CN110730016B - 卫星信号转发装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种卫星信号转发装置，包括2个接收天线、2个转发天线，射频前端模块、GLONASS直接放大模块、信号再生模块、定向模块、控制模块、射频控制模块和电源模块组成；其中2个接收天线，将接收到的卫星信号通过射频电缆馈至射频前端模块；2个转发天线，将射频控制模块输出的卫星信号发射；射频前端模块，将收到的卫星信号功分为三路；GLONASS直接放大模块，对GLONASS信号进行放大和功率控制；再生模块，对GPS/BD信号进行再生和功率控制。与现有的技术方案相比，本发明提出的技术方案将接收到的卫星导航信号进行分类，对GLONASS信号进行放大和功率控制，对GPS/BD信号进行再生和功率控制，能有效提高卫星导航信号的信噪比和质量。

Description

卫星信号转发装置
技术领域
本发明属于卫星信号处理领域，具体涉及一种卫星信号转发装置。
背景技术
卫星信号导航是目前成熟的导航技术，卫星导航系统包括：GPS(L1)、GLONASS和BD(B1)等多种导航系统。由于导航卫星大多采用L、S频段，导致导航卫星的落地信号弱。另一方面，地面信号接收终端大多采用宽波束天线进行卫星信号的接收，因此造成卫星信号必须在开阔且没有遮挡的环境下才能被有效使用。在密闭空间使用卫星信号的领域，则需要接收卫星信号后进行转发。
在现有技术中，卫星信号转发的技术方案主要是将收到的卫星信号直接放大，再由转发天线发射到需要的空间区域，转发后的信号不小于导航卫星的落地信号即可满足密闭空间使用卫星信号的需求。在这个转发过程中将信号和噪声不加区别的同时放大，没有提高信噪比，造成密闭空间导航接收机收到的信号质量差，不能有效完成导航功能。
有鉴于此，本发明提供一种卫星信号转发装置，将收到的卫星导航信号进行提纯后，进行放大和转发，有效提高卫星导航信号的信噪比和质量。
发明内容
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种卫星信号转发装置，包括2个接收天线、2个转发天线，射频前端模块、GLONASS直接放大模块、信号再生模块、定向模块、控制模块、射频控制模块和电源模块组成；其中2个接收天线，将接收到的卫星信号通过射频电缆馈至射频前端模块；2个转发天线，将射频控制模块输出的卫星信号发射；射频前端模块，将收到的卫星信号功分为三路，其中第一路信号直接接入GLONASS直接放大模块，第二路信号传送至信号再生模块，第三路信号送入定向模块；
所述射频前端模块包括：第一功分器，第二功分器，第一射频开关和第三功分器；
所述第一功分器接收来自第一接收天线发送的第一卫星信号，并将所述第一卫星信号功分为两路，其中一路信号发送给所述第一射频开关，另一路信号发送给所述定向模块；
所述第二功分器接收来自第二接收天线发送的第二卫星信号，并将所述第二卫星信号功分为两路，其中一路信号发送给所述第一射频开关，另一路信号发送给所述定向模块；
所述第一射频开关接收来自第一功分器发送的一路信号和第二功分器发送的一路信号，并将接收到的信号发送给所述第三功分器；
所述第三功分器将接收到的信号功分成两路信号，其中，一路信号发送给所述GLONASS直接放大模块；另一路信号发送给所述信号再生模块；
GLONASS直接放大模块，对GLONASS信号进行放大和功率控制，得到GLONASS的转发信号；再生模块，对卫星信号进行解析，得到接收天线的位置和时间信息，实现自定位功能，对GPS/BD信号进行再生和功率控制，产生GPS/BD的转发信号，送入射频控制模块；定向模块，对卫星信号进行定位测向；控制模块，将来自定向模块的定位测向信息通过CAN通讯口输出，通过RS-232通讯接口进行GLONASS直接放大模块、信号再生模块、定向模块的输出功率控制和查询；射频控制模块，将GLONASS的转发信号和GPS/BD的转发信号进行合并后送入2个转发天线；
所述射频控制模块包括：第二射频开关，第三射频开关，第四射频开关，合路分路器，第一增益控制和第二增益控制；
所述第二射频开关接收所述GLONASS的转发信号，并将所述GLONASS的转发信号发送给所述合路分路器；
所述第三射频开关接收所述BD的转发信号，并将所述BD的转发信号发送给所述合路分路器；
所述第四射频开关接收所述GPS的转发信号，并将所述GPS的转发信号发送给所述合路分路器；
所述合路分路器将接收到的信号进行合并后再分为两路，其中一路信号发送给所述第一增益控制，另一路信号发送给所述第二增益控制；
所述第一增益控制将接收到的信号发送给所述第一转发天线；
所述第二增益控制将接收到的信号发送给所述第二转发天线；
电源模块，将+24V～+31V电源转换为5V电源，为卫星信号转发装置提供电源。
优选地，在GLONASS直接放大模块输出端设置检测电路，以检测GLONASS直接放大模块的工作状态。
优选地，再生模块的位置和时间信息按指令发送给控制模块。
优选地，在射频控制模块与2个转发天线的连接通道中设置增益控制器，以调节连接通道的增益。
优选地，在电源模块处设置EMI滤波器，以保证电磁兼容性。
本发明的有益效果如下：
本发明提出的卫星信号转发装置将接收到的卫星导航信号进行分类，对GLONASS信号进行放大和功率控制，对GPS/BD信号进行再生和功率控制，能有效提高卫星导航信号的信噪比和质量。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1为本发明实施例的一种卫星信号转发装置的示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明所述的一种卫星信号转发装置，进行详细说明，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
一种卫星信号转发装置，如图1所示，包括2个接收天线1、2个转发天线2，射频前端模块3、GLONASS直接放大模块4、信号再生模块5、定向模块6、控制模块7、射频控制模块8和电源模块9组成。其中2个接收天线1：将接收到的卫星信号通过射频电缆馈至射频前端模块3。2个转发天线2：将射频控制模块8输出的卫星信号发射。
射频前端模块3：将收到的卫星信号功分为三路，其中第一路信号直接接入GLONASS直接放大模块4，第二路信号传送至信号再生模块5，第三路信号送入定向模块6。在一个可选的实施例中，如图1所示，采用两个功分器进行级联的方式，使得输入的信号分为三路。
GLONASS直接放大模块4：对GLONASS信号进行放大和功率控制，得到GLONASS的转发信号。
再生模块5：对卫星信号进行解析，得到接收天线1的位置和时间信息，实现自定位功能，对GPS/BD信号进行再生和功率控制，产生GPS/BD的转发信号，送入射频控制模块8。
定向模块6：对卫星信号进行定位测向，其定位方法为采用GNSS系统输出位置和时间信息。
控制模块7：将来自定向模块6的定位测向信息通过CAN通讯口输出，通过RS-232通讯接口进行GLONASS直接放大模块4、信号再生模块5、定向模块6的输出功率控制和查询。
射频控制模块8：将GLONASS的转发信号和GPS/BD的转发信号进行合并后送入2个转发天线2。在一个可选的实施例中，采用一个合路分路器将输入的三路信号分为两路送入2个转发天线2。
电源模块9：将+24V～+31V电源转换为5V电源，为卫星信号转发装置提供电源。
在一个优选的实施例中，在GLONASS直接放大模块4输出端设置检测电路，以检测GLONASS直接放大模块4的工作状态。
在一个优选的实施例中，再生模块5的位置和时间信息按指令发送给控制模块7。
在一个优选的实施例中，在射频控制模块8与2个转发天线2的连接通道中设置增益控制器，以调节连接通道的增益，增益控制范围±30dB。
在一个优选的实施例中，在电源模块9处设置EMI滤波器，以保证电磁兼容性。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (5)

1.一种卫星信号转发装置，其特征在于，包括2个接收天线（1）、2个转发天线（2）、射频前端模块（3）、GLONASS直接放大模块（4）、信号再生模块（5）、定向模块（6）、控制模块（7）、射频控制模块（8）和电源模块（9）；其中
2个接收天线（1）：将接收到的卫星信号通过射频电缆馈至所述射频前端模块（3）；
2个转发天线（2）：将所述射频控制模块（8）输出的卫星信号发射；
射频前端模块（3）：将收到的卫星信号功分为三路，其中第一路信号直接接入所述GLONASS直接放大模块（4），第二路信号传送至所述信号再生模块（5），第三路信号送入所述定向模块（6）；
所述射频前端模块包括：第一功分器，第二功分器，第一射频开关和第三功分器；
所述第一功分器接收来自第一接收天线发送的第一卫星信号，并将所述第一卫星信号功分为两路，其中一路信号发送给所述第一射频开关，另一路信号发送给所述定向模块；
所述第二功分器接收来自第二接收天线发送的第二卫星信号，并将所述第二卫星信号功分为两路，其中一路信号发送给所述第一射频开关，另一路信号发送给所述定向模块；
所述第一射频开关接收来自第一功分器发送的一路信号和第二功分器发送的一路信号，并将接收到的信号发送给所述第三功分器；
所述第三功分器将接收到的信号功分成两路信号，其中，一路信号发送给所述GLONASS直接放大模块；另一路信号发送给所述信号再生模块；
GLONASS直接放大模块（4）：对GLONASS信号进行放大和功率控制，得到GLONASS的转发信号；
信号再生模块（5）：对卫星信号进行解析，得到接收天线（1）的位置和时间信息，实现自定位功能，对GPS和BD信号进行再生和功率控制，产生GPS和BD的转发信号，送入射频控制模块（8）；
定向模块（6）：对卫星信号进行定位测向；
控制模块（7）：将来自所述定向模块（6）的定位测向信息通过CAN通讯口输出，通过RS-232通讯接口进行GLONASS直接放大模块（4）、信号再生模块（5）、定向模块（6）的输出功率控制与查询；
射频控制模块（8）：将所述的GLONASS的转发信号、GPS的转发信号和BD的转发信号进行合并后送入所述的2个转发天线（2）；
所述射频控制模块包括：第二射频开关，第三射频开关，第四射频开关，合路分路器，第一增益控制和第二增益控制；
所述第二射频开关接收所述GLONASS的转发信号，并将所述GLONASS的转发信号发送给所述合路分路器；
所述第三射频开关接收所述BD的转发信号，并将所述BD的转发信号发送给所述合路分路器；
所述第四射频开关接收所述GPS的转发信号，并将所述GPS的转发信号发送给所述合路分路器；
所述合路分路器将接收到的信号进行合并后再分为两路，其中一路信号发送给所述第一增益控制，另一路信号发送给所述第二增益控制；
所述第一增益控制将接收到的信号发送给第一转发天线；
所述第二增益控制将接收到的信号发送给第二转发天线；
电源模块（9）：将+24V～+31V电源转换为5V电源，为所述的卫星信号转发装置提供电源。
2.根据权利要求1所述的卫星信号转发装置，其特征在于，在所述GLONASS直接放大模块（4）输出端设置检测电路，以检测所述GLONASS直接放大模块（4）的工作状态。
3.根据权利要求1所述的卫星信号转发装置，其特征在于，所述的位置和时间信息按指令发送给控制模块（7）。
4.根据权利要求1所述的卫星信号转发装置，其特征在于，在所述射频控制模块（8）与2个转发天线（2）的连接通道中设置增益控制器，以调节连接通道的增益。
5.根据权利要求1所述的卫星信号转发装置，其特征在于，在所述电源模块（9）处设置EMI滤波器，以保证电磁兼容性。
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