CN115001538A - 一种用于供电与多信号共线同传的传输设备及传输方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于供电与多信号共线同传的传输设备及传输方法。其中，设备端装置通过馈线与天线端装置传输通信射频信号以及直流馈电；设备端装置上电后，天线端装置接收有源天线发送的第二数字基带信号，并将该信号转换成控制射频信号，再通过馈线传输给设备端装置，然后，设备端装置将接收到的控制射频信号转成第一数字基带信号，向通信终端传输此第一数字基带信号；设备端装置和天线端装置通过频分复用同一根馈线，传输两个不同频段的射频信号，实现直流馈电、通信射频信号和控制射频信号通过一根馈线进行传输，无需多根馈线分别馈电和传输不同的射频信号，降低馈线的架设难度以及减少馈线数量，降低制造成本。

Description

一种用于供电与多信号共线同传的传输设备及传输方法

技术领域

本发明属于天线领域，特别是涉及一种用于供电与多信号共线同传的传输设备及传输方法。

背景技术

现有技术中，天线与通信终端之间通过馈线传输射频信号，随着天线应用需求增多，还需要在天线与通信终端之间进行操控和状态信息传输，通过单独的接口和线缆进行传输，由此增加了设备线缆连接的复杂性。

另外，随着有源天线的使用，还需要对有源天线进行供电，而供电的电压、电流也具有多样性，需要增加供电模块和供电线路，也带来了进一步的线缆连接的复杂性。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种用于供电与多信号共线同传的传输设备及传输方法，解决现有技术中天线与通信终端之间需要供电和传输多种信号时线缆连接复杂的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是提供一种用于供电与多信号共线同传的传输设备，传输设备包括设备端装置、天线端装置和馈线；设备端装置包括第一电源接口、第一射频信号接口、第一数字基带信号接口和第一馈线接口，天线端装置包括第二电源接口、第二射频信号接口、第二数字基带信号接口和第二馈线接口；馈线分别通过第一馈线接口和第二馈线接口与设备端装置和天线端装置连接，馈线用于供电传输，以及控制射频信号和通信射频信号的传输；第一电源接口用于外接直流电源，通过馈线，向第二电源接口提供直流供电；第一数字基带信号接口用于传输第一数字基带信号，第二数字基带信号接口用于传输第二数字基带信号，设备端装置用于将第一数字基带信号与控制射频信号进行相互转换，天线端装置用于将第二数字基带信号与控制射频信号进行相互转换；第一射频信号接口和第二射频信号接口均用于传输通信射频信号。

优选的，设备端装置包括第一通信转换模块、第一双工器、第一馈电模块；第一通信转换模块用于将控制射频信号进行解调形成第一数字基带信号，第一双工器用于将控制射频信号和通信射频信号分路，第一馈电模块用于直流供电与控制射频信号、通信射频信号合路到第一馈线接口；第一双工器包括第一合路端和第一分路端和第二分路端，第一馈电模块包括第一直流供电端、第一射频端和第一馈线端；第一通信转换模块的一端连接第一数字基带信号接口，另一端连接第一分路端，第一射频信号接口连接第二分路端；第一射频端连接第一合路端，第一直流供电端连接第一电源接口，第一馈线端连接第一馈线接口。

优选的，第一通信转换模块包括相互电连接的第一处理器和第一无线通信芯片，第一无线通信芯片接收来自第一双工器的控制射频信号，第一无线通信芯片将控制射频信号转换形成第一数字基带信号，再经过第一处理器后，将此第一数字基带信号通过第一数字基带信号接口进行传输。

优选的，设备端装置还包括继电器和第三电源接口，继电器分别与第一通信转换模块和第一馈电模块电连接，继电器的输入端分别与第一电源接口和第三电源接口连接，继电器的输出端连接第一馈电模块，继电器的控制端电连接第一通信转换模块；继电器用于对来自第一电源接口和第三电源接口的两个不同供电电源进行选择，向天线端装置和有源天线进行供电电压选择。

优选的，天线端装置包括第二通信转换模块、第二双工器、第二馈电模块和电源模块；第二通信转换模块用于将第二数字基带信号进行调制形成控制射频信号，第二双工器用于将控制射频信号和通信射频信号合路，第二馈电模块用于把直流供电与控制射频信号、通信射频信号从第二馈线接口分路，电源模块用于电压检测，以及电压转换并向有源天线供电；第二双工器包括第二合路端、第三分路端和第四分路端，第二馈电模块包括第二直流供电端、第二射频端和第二馈线端；第二通信转换模块的一端连接第二数字基带信号接口，另一端连接第三分路端，第二射频信号接口连接第四分路端；第二馈电模块的第二射频端连接第二合路端，第二直流供电端连接电源模块，第二馈线端连接第二馈线接口；电源模块分别与第二通信转换模块和第二电源接口连接，用于传输馈电。

优选的，第二通信转换模块包括相互电连接的第二处理器和第二无线通信芯片，第二处理器用于接收来自天线的第二数字基带信号，再经过第二无线通信芯片将第二数字基带信号转换成控制射频信号，输出至第二双工器的第三分路端。

本发明的另一实施例提供了一种用于供电与多信号共线同传的传输方法，传输方法的步骤包括：通信终端和有源天线之间连接有馈线，在馈线的两端分别连接设备端装置和天线端装置；馈线进行供电传输，用于设备端装置向天线端装置供电；馈线还进行至少两个不同的射频信号传输，用于设备端装置与天线端装置之间至少传输控制射频信号和通信射频信号。

优选的，传输控制射频信号包括：在天线端装置中，将第二数字基带信号转换为控制射频信号，将控制射频信号与供电传输合路，经过馈线传输到达设备端装置，设备端装置将控制射频信号分离出来，并转换为第一数字基带信号。

优选的，传输通信射频信号包括：在天线端装置中，将通信射频信号与控制射频信号、供电传输合路，经过馈线传输到达设备端装置，设备端装置再将通信射频信号分离出来。

优选的，供电传输包括：在设备端装置中，接入第一供电电源，用于设备端装置自身供电，并通过馈线将第一供电电源向天线端装置和天线供电；或者，在设备端装置中，接入第一供电电源和第二供电电源，天线端装置在识别其所连接的有源天线为大电流天线时，通过控制射频信号，将识别信息传输至设备端装置，设备端装置则选择由第一供电电源切换到第二供电电源，由第二供电电源通过馈线向天线端装置和有源天线供电。

本发明的有益效果是：本发明公开了一种用于供电与多信号共线同传的传输设备及传输方法。其中，设备端装置通过馈线与天线端装置传输通信射频信号以及直流馈电；设备端装置上电后，天线端装置接收有源天线发送的第二数字基带信号，并将该信号转换成控制射频信号，再通过馈线传输给设备端装置，然后，设备端装置将接收到的控制射频信号转成第一数字基带信号，向通信终端传输此第一数字基带信号；设备端装置和天线端装置通过频分复用同一根馈线，传输两个不同频段的射频信号，实现直流馈电、通信射频信号和控制射频信号通过一根馈线进行传输，无需多根馈线分别馈电和传输不同的射频信号，降低馈线的架设难度以及减少馈线数量，降低制造成本。

附图说明

图1是本发明的一种用于供电与多信号共线同传的传输设备一实施例的组成框图；

图2是本发明的用于供电与多信号共线同传的传输设备另一实施例的设备端装置一实施例的组成框图；

图3是本发明的用于供电与多信号共线同传的传输设备另一实施例的设备端装置另一实施例的组成框图；

图4是本发明的用于供电与多信号共线同传的传输设备另一实施例的设备端装置的第二LDO一实施例的电路连接图；

图5是本发明的用于供电与多信号共线同传的传输设备另一实施例的设备端装置的第一LDO一实施例的电路连接图；

图6是本发明的用于供电与多信号共线同传的传输设备另一实施例的设备端装置的继电器一实施例的电路连接图；

图7是本发明的用于供电与多信号共线同传的传输设备另一实施例的天线端装置一实施例的组成框图；

图8是本发明的用于供电与多信号共线同传的传输设备另一实施例的天线端装置另一实施例的组成框图；

图9是本发明的用于供电与多信号共线同传的传输设备另一实施例的天线端装置的电源模块一实施例的电路连接图；

图10是本发明的用于供电与多信号共线同传的传输设备另一实施例的天线端装置的第三LDO一实施例的电路连接图；

图11是本发明的用于供电与多信号共线同传的传输方法一实施例的流程图。

图标：

100：传输设备，10：设备端装置，C1-1：第一电源接口，C1-2：第一射频信号接口，C1-3：第一数字基带信号接口，C1-4：第一馈线接口，C1-5：第三电源接口，101：第一通信转换模块，1011：第一处理器，1012：第一无线通信芯片，1013：第一增益控制器，102：第一双工器，1021:第一合路端,1022:第一分路端,1023:第二分路端，103：第一馈电模块；L1：第一电感，C1：第一电容，C2：第二电容，1031:第一直流供电端,1032:第一射频端,1033:第一馈线端,104：继电器，105：第一LDO,106：第二LDO,20：天线端装置，C2-1：第二电源接口，C2-2：第二射频信号接口，C2-3：第二数字基带信号接口，C2-4：第二馈线接口，201：第二通信转换模块，2011：第二处理器，2012：第二无线通信芯片，2013：第二增益控制器，202：第二双工器，2021:第二合路端,2022:第三分路端,2023:第四分路端，203：第二馈电模块；L2：第二电感，C3：第三电容，C4：第四电容，2031:第二直流供电端,2032:第二射频端,2033:第二馈线端,204：电源模块，2041：电压检测电路，2042：DC-DC控制器，205：第三LDO，30：馈线，V1：第一电压，V2：第二电压，V3：第三电压，V4：第四电压，V5：第五电压，V6：第六电压，D1：稳压二极管，D2：发光二极管，R1：第一电阻,R2：第二电阻,C5：第五电容，C6：第六电容，L3：第三电感。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。

本发明提供一种用于供电与多信号共线同传的传输设备，该传输设备设置在通信终端与天线之间，其目的是为了实现基于同一根馈线实现供电和多种信号的共同传输。

如图1所示，图1是本发明的一种用于供电与多信号共线同传的传输设备一实施例的组成框图，传输设备100包括设备端装置10、天线端装置20和馈线30；设备端装置10包括第一电源接口C1-1、第一射频信号接口C1-2、第一数字基带信号接口C1-3和第一馈线接口C1-4，天线端装置20包括第二电源接口C2-1、第二射频信号接口C2-2、第二数字基带信号接口C2-3和第二馈线接口C2-4。

馈线30分别通过第一馈线接口C1-4和第二馈线接口C2-4与设备端装置10和天线端装置20连接，馈线30用于供电传输，以及传输控制射频信号和通信射频信号。

在本发明的一实施例中，馈线30使用低损耗的同轴电缆，可以降低馈线30的损耗。在本发明的其他实施例中，也可使用其他的普通同轴电缆，在此不做限制。馈线30的长度一般选用小于30米或小于50米，如此选择，馈线30的体电阻与100米以上长度的电缆的体电阻相比更小，降低传输射频信号的衰减损耗。

第一电源接口C1-1用于外接直流电源，通过馈线30，向第二电源接口C2-1提供直流供电，第二电源接口C2-1用于外接有源天线，向有源天线供电，有源天线包括普通天线、抗干扰天线、相控阵天线等类型，主要是需要进行电源供电的天线，可以根据实际需要进行选择。

第一数字基带信号接口C1-3用于传输第一数字基带信号，第二数字基带信号接口C2-3用于传输第二数字基带信号，设备端装置10用于将第一数字基带信号与控制射频信号进行相互转换，天线端装置20用于将第二数字基带信号与控制射频信号进行相互转换；第一射频信号接口C1-2和第二射频信号接口C2-2之间通过馈线30进行传输射频信号，射频信号包括通信射频信号和控制射频信号。

这里需要说明，通信射频信号是指有源天线正常接收的通信信号，用于终端设备接收；而控制射频信号则是用于对设备端装置、天线端装置以及通信终端进行控制，该控制射频信号并不是来自于有源天线接收的射频信号，而是为了在馈线中传输监控信息，把监控信息调制成控制射频信号，从而能够在馈线中传输，该控制射频信号与通信射频信号通常是频段分开，以频分复用的方式来使用。优选的，控制射频信号与通信射频信号也可以是时分复用，并且可以通过不同频段再加以区分。

在本发明的一实施例中，通信射频信号选用1.6G频段信号，控制射频信号选用2.4G频段信号。其中，第一数字基带信号和第二数字基带信号可以双向通信，即第一数字基带信号接口C1-3可以接收或发送第一数字基带信号，第二数字基带信号接口C2-3可以接收或发送第二数字基带信号。

用于供电与多信号共线同传的传输设备100的工作过程为：

设备端装置10通过第一电源接口C1-1向直流电源获取电源，设备端装置10通过馈线30连接至天线端装置20，天线端装置20通过第二电源接口C2-1向有源天线进行直流供电；天线端装置20通过第二射频信号接口C2-2接收有源天线输出的通信射频信号，天线端装置20通过馈线30将通信射频信号传输至设备端装置10，设备端装置10通过第一射频信号接口C1-2将通信射频信号向外输出；天线端装置20通过第二数字基带信号接口C2-3接收有源天线输出的第二数字基带信号，该第二数字基带信号通常包括有源天线的工作状态信息，以及有源天线的类型信息。天线端装置20将此第二数字基带信号调制为控制射频信号，并通过馈线30向设备端装置10发送此控制射频信号，设备端装置10将接收到的控制射频信号解调形成第一数字基带信号，并通过第一数字基带信号接口将第一数字基带信号向外输出。设备端装置10也可以对第一数字基带信号中所含的信息进行识别，从而对设备端装置本身进行操控。

本发明的设备端装置10通过馈线30与天线端装置20传输通信射频信号以及直流馈电；设备端装置10上电后，天线端装置20接收到有源天线发送的第二数字基带信号，并将第二数字基带信号转换成控制射频信号，再通过馈线30传输给设备端装置10，然后，设备端装置10将接收到的控制射频信号转成第一数字基带信号，向通信终端传输此第一数字基带信号；设备端装置10和天线端装置20通过频分复用同一根馈线30，同时传输两个不同频段的射频信号，包括通信射频信号和控制射频信号。由此实现直流馈电、通信射频信号和控制射频信号通过一根馈线30进行传输，无需多根馈线30传输射频信号和数字基带信号，降低馈线30的架设难度以及减少馈线30数量，降低制造成本。

优选的，如图2所示，设备端装置10包括第一通信转换模块101、第一双工器102、第一馈电模块103；第一双工器102包括第一合路端1021、第一分路端1022和第二分路端1023，第一馈电模块103包括第一直流供电端1031、第一射频端1032和第一馈线端1033；第一通信转换模块101的一端连接第一数字基带信号接口C1-3，另一端连接第一分路端1022，第一射频信号接口C1-2连接第二分路端1023；第一射频端1032连接第一合路端1021，第一直流供电端1031连接第一电源接口C1-1，第一馈线端1033连接第一馈线接口C1-4。进一步的，设备端装置10还包括第一LDO（LowDropoutRegulator）105，用于电压转换，第一LDO105分别与第一电源接口C1-1和第一通信转换模块101连接。

第一馈电模块103包括第一电感L1、第一电容C1和第二电容C2，如图2所示，第一电感L1分别与第一电容C1和第二电容C2电连接，第一电感L1与第一电容C1的连接处与第一直流供电端1031电连接，第一电容C1的另一端接地，第一电感L1与第二电容C2的连接处与第一馈线端1033电连接，第二电容C2的另一端与第一射频端1032电连接，第一馈电模块103用于射频信号和直流供电进行合路，然后通过馈线共同馈入到天线端装置，通过天线端装置20向有源天线进行直流供电，以及接收或发送射频信号。

第一通信转换模块101用于将控制射频信号进行解调形成第一数字基带信号，然后将第一数字基带信号通过第一数字基带信号接口C1-3向通信终端发送，还包括对第一数字基带信号中包含的信息解调后，对设备端装置的供电进行切换控制，后面有进一步的说明；第一双工器102用于将通信射频信号和控制射频信号进行分路，即设备端装置10接收天线端装置20通过馈线30发送过来的通信射频信号和控制射频信号后，第一双工器102将通信射频信号通过第一射频信号接口C1-2向外传输，第一双工器102将控制射频信号发送至第一通信转换模块101，第一通信转换模块101对接收到的控制射频信号进行处理。

第一通信转换模块101包括第一处理器1011和第一无线通信芯片1012，第一无线通信芯片1012与第一处理器1011电连接，第一无线通信芯片1012与第一处理器1011电之间可以双向通信，第一无线通信芯片1012接收第一双工器102发送的控制射频信号，并将此控制射频信号进行解调形成第一数字基带信号，第一无线通信芯片1012将第一数字基带信号向第一处理器1011传输，第一处理器1011通过第一数字基带信号接口C1-3传输第一数字基带信号。

优选的，如图3所示，第一通信转换模块101还包括第一增益控制器1013，第一增益控制器1013一端与第一无线通信芯片1012通信连接，另一端与第一分路端1022连接，对控制射频信号进行放大或衰减处理。在本发明的一实施例中，第一双工器102将接收到控制射频信号和通信射频信号后对二者进行信号分路，将控制射频信号发送到第一通信转换模块101、将通信射频信号通过第一射频信号接口C1-2向外传输；第一增益控制器1013控制第一双工器102发送控制射频信号的功率的大小，对控制射频信号进行衰减或放大控制，将控制射频信号的功率控制在第一无线芯片接收的功率范围内。

其中，本发明的一实施例中，第一馈电模块103的第一电感L1为馈电电感，选用线艺公司的0908SQ-23NJLC空芯电感，饱和电流为4A，设备端装置10的第一双工器102使用选用TDK公司的DPX252500DT-5217A1芯片，第一处理器1011使用Ti公司的MSP430FR2433IRGER，第一无线通信芯片1012使用南京中科微公司的无线收发芯片SI24R1。

优选的，设备端装置10还包括继电器104和第三电源接口C1-5，如图3所示，继电器104分别与第一通信转换模块101、第一馈电模块103电连接。继电器104的输入端分别与第一电源接口C1-1和第三电源接口C1-5连接，第一电源接口C1-1用于接收第一电压V1。进一步地，设备端装置10还包括第二LDO106。该第二LDO106设置在第一电源接口C1-1与继电器的一个输入端之间，其作用是对第一电源接口C1-1接入的第一电压V1进行变压和/或稳压。

通过增加继电器104可以对来自第一电源接口C1-1和第三电源接口C1-5的两个不同供电电源进行选择，通常这两个电源的电压也不相同，主要是用于向天线端装置20和有源天线进行供电电压选择控制。而继电器104的控制端则与第一通信转换模块101中的第一处理器1011电连接，因此第一处理器1011可以对该继电器104进行电源选择控制，这种控制的依据则来源于第一处理器1011从第一数字基带信号获得的天线信息相关。

另外，第一电源接口C1-1通过第一LDO105单独向第一通信转换模块101供电，这与继电器104无关，表明只要第一电源接口C1-1接电，第一通信转换模块101就能正常工作。因此，设备端装置10的供电是独立于天线端装置20。

如图4所示，图4为本发明的一实施例的第二LDO106的电路结构示意图，第一电源接口C1-1连接第二LDO的输入端，第一电压V1经第二LDO106进行稳压后输出第二电压V2，接入到继电器104的一个输入端；继电器104的另一输入端连接第三电源接口C1-5，用于接收第三电压V3；继电器104的输出端连接第一馈电模块103的第一直流供电端1031，向第一馈电模块103输出第二电压V2或者第三电压V3。继电器104的控制端连接第一通信转换模块101中的第一处理器1011。

第一电源接口C1-1还用于连接第一LDO105的输入端，如图5所示，图5为本发明的一实施例的第一LDO的电路结构示意图，第一LDO105的输出端连接第一通信转换模块101，通过第一电源接口C1-1输入第一电压V1后，第一电压V1经过第一LDO105降压后输出第四电压V4，由此向第一通信转换模块101供电。

优选的，继电器104的型号为HFD4/5-SR，如图6所示，图6为本发明的一实施例的继电器的电路结构图，继电器104包括信号输入引脚1、第一输入引脚2、输出引脚3以及第二输入引脚4，信号输入引脚1与第一通信转换模块101的第一处理器1011的识别指令端P_SCLT连接，用于接收第一处理器1011的控制信号。在本实施例中，当第一处理器1011识别出来自第二数字基带信号中的天线类型信息后，根据天线类型不同，确定供电的类型选择，对此可以对继电器104进行控制。第一输入引脚2和第二输入引脚4是继电器104的输入端，第一输入引脚2与第一电源接口C1-1连接，用于接收第一电压V1，第二输入引脚4与第三电源接口C1-5连接，用于接收第三电压V3，输出引脚3是继电器104的输出端，输出引脚3与第一馈电模块103的第一直流供电端1031连接，用于输出第一电压V1或第三电压V3。进一步，当第一电源接口C1-1连接第二LDO106后再连接继电器104，则第一输入引脚2连接第二LDO106的输出端，第一电压V1经第二LDO106进行稳压后输出第二电压V2，第一输入引脚2接收第二电压V2，此时，输出引脚3向第一馈电模块103输出第二电压V2。

优选的，如图7所示，天线端装置20包括第二通信转换模块201、第二双工器202、第二馈电模块203和电源模块204，第二双工器202包括第二合路端2021、第三分路端2022和第四分路端2023，第二馈电模块203包括第二直流供电端2031、第二射频端2032和第二馈线端2033；第二通信转换模块201的一端连接第二数字基带信号接口C2-3，另一端连接第三分路端2022，第二射频信号接口C2-2连接第四分路端2023；第二馈电模块203的第二射频端2032连接第二合路端2021，第二直流供电端2031连接电源模块204，第二馈线端2033连接第二馈线接口C2-4；电源模块204分别与第二馈电模块和第二通信转换模块201电连接，通过第二电源接口C2-1向有源天线进行供电。进一步的，天线端装置20还包括第三LDO205，第三LDO205分别与第二直流供电端2031和第二通信转换模块201连接。

如图7所示，第二馈电模块203包括第二电感L2和第三电容C3、第四电容C4，第二电感L2分别与第三电容C3和第四电容C4电连接，第二电感L2与第四电容C4的连接处与第二直流供电端2031电连接，第四电容C4的另一端接地，第二电感L2与第三电容C3的连接处与第二馈线端2033电连接，第三电容C3的另一端与第二射频端2032电连接。第二电感L2、第三电容C3和第四电容C4组成的电路一方面将来自馈线的供电分离出来供给电源模块204，进一步通过第二电源接口C2-1向有源天线进行供电；另一方面，该第二馈电模块将来自第二双工器202的通信射频信号和控制射频信号传输到馈线30上，也可以反向将来自馈线30上的通信射频信号和控制射频信号传输给第二双工器202。

第二通信转换模块201用于将第二数字基带信号进行调制形成控制射频信号，然后将控制射频信号传输到第二双工器202；第二双工器202用于将通信射频信号和控制射频信号进行合路，即天线端装置20通过第二数字基带信号接口C2-3接收到第二数字基带信号后，通过第二通信转换模块201将此第二数字基带信号调制成控制射频信号，第二通信转换模块201将控制射频信号发送给第二双工器202的第三分路端2022，第二双工器202的第四分路端2023还通过第二射频信号接口C2-2接收通信射频信号，第二双工器202对控制射频信号和通信射频信号进行合路后，由第二合路端2021输入至第二馈电模块，再经过第二馈电模块203后，通过馈线30向设备端装置10的第一馈电模块103和第一双工器102发送控制射频信号和通信射频信号。

第二通信转换模块201包括第二处理器2011和第二无线通信芯片2012，第二无线通信芯片2012与第二处理器2011连接，第二无线通信芯片2012与第二处理器2011之间可以双向通信，天线端装置20通过馈线30与设备端装置10传输控制射频信号，来自有源天线的第二数字基带信号通过第二处理器2011接收后，再通过第二无线通信芯片2012转换为控制射频信号，进一步传输给第二双工器。

优选的，第二通信转换模块201还包括第二增益控制器2013，如图8所示，第二增益控制器2013一端与第二无线通信芯片2012通信电连接，另一端与第二双工器的第三分路端2022电连接，对控制射频信号进行放大或衰减处理。在本发明的一实施例中，第二通信转换模块201通过第三分路端2022向第二双工器202传输控制射频信号，第二双工器202通过第二射频信号接口C2-2接收通信射频信号，第二双工器202将接收到控制射频信号和通信射频信号后对二者进行信号合路，然后再经过第二馈电模块203后，通过馈线30将控制射频信号和通信射频信号发送至设备端装置10的第一馈电模块103和第一双工器102，第一双工器102分别将控制射频信号发送到第一通信转换模块101、将通信射频信号通过第一射频信号接口C1-2向外传输。

当第二通信转换模块201将接收到第二数字基带信号调制形成控制射频信号时，第二增益控制器2013控制第二无线通信芯片2012发送的控制射频信号的功率的大小，对控制射频信号进行衰减或放大后，再将此信号发送至第二双工器202。

优选的，如图8所示，电源模块204包括电压检测电路2041和DC-DC控制器2042，电压检测电路2041的一端连接第二直流供电端2031，电压检测电路2041的另一端与DC-DC控制器2042的一端连接，DC-DC控制器2042的另一端与第二无线通信芯片2012的一端连接，DC-DC控制器2042的另一端还用于连接第二电源供电接口C2-1，向有源天线供电。电压检测电路2041用于检测设备端装置10传输的供电电压，当供电电压大于预设的电压时，启动DC-DC控制器2042。

具体地，如图9所示，图9为本发明的一实施例的电源模块的电路结构示意图，DC-DC控制器2042包括芯片MP2225GJ，芯片MP2225GJ包括输入引脚Vin、控制引脚EN、开关引脚SW、引导引脚BST，开关引脚SW和引导引脚BST之间连接一个串联电容和转换电路，转换电路包括第三电感L3、第五电容C5、第六电容C6、第二电阻R2和发光二极管D2，第三电感L3的一端连接该串联电容，第三电感L3的另一端分别连接第五电容C5、第六电容C6和发光二极管D2的正极端，发光二极管D2的负极端连接第二电阻R2的一端，第五电容C5和第六电容C6的另一端连接第二电阻R2的另一端后接地，转换电路通过电感和电容组成的电路进行能量转换而确定所需要的稳定电压，在这里，芯片MP2225GJ的设计稳定电压为5.4V。

电压检测电路2041基于芯片MP2225GJ而设置，包括稳压二极管D1和第一电阻R1，稳压二极管D1和第一电阻R1串联，稳压二极管D1的阴极连接第二馈电模块203的第二直流供电端2031，稳压二极管D1的阳极连接第一电阻R1和芯片MP2225GJ的控制引脚EN，第一电阻R1的另一端接地,输入引脚Vin连接第二馈电模块203的第二直流供电端2031，当稳压二极管D1输入的电压小于稳压二极管D1的稳定电压时，稳压二极管D1处于截止状态，控制引脚EN为低电压或零电压，芯片MP2225GJ不工作；当稳压二极管D1阴极输入的电压大于稳压二极管D1的稳定电压时，控制引脚EN为高电压，芯片MP2225GJ正常工作。此时，芯片MP2225G能够对输入引脚Vin输入电压进行直流电压转换，即DC-DC转换的作用，使得芯片MP2225G经过输出引脚FB输出稳定的电压V5，用于向有源天线供电。

多电源供电检测切换方法具体包括：设备端装置10上电后，向设备端装置10供应第二电压V2或者第三电压V3，若天线端装置20连接抗干扰天线，该天线会通过第二数字基带信号将有源天线类型信息发出，天线端装置20将该第二数字基带信号转换为控制射频信号，主动向设备端装置10发送，设备端装置10的第一通信转换模块101将控制射频信号转换为第一数字基带信号，并由第一处理器1011识别出其中的天线类型信息，然后给继电器104发送控制信号，控制信号指示继电器104保持第二电压V2不变输出给天线端装置，或者控制将供电电压由第二电压V2切换为第三电压V3。当第一处理器1011识别出其中的天线类型信息为普通天线，继电器104无需切换电压，当第一处理器1011识别出其中的天线类型信息为抗干扰天线，继电器104将第二电压V2切换为第三电压V3，第三电压V3经第一馈电模块103馈入天线端模块装置，天线端装置20的第二馈电模块203通过第二直流供电端2031向电源模块204输入第三电压V3，如图9所示，电源模块204对应是包括芯片MP2225GJ，该芯片接收到第三电压V3后，对第三电压V3进行检测，第三电压V3大于稳压二极管D1的稳定电压，EN引脚有效，启动芯片MP2225GJ工作，通过芯片MP2225GJ的输入引脚输入第三电压V3，通过芯片MP2225GJ对第三电压V3进行转换输出第五电压V5，通过第二电源接口C2-1向抗干扰天线输出第五电压V5，抗干扰天线开始正常工作。

进一步地，如图10所示，第三电压V3经第三LDO205进行稳压后输出第六电压V6，并向第二通信转换模块201供电。

在本发明的一实施例中，优选的，设置第一电压V1为5.5V，第二电压V2为5V,第三电压V3为12V，第四电压V4为3.3V,第五电压V5为5.4V，第六电压V6为3.3V。

本发明的默认供应电压为第二电压V2，此电压为低电压，若设备端装置10未识别到抗干扰天线，会保持第二电压V2向天线端装置20馈入，此时，第二电压V2小于电压检测电路2041的稳压二极管D1的稳定电压，未启动DC-DC控制器2042，防止误接损坏天线端装置20。

其中，本发明的一实施例中，第二电感L2为馈电电感，选用线艺公司的0908SQ-23NJLC空芯电感，饱和电流为4A，天线端装置20的第二双工器202使用选用TDK公司的DPX252500DT-5217A1芯片，第二处理器2011使用Ti公司的MSP430FR2433IRGER，第二无线通信芯片2012使用南京中科微公司的无线收发芯片SI24R1。

在本发明的另一实施例中，有源天线和天线端装置20放置在一个壳体里，设备端装置10供电后，有源天线会通过第二数字基带信号将天线类型信息发出，天线端装置20将该第二数字基带信号转换为控制射频信号，主动向设备端装置10发送，设备端装置10的第一通信转换模块101将控制射频信号转换为第一数字基带信号，并由第一处理器1011识别出其中的天线类型信息，然后给继电器104发送控制信号，控制信号指示继电器104保持第二电压V2不变输出给天线端装置20，或者控制将供电电压由第二电压V2切换为第三电压V3。当天线类型信息指示为抗干扰天线时，继电器104将第二电压V2切换为第三电压V3,第三电压V3经第一馈线30模块将射频信号和直流供电进行合路，然后通过第一馈线30共同馈入到天线端装置20，通过天线端装置20向有源天线进行直流供电，以及接收或发送射频信号。电压检测电路2041对第三电压V3进行检测，当检测到第三电压V3大于稳压二极管D1的稳定电压后，启动DC-DC控制器2042，通过DC-DC控制器2042对第三电压V3进行转换输出第五电压V5，通过第二电源接口C2-1向抗干扰天线输出第五电压V5。

优选的，在另一实施例中，设备端装置10通过第一电源接口C1-1向直流电源获取电源，设备端装置10通过馈线30连接至天线端装置20，天线端装置20通过第二电源接口C2-1向有源天线输出直流供电；天线端装置20通过第二射频信号接口C2-2接收有源天线输出的通信射频信号，天线端装置20通过馈线30将通信射频信号传输至设备端装置10，设备端装置10通过第一射频信号接口C1-2将通信射频信号向外发送；设备端装置10通过第一数字基带信号接口C1-3接收通信终端输出的第一数字基带信号，设备端装置10将此第一数字基带信号转换为控制射频信号，并通过馈线30向天线端装置20发送此控制射频信号，天线端装置20将接收到的控制射频信号转换成第二数字基带信号，并通过第二数字基带信号将第二数字基带信号向有源天线输出，用于对有源天线进行操作控制，包括调整有源天线的接收方向图、改变工作模式等。

本发明的设备端装置10与天线端装置20通过一根馈线30传输通信射频信号以及直流馈电；设备端装置10将接收到的第一数字基带信号调制形成控制射频信号，再通过馈线30传输给天线端装置20，然后，天线端装置20将接收到的控制射频信号解调形成第二数字基带信号，向有源天线传输此第二数字基带信号。本发明将有源天线的直流馈电、通信射频信号和数字基带信号通过一根馈线30进行传输，降低馈线30的架设难度以及减少馈线30数量，降低制造成本。

基于同一构思，本发明还提供了一种用于供电与多信号共线同传的传输方法，步骤包括：

S1：通信终端和天线之间连接有馈线，在所述馈线的两端分别连接设备端装置和天线端装置；

S2：所述馈线进行供电传输，用于所述设备端装置向所述天线端装置供电；

S3：所述馈线还进行至少两个不同的射频信号传输，用于所述设备端装置与所述天线端装置之间至少传输控制射频信号和通信射频信号。

其中，步骤S2和S3既可以属于先后顺序的步骤，也可以属于并列顺序的步骤，因为通过该实施例可以实现供电和射频信号同时传输。

优选的，对于步骤S3，传输控制射频信号包括：在天线端装置中，将第二数字基带信号转换为控制射频信号，将控制射频信号与供电传输合路，经过馈线传输到达设备端装置，设备端装置将控制射频信号分离出来，并转换为第一数字基带信号。

优选的，对于步骤S3，传输通信射频信号包括：在天线端装置中，将通信射频信号与控制射频信号、供电传输合路，经过馈线传输到达设备端装置，设备端装置再将通信射频信号分离出来。

优选的，对于步骤S2，供电传输包括：在设备端装置中，接入第一供电电源，用于设备端装置自身供电，并通过馈线将第一供电电源向天线端装置和有源天线供电；或者，在设备端装置中，接入第一供电电源和第二供电电源，天线端装置在识别其所连接的有源天线为大电流天线时，通过控制射频信号，将识别信息传输至设备端装置，设备端装置则选择由第一供电电源切换到第二供电电源，由第二供电电源通过馈线向天线端装置和天线供电。

基于前述内容，由于设备端装置中的第一通信转换模块，以及天线端装置中的第二通信转换模块，这两个通信转换模块均可以实现双向通信转换，即第一通信转换模块可以实现第一数字基带信号与控制射频信号的双向转换，第二通信转换模块可以实现第二数字基带信号与控制射频信号的双向转换。可以，通过馈线可以双向传输控制射频信号，这样既可以实现对有源天线的工作状态进行监测，也可以实现对有源天线的工作状态进行操控，由此大大增强终端设备对天线的监控能力，而这些只需要仍在同一根连接馈线上既可以获得实现。

有关该供电与多信号共线同传的传输方法实施例的技术实现细节，可以进一步参考前述对设备端装置和天线端装置的说明，这里不再赘述。

以上仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于供电与多信号共线同传的传输设备，其特征在于，所述传输设备包括设备端装置、天线端装置和馈线；

所述设备端装置包括第一电源接口、第一射频信号接口、第一数字基带信号接口和第一馈线接口，所述天线端装置包括第二电源接口、第二射频信号接口、第二数字基带信号接口和第二馈线接口；

所述馈线分别通过所述第一馈线接口和第二馈线接口与所述设备端装置和天线端装置连接，所述馈线用于供电传输，以及控制射频信号和通信射频信号的传输；

所述第一电源接口用于外接直流电源，通过所述馈线，向所述第二电源接口提供直流供电；

所述第一数字基带信号接口用于传输第一数字基带信号，所述第二数字基带信号接口用于传输第二数字基带信号，所述设备端装置用于将所述第一数字基带信号与所述控制射频信号进行相互转换，所述天线端装置用于将所述第二数字基带信号与所述控制射频信号进行相互转换；

所述第一射频信号接口和所述第二射频信号接口均用于传输通信射频信号。

2.根据权利要求1所述的用于供电与多信号共线同传的传输设备，其特征在于，所述设备端装置包括第一通信转换模块、第一双工器、第一馈电模块；所述第一通信转换模块用于将所述控制射频信号进行解调形成第一数字基带信号，所述第一双工器用于将所述控制射频信号和所述通信射频信号分路，所述第一馈电模块用于直流供电与将所述控制射频信号、通信射频信号合路到所述第一馈线接口；

所述第一双工器包括第一合路端和第一分路端和第二分路端，所述第一馈电模块包括第一直流供电端、第一射频端和第一馈线端；

所述第一通信转换模块的一端连接所述第一数字基带信号接口，另一端连接所述第一分路端，所述第一射频信号接口连接所述第二分路端；

所述第一射频端连接所述第一合路端，所述第一直流供电端连接所述第一电源接口，所述第一馈线端连接所述第一馈线接口。

3.根据权利要求2所述的用于供电与多信号共线同传的传输设备，其特征在于，所述第一通信转换模块包括相互电连接的第一处理器和第一无线通信芯片，所述第一无线通信芯片接收来自所述第一双工器的控制射频信号，所述第一无线通信芯片将所述控制射频信号转换形成所述第一数字基带信号，再经过所述第一处理器后，将此第一数字基带信号通过所述第一数字基带信号接口进行传输。

4.根据权利要求2所述的用于供电与多信号共线同传的传输设备，其特征在于，所述设备端装置还包括继电器和第三电源接口，所述继电器分别与所述第一通信转换模块和所述第一馈电模块电连接，所述继电器的输入端分别与所述第一电源接口和所述第三电源接口连接，所述继电器的输出端连接所述第一馈电模块，所述继电器的控制端电连接所述第一通信转换模块；所述继电器用于对来自第一电源接口和第三电源接口的两个不同供电电源进行选择，向天线端装置和有源天线进行供电电压选择。

5.根据权利要求2所述的用于供电与多信号共线同传的传输设备，其特征在于，所述天线端装置包括第二通信转换模块、第二双工器、第二馈电模块和电源模块；所述第二通信转换模块用于将第二数字基带信号进行调制形成控制射频信号，所述第二双工器用于将控制射频信号和通信射频信号合路，所述第二馈电模块用于把直流供电与控制射频信号、通信射频信号从所述第二馈线接口分路，所述电源模块用于电压检测，以及电压转换并向有源天线供电；

所述第二双工器包括第二合路端、第三分路端和第四分路端，所述第二馈电模块包括第二直流供电端、第二射频端和第二馈线端；

所述第二通信转换模块的一端连接所述第二数字基带信号接口，另一端连接所述第三分路端，所述第二射频信号接口连接所述第四分路端；

所述第二馈电模块的第二射频端连接所述第二合路端，所述第二直流供电端连接所述电源模块，所述第二馈线端连接所述第二馈线接口；

所述电源模块分别与所述第二通信转换模块和所述第二电源接口连接，用于传输馈电。

6.根据权利要求5所述的用于供电与多信号共线同传的传输设备，其特征在于，所述第二通信转换模块包括相互电连接的第二处理器和第二无线通信芯片，所述第二处理器用于接收来自天线的第二数字基带信号，再经过所述第二无线通信芯片将所述第二数字基带信号转换成控制射频信号，输出至第二双工器的第三分路端。

7.一种用于供电与多信号共线同传的传输方法，其特征在于，所述传输方法的步骤包括：

通信终端和有源天线之间连接有馈线，在所述馈线的两端分别连接设备端装置和天线端装置；

所述馈线进行供电传输，用于所述设备端装置向所述天线端装置供电；

所述馈线还进行至少两个不同的射频信号传输，用于所述设备端装置与所述天线端装置之间至少传输控制射频信号和通信射频信号。

8.根据权利要求7所述的用于供电与多信号共线同传的传输方法，其特征在于，所述传输控制射频信号包括：

在所述天线端装置中，将所述第二数字基带信号转换为控制射频信号，将所述控制射频信号与供电传输合路，经过所述馈线传输到达所述设备端装置，所述设备端装置将所述控制射频信号分离出来，并转换为第一数字基带信号。

9.根据权利要求8所述的用于供电与多信号共线同传的传输方法，其特征在于，所述传输通信射频信号包括：

在所述天线端装置中，将通信射频信号与所述控制射频信号、供电传输合路，经过所述馈线传输到达所述设备端装置，所述设备端装置再将所述通信射频信号分离出来。

10.根据权利要求7所述的用于供电与多信号共线同传的传输方法，其特征在于，所述供电传输包括：

在所述设备端装置中，接入第一供电电源，用于所述设备端装置自身供电，并通过所述馈线将所述第一供电电源向所述天线端装置和所述有源天线供电；

或者，在所述设备端装置中，接入第一供电电源和第二供电电源，所述天线端装置在识别其所连接的有源天线为大电流天线时，通过所述控制射频信号，将识别信息传输至所述设备端装置，所述设备端装置则选择由第一供电电源切换到第二供电电源，由所述第二供电电源通过所述馈线向所述天线端装置和天线供电。

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