CN113949457B - 一种小型化多通道高隔离度射频光传输系统 - Google Patents

一种小型化多通道高隔离度射频光传输系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种小型化多通道高隔离度射频光传输系统，包括光连接器、波分复用器、供电隔离板、多个射频光接收模块以及多个射频连接器；光连接器与波分复用器连接，波分复用器与射频光接收模块连接，波分复用器将收到的光信号分解为多路并输出至对应的射频光接收模块；射频光接收模块与射频连接器相连，供电隔离板包括印制板以及布设于印制板上的板间屏蔽走线，每个射频光接收模块的供电端均设为焊针端子，焊针端子与印制板插接配合以实现焊针端子与板间屏蔽走线的电性导通，进而实现供电隔离板对各个射频光接收模块的供电。本发明实现多通道射频光信号传输的同时，提高了通道间的隔离度，降低了设备体积，提高了装配效率。

Description

一种小型化多通道高隔离度射频光传输系统
技术领域
本发明属于微波光传输设备技术领域，特别涉及一种基于微波光子传输的小型化多通道高隔离度射频光传输系统。
背景技术
在电子对抗、雷达、通信和导航等系统中，信号传输会涉及到多路信号传输，而多路信号传输往往会造成一定的干扰，比如各个通道之间信号的相互串扰，多路信号同时传输是造成传输信号质量较差的主要原因。而随着现代雷达的发展，往往需要在有限的空间内集成多路信号进行传输，而多路信号在有限的空间内传输时容易造成相互干扰，导致系系统整体性能下降，因此解决小型化、多通道信号高质量传输成为现代雷达、电子对抗、通信等系统必须解决的问题。
现有多路射频光传输系统，大多数通过两种形式实现通道间隔离：1、空间隔离，通常通过加屏蔽腔的方式来实现各通道间的空间隔离；2、电源线的隔离，多通道射频光传输系统中，电源线间的干扰往往会对整个系统的隔离度产生较大影响。为了有效解决电源线带来干扰，通常采用屏蔽双绞线的方式来实现。
现有多路射频光传输系统通道间隔离度设计方案如图1所示，为传统7通道射频光接收设备，7路光信号通过7个面板光连接器01进入7个射频光接收模块02，射频光接收模块02将接收到的光信号转换成射频信号，再经过放大器03进行信号放大，之后通过7个面板射频连接器04输出。该7通道射频光接收设备采用以下方式进行通道间隔离：1、通过2个隔板05和放大器上方的屏蔽罩06，实现空间上的隔离。2、板给射频光接收模块以及放大器的供电导线采用屏蔽双绞线，实现电源上的隔离。该7通道射频光接收设备具备以下缺点：1、屏蔽腔空间隔离会加大设备的体积和重量，增加成本。2、蔽腔空间隔离由于需要较大的空间体积，从而大大影响产品的使用普遍性。3、在设备壳体内安装电源板07进行供电，并以双绞屏蔽线的方式进行电源线屏蔽，不能有效的抑制电源线带来的干扰，往往无法得到想要的隔离效果。
发明内容
为解决现有多路射频光传输系统存在的问题，本发明提出一种小型化多通道高隔离度射频光传输系统，实现多通道射频光信号传输的同时，提高了通道间的隔离度，大大降低了设备体积。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种小型化多通道高隔离度射频光传输系统，其特征在于包括：光连接器、波分复用器、供电隔离板、多个射频光接收模块以及多个射频连接器；光连接器与波分复用器连接，光连接器用于将接收的光信号传递至波分复用器；波分复用器与射频光接收模块连接，波分复用器将收到的光信号分解为多路并输出至对应的射频光接收模块；射频光接收模块与射频连接器相连，射频光接收模块将收到的光信号转换成射频信号并通过射频连接器输出；供电隔离板包括印制板以及布设于印制板上的板间屏蔽走线，每个射频光接收模块的供电端均设为焊针端子，焊针端子与印制板插接配合以实现焊针端子与板间屏蔽走线的电性导通，进而实现供电隔离板对各个射频光接收模块的供电。
进一步的，射频光接收模块内通过微组装技术集成有光电二极管芯片和放大器芯片，使射频光接收模块具有射频光接收及射频信号放大的功能。
进一步的，波分复用器设有4个，射频光接收模块设有36个，射频连接器设有36个；每个波分复用器将光信号分为9路并与9个射频光接收模块一一对应连接；4个波分复用器输出36路光信号，36路光信号通过36个射频光接收模块实现光信号转化成射频信号并将射频信号放大，并通过射频连接器输出射频信号。
进一步的，供电隔离板的输入端与电源板连接以获取电能。
进一步的，包括设备壳体，光连接器安装的设备壳体的前面板上，波分复用器、供电隔离板以及射频光接收模块安装在设备壳体内部，射频连接器安装于设备壳体的后面板。
进一步的，设备壳体上设有电源连接器，电源连接器与电源板连接。
进一步的，波分复用器采用能提高光路隔离度的双级波分复用器。
进一步的，印制板上设有与射频光接收模块分布形式匹配的多组供电插孔，每组供电插孔供一个射频光接收模块的焊针端子对应插接，供电插孔与对应的板间屏蔽走线连接。
进一步的，在印制板上每组供电插孔的一侧开设有避让孔。
借由上述技术方案，本发明与现有技术相比至少具备以下有益效果：
1、本发明采用光电集成技术，即采用光电芯片与射频芯片进行了微组装集成设计，大大减小设备体积，实现小型化设计。
2、采用“无线”化设计将射频光接收模块与供电隔离板一体化连接，大大降低了电源线带来的干扰，有效提高了通道间隔离度。
3、供电隔离板到射频光接收模块之间的供电由之前导线焊接，改为焊针端子直插，提高焊接效率和质量的同时进一步减少了电源线带来的干扰。
4、本发明中波分复用器采用双级波分复用器，即光路上采用双级波分复用技术，有效地抑制光路上产生的相互干扰，进一步提高了通道间隔离度。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能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是现有技术中多通道射频光接收设备的示意图。
图2是本发明一种小型化多通道高隔离度射频光传输系统的正视示意图。
图3是本发明一种小型化多通道高隔离度射频光传输系统的俯视示意图。
图4是本发明一种小型化多通道高隔离度射频光传输系统的后视示意图。
图5是本发明一种小型化多通道高隔离度射频光传输系统的内部布局爆炸图。
图6是本发明一种小型化多通道高隔离度射频光传输系统中供电隔离板的板间屏蔽走线示意图。
图7是本发明一种小型化多通道高隔离度射频光传输系统中供电隔离板与射频光接收模块的供电直插配合示意图。
具体实施方式
以下结合附图及较佳实施例对本发明的技术方案作进一步的详细说明。
如图2至图7，一种小型化多通道高隔离度射频光传输系统，其为多通道射频光接收设备，包括设备壳体1、光连接器2、波分复用器3、电源板4、供电隔离板5、射频光接收模块6以及射频连接器7；其中光连接器2安装的设备壳体1的前面板上，波分复用器3、电源板4、供电隔离板5以及射频光接收模块6均安装在设备壳体1的内部，射频连接器7均安装在设备壳体的后面板上。
光连接器2输入端用于与外部光纤连接以接收光信号，光连接器2输出端与波分复用器3连接，光连接器2将接收的光信号传递至波分复用器3；本实施例中，设置3个光连接器，4个波分复用器、36个射频光接收模块及36个射频连接器，从而使本发明构成36通道射频光接收设备。波分复用器3两个为一组叠放安装，波分复用器3输出端与射频光接收模块6输入端连接，从而将收到的光信号分解为多路并且每一路光信号输出至对应的射频光接收模块；即每个波分复用器将光信号分为9路并与9个射频光接收模块一一对应连接。射频光接收模块6输出端与射频连接器7相连，射频光接收模块将收到的光信号转换成射频信号，并将射频信号进行放大处理，之后通过射频连接器7输出设备。每一个射频光接收模块6对应连接一个射频连接器7，本实施例中，射频光接收模块及射频连接器均呈4×9的矩形阵列布设。此外，本实施例中，3个光连接器与4个波分复用器的对应连接关系为，其中一个光连接器对应连接两个波分复用器，其余两个光连接器各对应连接一个波分复用器。其它实施例中，也可以仅设置一个光连接器，使一个光连接器连接4个波分复用器，或者是其它对应连接关系，本发明对此不作限制。
本发明采用光电集成技术，即射频光接收模块6将光电芯片与射频芯片进行了微组装集成设计；使得现有射频光接收模块和放大器所能实现的功能通过本发明中光电二极管芯片和射频放大器芯片的集成，实现射频光接收和放大一体化模块设计，使射频光接收模块成为射频光接收放大模块，该模块集成化程度更高，相比现有技术其体积减小了约2/3，利于实现产品及设备的小型化设计。
供电隔离板5包括印制板51以及布设于印制板上的板间屏蔽走线52，供电隔离板5与电源板4连接以获取电能，然后再将电源分配至各路板间屏蔽走线，电源板4与电源连接器8连接，电源连接器8安装在设备壳体1的后面板上，用于连接外接供电插头。每个射频光接收模块的供电端均设为焊针端子61，为了与该射频光接收模块配套直插，印制板上设置多组供电插孔53也呈4×9矩形阵列分布，每组供电插孔53对应一个射频光接收模块的焊针端子61，供电插孔53与一组板间屏蔽走线52连接，因此印制板内共设有36组板间屏蔽走线。安装供电隔离板时将板体整体扣设在射频光接收模块上，则焊针端子自动插入对应的供电插孔，以实现焊针端子与板间屏蔽走线的电性导通，进而实现供电隔离板对所有射频光接收模块的供电。此举的优势在于将射频光接收模块与供电隔离板一体化连接，大大降低了电源线带来的干扰，有效提高了通道间隔离度；射频光接收模块的供电路径由之前的“电源板-射频模块”改为“电源板-供电隔离板-射频光接收模块”，即通过中间供电隔离板将传统的108根电源线改成印制板板间屏蔽走线，实现了电源线的“无线化”设计，成倍提高了设备装配效率。进一步的，在印制板上每组供电插孔的一侧开设有避让孔54，以便于波分复用器与射频光信号接收模块连接的信号线穿过，从而便于布线及连接。
作为优选，波分复用器采用双级波分复用器，即单个波分复用器内部串联了2个波分管，对不同波长的光进行双级反射，使得主信号波长里参杂的其它波长的光进一步减少，提高光信号隔离度，射频信号隔离度相应提高2倍光信号隔离度；此举可使得光路隔离度是传统波分复用技术的2倍，光路隔离度可提高到45dB以上。其它实施例中，波分复用器也可以采用常规波分复用器，本发明对此不作限制。
通过采用上述技术方案，本发明射频光接收设备体积减小了2/3，同时将传输通道由7路扩展成了36路，大大提高了设备的集成度，实现了设备小型化设计；同时设备通道间隔离度在18GHz时由原来的43dB～45dB提高到了60dB～80dB，隔离度提高了约35dB，大大提高了信号的传输质量，从而实现了小型化多通道高隔离度的微波光传输技术。
值得说明的是，在其它实施例中，波分复用器与射频光接收模块的对应关系不限于为1比9，也可以是一个波分复用器连接6个射频光接收模块，或者根据实际所需来进行配置。因此，本发明不限于仅实现36通道射频光传输，可以根据实际工况需要配置任意通道数量。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。而本发明未详述之处，均为现有技术。

Claims (7)

1.一种小型化多通道高隔离度射频光传输系统，其特征在于包括：光连接器、波分复用器、供电隔离板、多个射频光接收模块以及多个射频连接器；
光连接器与波分复用器连接，光连接器用于将接收的光信号传递至波分复用器；波分复用器与射频光接收模块连接，波分复用器将收到的光信号分解为多路并分别输出至对应的射频光接收模块；射频光接收模块与射频连接器相连，射频光接收模块将收到的光信号转换成射频信号并通过射频连接器输出；供电隔离板包括印制板以及布设于印制板上的板间屏蔽走线，每个射频光接收模块的供电端均设为焊针端子，射频光接收模块内通过微组装技术集成有光电二极管芯片和放大器芯片，使射频光接收模块具有射频光接收及射频信号放大的功能；印制板上开设有与射频光接收模块分布形式匹配的多组供电插孔，供电隔离板整体扣设在多个射频光接收模块上，以使每组供电插孔与一个射频光接收模块的焊针端子对应插接，供电插孔与对应的板间屏蔽走线连接，以实现焊针端子与对应板间屏蔽走线的电性导通，进而实现供电隔离板对各个射频光接收模块的供电。
2.根据权利要求1所述的一种小型化多通道高隔离度射频光传输系统，其特征在于：波分复用器设有4个，射频光接收模块设有36个，射频连接器设有36个；每个波分复用器将光信号分为9路并与9个射频光接收模块一一对应连接；4个波分复用器输出36路光信号，36路光信号通过36个射频光接收模块实现光信号转化成射频信号并将射频信号放大，并通过射频连接器输出射频信号。
3.根据权利要求1所述的一种小型化多通道高隔离度射频光传输系统，其特征在于：供电隔离板的输入端与电源板连接以获取电能。
4.根据权利要求3所述的一种小型化多通道高隔离度射频光传输系统，其特征在于：包括设备壳体，光连接器安装的设备壳体的前面板上，波分复用器、供电隔离板以及射频光接收模块安装在设备壳体内部，射频连接器安装于设备壳体的后面板。
5.根据权利要求4所述的一种小型化多通道高隔离度射频光传输系统，其特征在于：设备壳体上设有电源连接器，电源连接器与电源板连接。
6.根据权利要求1所述的一种小型化多通道高隔离度射频光传输系统，其特征在于：波分复用器采用能提高光路隔离度的双级波分复用器。
7.根据权利要求1所述的一种小型化多通道高隔离度射频光传输系统，其特征在于：在印制板上每组供电插孔的一侧开设有避让孔。
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