CN202713304U

CN202713304U - 一种用于调频广播信号中继放大的装置

Info

Publication number: CN202713304U
Application number: CN2012203705320U
Authority: CN
Inventors: 赵辉; 金锋; 张文珍
Original assignee: WUHAN ANDRY TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: WUHAN ANDRY TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2012-07-27
Filing date: 2012-07-27
Publication date: 2013-01-30
Anticipated expiration: 2022-07-27

Abstract

本实用新型涉及一种用于调频广播信号中继放大的装置，结构为：施主天线通过第一带通滤波器与低噪放单元相连，低噪放单元通过A/D单元与DSP+ FPGA+ MCU单元相连，DSP+ FPGA+ MCU单元通过D/A单元与第二带通滤波器相连，第二带通滤波器通过功率放大单元与重发天线相连，DSP+FPGA+MCU单元分别控制低噪放单元、A/D单元、D/A单元、功率放大单元，所述的DSP+ FPGA+ MCU单元是将数字信号处理DSP、现场可编程门阵列FPGA和微处理器MCU集成在一起。本实用新型通过数字化处理，可实现高抑制度的调频广播信道选择，具有优异的信道选择性。该装置广泛适用于山区、地铁、隧道、矿井、地下建筑等调频广播信号覆盖盲区的场所，保证调频广播的良好覆盖。

Description

一种用于调频广播信号中继放大的装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于调频广播信号中继放大的装置

背景技术

调频广播是通过把音频信号搭载到高频载波，用载波频率的变化描述音频信号的变化，以使音频信号得以广泛传输的一种方式。从应用上，调频广播分为有线调频广播和无线调频广播，有线调频广播利用的传输介质是同轴电缆，能够通过已有闭路电视线路，把不同的音频调制到不同的调频载波上，多路音频、电视信号、控制信号共用CATV（有线电视）网络传输，具有节省成本、施工方便、稳定性高、资源利用充分等特点，已被广泛应用于城市、农村、旅游景区等应急安全指挥广播系统的搭建与改造；

无线调频广播是将音频信号通过调制、放大和发射等，转换成电磁波利用空气无线传输的方式，其不受地域限制、不受环境影响、不用繁琐布线等优势被广大用户所喜爱，更具有施工简单、收听灵活、扩展方便、性价比高等特点，成为建设城市、农村、旅游景区紧急安全指挥广播的主流方案。

但是，在山区、偏远农村、封闭厂房车间、地下室、地下建筑、公路/铁路隧道、地铁、矿井等区域，由于地形的阻挡，调频信号很弱，需要进行FM信号的增强，本实用新型调频广播中继放大装置就是用于FM信号的增强，用于解决调频广播系统覆盖盲区的问题。

发明内容

本实用新型的目的提供一种用于调频广播中继放大装置，用于解决调频广播系统覆盖的盲区问题，用于增大调频广播系统的覆盖距离和范围，特别适合于山区、偏远农村、封闭厂房车间、地下室、地下建筑、公路/铁路隧道、地铁、矿井等区域。

一种用于调频广播信号中继放大的装置，包括施主天线、第一带通滤波器、低噪放单元、A/D单元、DSP+ FPGA+ MCU单元、D/A、第二带通滤波器、功率放大单元、重发天线，所述的DSP+ FPGA+ MCU单元是将数字信号处理DSP、现场可编程门阵列FPGA和微处理器MCU集成在一起，其特征在于：施主天线通过第一带通滤波器与低噪放单元相连，低噪放单元通过A/D单元与DSP+ FPGA+ MCU单元相连，DSP+ FPGA+ MCU单元通过D/A单元与第二带通滤波器相连，第二带通滤波器通过功率放大单元与重发天线相连，DSP+FPGA+MCU单元分别控制低噪放单元、A/D单元、D/A单元、功率放大单元。

本实用新型所用的第一带通滤波器、低噪放单元、A/D单元、DSP+FPGA+MCU单元、D/A单元、第二带通滤波器、功率放大单元均可从市场购买得到。

施主天线和重发天线一般采用定向天线，工作频段在87～108MHz。

第一、第二带通滤波器的工作频段在87～108MHz，主要作用是滤除带外的杂散干扰信号，确保设备正常工作。

低噪放单元噪声系数很低，内置ALC电路，防止接收信号过大对设备造成损坏。

A/D单元完成FM调频信号模拟到数字转换，将模拟的FM信号转变成数字信号，送入到DSP+FPGA+MCU单元内。

在DSP+FPGA+MCU单元，内置了数字预失真算法，保证了在多信道同时放大时，装置具有优异的线性，大大降低了带内互调，使得调频广播经过中继放大后，依然保持良好的信息完整性，该装置在最大输出功率20W的条件下，其三阶互调产物小于-60dBc。同时，该装置还内置了同频干扰抵消算法，可以大大降低施主天线和重发天线隔离度的要求，可以保证在设备的增益比隔离度大15dB的条件下，设备正常工作。干扰抵消功能有效的防止设备出现自激问题，有效的保护该设备装置的稳定运行。

在DSP+FPGA+MCU单元，内置了多通道滤波器算法，能够同时实现50个以上数字调频广播信道选择；可以实现高抑制度的调频广播多信道选择，能将每个广播信道的邻道抑制做到60dB以上，具有优异的信道选择性。

在DSP+FPGA+MCU单元，内置了完善的监控告警功能，能够有效的监控和协调DSP、FPGA、低噪放单元、功率放大单元等单元的工作，保证设备的正常运行。

经过DSP+FPGA+MCU单元后，数字信号经过D/A单元转换，又转换成FM信号，进入到第二带通滤波器中，完成杂散干扰信号的滤波，最后进入到功率放大单元中。

在功率放大单元中，将FM信号放大到需要的电平，一般在0.1W－20W之间，工作频段在87～108MHz之间。在功率放大单元的内部，内置了ALC电路、故障保护电路、过流告警电路、隔离器等，能够有效保护功率放大单元的正常工作。功率放大之后，进入到重发天线，由重发天线完成FM调频广播信号盲区的覆盖。

本实用新型通过数字化处理，可以实现高抑制度的调频广播信道选择，具有优异的信道选择性。该装置的DSP+FPGA+MCU单元还内置了数字预失真算法，保证了在多广播信道同时放大时，具有优异的线性性能，大大降低了带内互调，使得调频广播经过中继放大后，依然保持良好的信息完整性。同时，该装置的DSP+FPGA+MCU单元还内置了同频干扰抵消算法，可以大大降低对施主天线和重发天线隔离度的要求，防止设备出现自激问题，有效的保护该装置的稳定运行。该装置广泛适用于山区、地铁、隧道、矿井、地下建筑等调频广播信号覆盖盲区的场所，保证调频广播的良好覆盖。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

结合附图对本实用新型作进一步的描述。

如图1所示，本实用新型包括一副施主天线20、第一带通滤波器21、低噪放单元22、A/D单元23、DSP+FPGA+MCU单元24、D/A单元25、第二带通滤波器26、功率放大单元27、重发天线28，所述的DSP+ FPGA+ MCU单元24是将数字信号处理DSP、现场可编程门阵列FPGA和微处理器MCU集成在一起，施主天线20通过第一带通滤波器21与低噪放单元22相连，低噪放单元22通过A/D单元23与DSP+ FPGA+ MCU单元24相连，DSP+ FPGA+ MCU单元24通过D/A单元25与第二带通滤波器26相连，第二带通滤波器26通过功率放大单元27与重发天线28相连，DSP+FPGA+MCU单元24分别控制低噪放单元22、A/D单元23、D/A单元25、功率放大单元27。本实用新型实现调频广播信号的中继放大功能。本实用新型的DSP+FPGA+MCU单元24、第一带通滤波器21、低噪放单元22、A/D单元23、D/A单元25、第二带通滤波器26、功率放大单元27均可从市场购买得到。

在山区、偏远农村、封闭厂房车间、地下室、地下建筑、公路/铁路隧道、地铁、矿井等FM调频广播覆盖盲区，通过仪器测试评估、地点/地形勘测，挑选好FM调频广播中继器的安装位置，架设好施主天线和重发天线，施主天线和重发天线要选用定向天线，要做好防雷、三防等措施。

通过仪表测试车施主天线和重发天线的隔离度，设置中继器的增益和广播信道数，确保整机增益小于隔离度+15dB，如果不满足，要调整天线，或增加隔离网等。

通过施主天线20接收FM信号，工作频段在87～108MHz，进入到第一带通滤波器21，第一带通滤波器的工作频段在87～108MHz，主要作用是滤除带外的杂散干扰信号，确保设备正常工作。

滤波之后，FM调频广播信号进入到低噪放单元22，该低噪放单元噪声系数很低，可以保证设备具有良好的灵敏度，其内置ALC电路，防止接收信号过大对设备造成损坏，该单元受DSP+FPGA+MCU单元控制。

经过低噪放单元22放大和点平调整之后，进入到A/D单元23，完成FM调频信号模拟到数字转换，将模拟的FM信号转变成数字信号，送入到DSP+FPGA+MCU单元24内。在DSP+FPGA+MCU单元，内置了数字预失真算法，保证了在多信道同时放大时，装置具有优异的线性，大大降低了带内互调，使得调频广播经过中继放大后，依然保持良好的信息完整性，该装置在最大输出功率20W的条件下，其三阶互调产物小于-60dBc。同时，该装置还内置了同频干扰抵消算法，可以大大降低施主天线和重发天线隔离度的要求，可以保证在设备的增益比隔离度大15dB的条件下，设备正常工作。干扰抵消功能有效的防止设备出现自激问题，有效的保护该设备装置的稳定运行。

在DSP+FPGA+MCU单元24，内置了多通道滤波器算法，能够同时实现50个以上数字调频广播信道的选择；可以实现高抑制度的调频广播多信道选择，能将每个广播信道的邻道抑制做到60dB以上，具有优异的信道选择性。

在DSP+FPGA+MCU单元24，内置了完善的监控告警功能，能够有效的监控和协调DSP，FPGA，低噪放单元，功率放大器等单元模块的工作，保证设备的正常运行。

经过DSP+FPGA+MCU单元24后，数字信号经过D/A单元25转换，又转换成FM信号，进入到第二带通滤波器26中，完成杂散干扰信号的滤波，最后进入到功率放大单元27中。

在功率放大单元27中，将FM信号放大到需要的电平，一般在0.01W~20W之间，工作频段在87～108MHz之间。在功率放大单元的内部，内置了ALC电路、故障保护电路、过流告警电路、隔离器等，能够有效保护功率放大单元的正常工作，该单元受DSP+FPGA+MCU单元控制。

功率放大之后，进入到重发天线28，由重发天线完成FM调频广播信号盲区的覆盖。

表1是FM调频广播中继器主要参数指标，根据应用场景的不同，指标会有所调整。

表1 FM调频广播中继器主要参数指标

主要参数项目	指标
		工作频率	87 ～ 108 MHz
工作带宽	21 MHz
		接收灵敏度	-90dBm
宽带功率	0.01 ～20 W
		功率增益	55 ～ 90 dB
自动功率控制 ALC	0 ～ 10 dB / 20 dB
		手动增益控制	0 ～10 dB / 20 dB，可调
三阶互调（IM3）	<-60 dBc （最大输出时）
		邻道抑制	<-60dBc
工作电压：	AC 220V / DC 24V

Claims

1.一种用于调频广播信号中继放大的装置，包括施主天线、第一带通滤波器、低噪放单元、A/D单元、DSP+ FPGA+ MCU单元、D/A、第二带通滤波器、功率放大单元、重发天线，所述的DSP+ FPGA+ MCU单元是将数字信号处理DSP、现场可编程门阵列FPGA和微处理器MCU集成在一起，其特征在于：施主天线通过第一带通滤波器与低噪放单元相连，低噪放单元通过A/D单元与DSP+ FPGA+ MCU单元相连，DSP+ FPGA+ MCU单元通过D/A单元与第二带通滤波器相连，第二带通滤波器通过功率放大单元与重发天线相连，DSP+FPGA+MCU单元分别控制低噪放单元、A/D单元、D/A单元、功率放大单元。