电信号直接转变为模拟光信号，减少了射频传输的信号衰减，同时也节省了投入。

本发明一种采用光传输介质传输宽频段模拟射频信号的传输系统及方法与传统的系统和方法区别如下表所示：

表1 本发明系统和方法与传统系统和方法的区别比较

名称	传统系统和方法	本发明系统和方法
			传输方式	射频电缆	光发射盒+光纤+光接收盒
传输距离	短(几米～几十米)	长(几千米～几十千米)
			信号频率范围	DC～3GHz	10MHz～3GHz
信号衰减	100～300dB/km	≤1dB/km
			线缆重量	重	轻
防雷接地	需要增加同轴避雷器及接地。	无
			抗干扰能力	弱	强

本发明的传输系统及方法的具体特点如下：

(一)光纤损耗低有利于远距离传输

光纤的传输损耗不到射频电缆的百分之一。所以，利用本专利方法可以将射频传输距离从传统方法的几十米扩展到几十公里。对于网格化无线电监测系统，其前端可以仅由天线和光发射机组成，经光纤传输远达几十公里后在监测中心机房由光接收机还原射频信号接到监测接收机。实现了接收机集中管理，特别是实现了海量数据集中存储、处理。克服了困扰无线电监测数据分析应用的数据传输瓶颈。也有利于系统的维护管理。

(二)光纤不接收不传输雷电有利于机房设备安全

光纤不含有任何金属导体，不会感应/传输雷电能量。所以，利用光纤传输宽频段模拟射频信号，即达到了射频信号传输的目的，又隔离了雷电带来的危害。

(三)光纤不接收不引接电磁炸弹信号有利于接收设备安全

也由于光纤不含有任何金属导体，不会感应/传输电磁炸弹能量。所以，利用光纤传输宽频段模拟射频信号，即达到了射频信号传输的目的，又隔离了电磁炸弹带来的危害。当受到电磁炸弹攻击时，最多损坏光发射机模块。这比使用射频电缆而损坏接收机等设备更廉价，更容易备份和修复。

(四)光纤比射频电缆成本低

光纤线缆每米成本约为3～8元，射频电缆每米成本约为10～50元。信号传输同等的距离，光缆的成本约为射频电缆的1/3。

(五)光纤比射频电缆细又轻安装方便容易多线集束安装

单根光缆既细又轻，光缆的直径约为50um，重量约为3～5g/m，可以多芯光纤集成一根光缆。

本发明传输射频信号的传输系统及方法采用光传输介质传输方式替代电传输，光传输介质不导电，不受电磁干扰，有很好的抗射频干扰性能；光传输介质细且轻，柔韧性好；光传输介质传输损耗小，传输带宽较宽，传输容量大，色散小。所以光传输介质传输可以较好地提高系统信号的质量。极大的降低信号在传输线路上的信号损耗，提高了设备的安全性、可靠性，节约了建设成本。

Claims (7)

1.一种采用光传输介质传输宽频段模拟射频信号的传输系统，它包括天线和室内接收设备，其特征在于：它还包括位于天线端的光发射盒、位于接收设备侧的光接收盒和连接光发射盒与光接收盒的光传输介质，天线输出的射频信号通过电缆传送到光发射盒，光发射盒将射频电信号转换为光信号后，并通过光传输介质将光信号传送到光接收盒，光接收盒把光信号还原为射频电信号后，将射频电信号通过电缆传送到室内接收设备，由室内接收设备对射频电信号进行分析和处理；彻底改变了射频信号监测系统的信号接收以及传输模式，通过将天线接收的射频电信号直接转变为光信号，减少了射频传输的信号衰减，光纤不导电，不受电磁干扰，有很好的抗射频干扰性能；光纤传输损耗小，传输带宽较宽，传输容量大，色散小；

所述的光发射盒包括射频选择开关、射频预处理单元、滤波器组和光调制器，所述的射频选择开关的输入与射频输入信号连接，射频选择开关的输出与射频预处理单元的输入连接，射频预处理单元的输出与滤波器组的输入连接，滤波器组的输出与光调制器的输入连接，射频选择开关从多路射频信号选择一路作为输入，射频预处理单元对输入的射频信号进行预处理，滤波器组滤除经预处理后的射频信号的干扰信号，光调制器将射频电信号转换成光信号，光调制器输出的光信号与光传输介质连接；

所述的光接收盒包括光解调器、放大器、低通滤波器和光解码器，光解调器的输入与光传输介质连接，光解调器的输出与放大器的输入连接，放大器的输出与低通滤波器的输入连接，低通滤波器的输出室内接收设备连接，光解调器把接收到的光信号转换为射频电信号，放大器将射频电信号进行放大处理，低通滤波器对放大后的射频电信号进行干扰滤波，并将滤波后的射频电信号发送到室内接收设备，由室内接收设备对射频电信号进行分析和处理；

所述的光接收盒还包括处理模块和光编码器，处理模块的输入端与室内接收设备连接，处理模块的输出与光编码器连接，光编码器的输出与光传输介质连接；处理模块通过控制接口接收室内接收设备发送的控制命令，并通过光编码器编码后经光纤线路发送到光发射盒；光发射盒返回的信号增益及工作状态信息通过处理模块反馈给室内接收设备处理；由于天线和设备分离，电磁兼容性好，虚假信号少，系统可靠性高，安全防雷。

2.根据权利要求1所述的一种采用光传输介质传输宽频段模拟射频信号的传输系统，其特征在于：所述的射频选择开关为多选一多路开关，其多个不动端与外部多个射频输入信号连接，其动端即输出端与后续射频预处理单元连接。

3.根据权利要求1所述的一种采用光传输介质传输宽频段模拟射频信号的传输系统，其特征在于：所述的射频预处理单元包括低噪放大器、直通滤波器、输入开关A和输出开关A，输入开关A和输出开关A均为多选一多路开关，输入开关的动端即输入端与前置射频选择开关的输出连接，输入开关A的不动端分别与低噪放大器和直通滤波器的输入端连接，低噪放大器和直通滤波器的输出分别与输出开关A的不动端连接，输出开关A的动端即输出端与后续的滤波器组连接。

4.根据权利要求1所述的一种采用光传输介质传输宽频段模拟射频信号的传输系统，其特征在于：所述的滤波器组包括一个或多个滤波器、输入开关B和输出开关B，输入开关B和输出开关B均为多选一多路开关，输入开关B的动端即输入端与前置射频预处理单元的输出连接，输入开关B的不动端分别与一个或多个滤波器的输入连接，一个或多个滤波器的输出分别与输出开关B的不动端连接，输出开关的动端即输出端与后续的光调制器连接；

所述的滤波器的数量由射频信号输入接口的数量来决定，滤波器的数量与射频信号输入接口的数量相同。

5.根据权利要求1所述的一种采用光传输介质传输宽频段模拟射频信号的传输系统，其特征在于：所述的光发射盒还包括信号处理单元、对数放大器和光解码器，对数放大器的输入与输出开关B的动端及输出端连接，对数放大器的输出与信号处理单元信号输入连接，信号处理单元还与光解码器的输出连接，光解码器负责把通过光传输介质接收到的光信号转换成射频电信号，并将射频电信号传送给信号处理单元，信号处理单元的控制输出分别与射频选择开关、输入开关A、输出开关A、输入开关B和输出开关B的控制端连接。

6.根据权利要求1或5所述的一种采用光传输介质传输宽频段模拟射频信号的传输系统，其特征在于：所述的光调制器为光模拟调制器，光解调器为光模拟解调器，光编码器为光数字编码器，光解码器为光数字解码器。

7.一种采用光传输介质传输宽频段模拟射频信号的传输方法，其特征在于：它包括以下步骤：

S1：天线接收空中的无线射频信号，并将射频信号通过射频选择开关输入光发射盒；

S2：射频选择开关根据当前动端与不动端已发生的连接关系，通过已发生的连接关系的动端对应电路的射频端子将该路射频信号接入光发射机，并将该射频信号发送到射频预处理单元；

S3：射频预处理单元根据输入开关A和输出开关A已发生的连接关系，对射频信号进行直通滤波或放大，并将预处理后的射频信号发送到滤波器组；

S4：滤波器组根据输入开关B和输出开关B已发生的连接关系，通过已发生的连接关系的输入开关B对应电路的滤波器对该射频信号进行滤波，滤除干扰信号，并将滤波后的射频信号发送到光调制器；

S5：光调制器把收到的射频信号转换为模拟量光信号，并将模拟量光信号通过光传输介质传输到光接收盒；

S6：光接收盒接收到模拟量光信号，光解调器把模拟量光信号转换为射频电信号，并将该射频电信号发送到放大器；

S7：放大器对射频电信号进行放大处理，并将放大后的射频电信号发送到低通滤波器；

S8：低通滤波器滤除放大后的射频电信号的噪声和干扰，并通过电缆将射频电信号发送给室内接收设备；

还包括控制处理步骤，所述的控制处理步骤包括以下子步骤：

SS1：射频电信号经过光发射盒的滤波器组后，还将滤波后的射频电信号发送给对数放大器；

SS2：对数放大器对滤波后的射频电信号进行对数放大，并把放大后的射频电信号发送到信号处理单元；

SS3：信号处理单元对射频信号进行AD采样后，再进行信号功率检波；

SS4：信号处理单元根据检波得到的信号功率大小判断并控制射频预处理单元选择进行直通滤波或放大处理；

SS5：信号处理单元还将检波信息、信号增益和工作状态发送到光解码器，光解码器把处理结果转换为数字光信号，并通过光传输介质将该数字光信号传送到光接收盒的光编码器；

SS6：光编码器把该数字光信号转换为电信号，并将该电信号发送到处理模块；

SS7：处理模块接收到电信号后，把携带有光发射盒的检波信息、信号增益和工作状态信息的电信号传送到室内接收设备，室内接收设备对接收到的信息进行分析和处理，并返回控制信号到光接收盒的处理模块，处理模块再将控制信号发送到光编码器，光编码器把控制信号转换为数字光信号，并通过光传输介质将该数字光信号发送给光发射盒的光解码器；

SS8：光发射盒的光解码器接收光接收盒发来的数字光信号并解码，光解码器将解码后的控制信号发送到信号处理单元，信号处理单元根据该控制信号控制射频选择开关的动端，控制射频预处理单元的输入开关A和输出开关A的动端，控制滤波器组的输入开关B和输出开关B的动端。