CN113890619A - 一种中频信号光端机 - Google Patents
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Abstract
一种中频信号光端机，包括发射光端机、接收光端机，发射光端机内部集成设置有将接收的多路射频信号调制为多路对应光信号的光发射组件、将多路对应光信号合成为一路光信号的波分复用器，接收光端机内部集成设置有将合成的一路光信号分解成多路对应光信号的解波分复用器、将分解后的多路对应光信号解调为多路对应射频信号的光接收组件，发射光端机与接收光端机通过光缆连接，用于将合成的光信号从发射光端机传输至接收光端机。本发明传输距离远、损耗低、体积小、重量轻，同时降低了成本，提高了设备集成度和系统可靠性；保证了相位一致性和群时延的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及中频信号传输技术领域，具体涉及一种中频信号光端机。
背景技术
在雷达天线的研究和应用过程中，中频信号的传输是非常重要的环节。目前天线接收的中频信号均是通过射频电缆及射频电连接器将中频信号接入多芯射频滑环，然后通过多芯射频滑环传输到机房接收机。该技术有以下缺点：
A）天线接收的中频信号功率小，在射频电传输过程中会随传输距离增加而逐渐衰减直至无法被后端机房接收机采集，因此传输距离有限；
B）多路中频信号传输需要复杂的多芯射频滑环及多根射频电缆，系统庞大复杂，同时降低系统可靠性；
C）射频电缆及多芯射频滑环温度变化会引入相位和群延时的不稳定；
D）受空间限制，多路中频信号不能同时传输，需要大规模的射频开关矩阵，但随着规模的增大和频率的升高，射频插入损耗会大大增加，可交换的中频信号路数受限。
发明内容
针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种中频信号光端机。
本发明的目的是采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种中频信号光端机，包括发射光端机、接收光端机，发射光端机内部集成设置有将接收的多路射频信号调制为多路对应光信号的光发射组件、将多路对应光信号合成为一路光信号的波分复用器，接收光端机内部集成设置有将合成的一路光信号分解成多路对应光信号的解波分复用器、将分解后的多路对应光信号解调为多路对应射频信号的光接收组件，发射光端机与接收光端机通过光缆连接，用于将合成的光信号从发射光端机传输至接收光端机。
进一步的，所述发射光端机上设置多个集束射频入口，该接口通过电缆与天线通信连接，用于接收天线的多路中频信号。
进一步的，所述发射光端机上设置集束光出口，光缆的一端连接在集束光出口上。
进一步的，所述发射光端机上设置单芯光滑环，波分复用器将合成为一路的光信号通过单芯光滑环输出。
进一步的，所述发射光端机后端设置后面板进风孔、前端面设置前面板出风口，风从后面板进风孔进入，从前面板出风口吹出。
进一步的，所述接收光端机上设置集束光入口，用于与光缆连接，接收从发射光端机发送的合成后的光信号。
进一步的，所述集束光入口设置多个，数量与发射光端机数量对应相等。
进一步的，所述接收光端机上设置多个集束射频出口，用于输出解调后的多路射频信号。
进一步的，所述光发射组件和光接收组件均集成设置高精度温度控制电路。
与现有技术相比，该发明的有益之处在于：
1、发射光端机内部的光发射组件接收信号功率范围为-130dBm～+15dBm，动态范围可以达到145dB，完全可以覆盖天线接收中频信号功率100dB的范围，同时选择光纤传输带来的插入损耗很低，1Km光纤带来的损耗约为0.4dB，可以忽略不计，传输距离可以达到10Km以上，完全可以覆盖雷达天线和光端接收机所在机房的距离,能够实现中频信号小功率信号无损远距离传输；
2、该中频信号光端机采用微波光子及波分复用技术，将80路中频信号复用成1路光信号输出，从而可以将现有技术中的80芯射频滑环替换成单芯光滑环。单芯光滑环替代复杂的多芯射频滑环，体积减少到原来的1/120，缩小体积的同时降低了重量，同时降低了成本，提高了设备集成度和系统可靠性；
3、该中频信号光端机可实现多路中频信号同时传输，在本实施例中，可实现160路中频信号同时传输，互不干扰，通道隔离度达到70dB以上。光发射组件和光接收组件还集成设置高精度温度控制电路，控制精度在0.1℃以内，保证160路中频信号的相位一致性和群时延的稳定性；
4、该中频信号光端机内部均采用集成化、模块化设计，实现中频信号传输系统高集成化设计，相比于传统射频电缆系统，尺寸缩小到原来的1/20，重量缩小到原来的1/15。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1为本发明一种中频信号光端机实施例的原理框图；
图2a为图1中发射光端机的正视图；
图2b为图1中发射光端机的右视图；
图2c为图1中发射光端机的俯视图；
图2d为图1中发射光端机的后视图；
图3a为图1中接收光端机的正视图；
图3b为图1中接收光端机的俯视图；
图3c为图1中接收光端机的右视图；
图3d为图1中接收光端机的后视图。
【附图标记】
1-发射光端机I，101-发射机电源，102-交流供电接口，103-直流供电接口，104-前面板出风口，105-集束光出口，106-集束射频入口，107-后面板进风孔，2-发射光端机II，3-光缆I，4-光缆II，5-接收光端机，501-集束光入口，502-集束射频出口，503-接收机电源。
具体实施方式
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，都属于本发明保护的范围。
本发明一种中频信号光端机的一个实施例，如图1至图3d所示。该光端机包括发射光端机、接收光端机5，发射光端机与接收光端机5通过光缆连接。发射光端机包括发射光端机I1、发射光端机II2，发射光端机I1通过光缆I3与接收光端机5连接，发射光端机II2通过光缆II4与接收光端机5连接。
来自空间飞行器的多路中频信号经过天线接收后，平均分为两组，在本实施例中，天线共接收160路中频信号，每组80路中频信号，其中一组由发射光端机I1处理，另一组由发射光端机II2处理。发射光端机I1与发射光端机II2结构相同，以发射光端机I1为例进行说明。
发射光端机I1内部集成设置光发射组件、波分复用器，发射光端机I1壳体上设置发射机电源101、交流供电接口102、直流供电接口103、前面板出风口104、集束光出口105、集束射频入口106、后面板进风孔107。
交流供电接口102、直流供电接口103设置在发射机电源101上，为发射光端机I1提供交流电、直流电。风从后面板进风孔107进入，从前面板出风口104吹出，为发射光端机I1降温。
集束射频入口106设置有多个，该接口通过电缆与天线通信连接，用于接收天线的多路中频信号，在本实施例中，接收80路射频信号。接收的80路中频信号经光发射组件调制，输出为80个不同波长的光信号，80个不同波长的光信号经波分复用器合成为一路光信号，合成为一路的光信号通过单芯光滑环从集束光出口105输出。光纤I3的一端连接集束光出口105，另一端连接接收光端机5。发射光端机I1输出的合成的一路光信号经过光纤I3长距离传输至机房的接收光端机5。
光纤II4的一端连接发射光端机II2的集束光出口，另一端连接接收光端机，用于传输发射光端机II2发出的合成的一路光信号。
接收光端机5内部集成设置解波分复用器、光接收组件，壳体上设置集束光入口501、集束射频出口502、接收机电源503。接收机电源503为接收光端机5提供电能。
集束光入口501设置两个，集束光入口501与对应的光缆连接，分别用于接收两台发射光端机发送过来的合成后的光信号。接收光端机接收的光信号通过解波分复用器处理，输出160路光信号，160路光信号经过光接收组件解调转换为对应的中频信号。集束射频出口502设置多个，其上连接有对应的电缆，解调后的160路光信号从对应的集束射频出口502输出，并利用电缆进行传输。
发射光端机内部的光发射组件接收信号功率范围为-130dBm～+15dBm，动态范围可以达到145dB，完全可以覆盖天线接收中频信号功率100dB的范围，同时选择光纤传输带来的插入损耗很低，1Km光纤带来的损耗约为0.4dB，可以忽略不计，传输距离可以达到10Km以上，完全可以覆盖雷达天线和光端接收机所在机房的距离,能够实现中频信号小功率信号无损远距离传输。
该中频信号光端机采用微波光子及波分复用技术，将80路中频信号复用成1路光信号输出，从而可以将现有技术中的80芯射频滑环替换成单芯光滑环。单芯光滑环替代复杂的多芯射频滑环，体积减少到原来的1/120，缩小体积的同时降低了重量，同时降低了成本，提高了设备集成度和系统可靠性。
该中频信号光端机可实现多路中频信号同时传输，在本实施例中，可实现160路中频信号同时传输，互不干扰，通道隔离度达到70dB以上。光发射组件和光接收组件还集成设置高精度温度控制电路，控制精度在0.1℃以内，保证160路中频信号的相位一致性和群时延的稳定性。
该中频信号光端机内部均采用集成化、模块化设计，实现中频信号传输系统高集成化设计，相比于传统射频电缆系统，尺寸缩小到原来的1/20，重量缩小到原来的1/15。
尽管已经展示和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种中频信号光端机，其特征在于：包括发射光端机、接收光端机（5），发射光端机内部集成设置有将接收的多路射频信号调制为多路对应光信号的光发射组件、将多路对应光信号合成为一路光信号的波分复用器，接收光端机内部集成设置有将合成的一路光信号分解成多路对应光信号的解波分复用器、将分解后的多路对应光信号解调为多路对应射频信号的光接收组件，发射光端机与接收光端机（5）通过光缆连接，用于将合成的光信号从发射光端机传输至接收光端机。
2.根据权利要求1所述的一种中频信号光端机，其特征在于：所述发射光端机上设置多个集束射频入口（106），该接口通过电缆与天线通信连接，用于接收天线的多路中频信号。
3.根据权利要求1所述的一种中频信号光端机，其特征在于：所述发射光端机上设置集束光出口（105），光缆的一端连接在集束光出口（105）上。
4.根据权利要求1所述的一种中频信号光端机，其特征在于：所述发射光端机上设置单芯光滑环，波分复用器将合成为一路的光信号通过单芯光滑环输出。
5.根据权利要求1所述的一种中频信号光端机，其特征在于：所述发射光端机后端设置后面板进风孔（107）、前端面设置前面板出风口（104），风从后面板进风孔（107）进入，从前面板出风口（104）吹出。
6.根据权利要求1所述的一种中频信号光端机，其特征在于：所述接收光端机（5）上设置集束光入口（501），用于与光缆连接，接收从发射光端机发送的合成后的光信号。
7.根据权利要求6所述的一种中频信号光端机，其特征在于：所述集束光入口（501）设置多个，数量与发射光端机数量对应相等。
8.根据权利要求1所述的一种中频信号光端机，其特征在于：所述接收光端机（5）上设置多个集束射频出口（502），用于输出解调后的多路射频信号。
9.根据权利要求1所述的一种中频信号光端机，其特征在于：所述光发射组件和光接收组件均集成设置高精度温度控制电路。
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