CN204993349U - 可控式多频卫星信号转发设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可控式多频卫星信号转发设备，包括用于接收多个频率的卫星信号的多频有源接收天线，用于对所接收的卫星信号进行放大、滤波处理并转发的转发主机，以及用于发射处理后的所述卫星信号的多频发射天线；所述多频有源接收天线、多频发射天线均与所述转发主机连接；所述转发主机包括将多个所述卫星信号分开进行独立控制的射频通道控制单元。本实用新型的可控式多频卫星信号转发设备，能接收单个系统或者多个系统的多个频率的导航卫星信号，并能够对多个频率的导航卫星信号进行单独控制转发，使得可以对不同的场所进行导航卫星信号覆盖，适用于多卫星导航系统组合导航的发展趋势。

Description

可控式多频卫星信号转发设备

技术领域

本实用新型涉及通信技术领域，尤其涉及一种可控式多频卫星信号转发设备。

背景技术

目前，全球范围内主要有GPS、格洛纳斯、北斗、伽利略四个导航定位系统，为了提高单点定位精度，越来越多的导航设备采用了多系统组合导航定位技术。这是因为能利用的导航频率越多，得到的解算信息量就越多，则解算精度越高。卫星导航定位行业迅速发展，各类导航产品也发展迅速，对卫星导航信号的覆盖要求更高，但还存在有很多对卫星导航信号遮挡比较严重的建筑密集区、室内等区域，这些区域的卫星信号较弱，各类导航产品的生产和使用都很不方便。这就需要有转发设备能转发同一卫星导航系统的多个频率的广播信号或者能同时转发多个卫星导航系统的多个频率的卫星广播信号。

现有的卫星信号转发系统能解决以上问题，但目前一般都是同时转发多频信号，但是有些特殊场景需要把每个系统的卫星信号单独分开，独立控制转发。现有的卫星信号有单系统的转发设备，但是一般增益较低，一般只能覆盖范围为半径30m。如果需要同时转发多个卫星导航系统的信号和覆盖更远的范围，就要多套转发设备同时工作，还要加中继放大器配合，既增加成本也比较占用空间，与目前设备小型化的趋势不相符。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种能转发多个频率卫星导航信号，可以对不同的场所进行导航卫星信号覆盖的可控式多频卫星信号转发设备。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种可控式多频卫星信号转发设备，包括用于接收多个频率的卫星信号的多频有源接收天线，用于对所接收的卫星信号进行放大、滤波处理并转发的转发主机，以及用于发射处理后的所述卫星信号的多频发射天线；所述多频有源接收天线、多频发射天线均与所述转发主机连接；

所述转发主机包括将多个所述卫星信号分开进行独立控制的射频通道控制单元。

优选地，所述射频通道控制单元包括依次连接的低噪放大器组、第一一分三功分器、第一单刀双掷开关组、窄带滤波器组、第二单刀双掷开关组、第二一分三功分器、衰减器组以及功率放大器组；

所述射频通道控制单元通过所述低噪放大器组连接所述多频有源接收天线，通过所述功率放大器组连接所述多频发射天线。

优选地，所述衰减器组为增益可调的数控衰减器组。

优选地，所述低噪放大器组包括级联设置的第一低噪放大器和第二低噪放大器；所述第一单刀双掷开关组包括第一单刀双掷开关、第二单刀双掷开关和第三单刀双掷开关；所述窄带滤波器组包括第一窄带滤波器组、第二窄带滤波器组和第三窄带滤波器组；所述第二单刀双掷开关组包括第四单刀双掷开关、第五单刀双掷开关和第六单刀双掷开关；所述衰减器组包括第一衰减器、第二衰减器和第三衰减器；所述功率放大器组包括第一功率放大器和第二功率放大器；

其中，所述第一低噪放大器的输入端连接所述多频有源接收天线，所述第二低噪放大器的输出端连接所述第一一分三功分器的输入端，所述第一一分三功分器的三个输出端分别连接所述第一单刀双掷开关、第二单刀双掷开关和第三单刀双掷开关；

所述第一单刀双掷开关的输出端连接所述第一窄带滤波器组，所述第一窄带滤波器组的输出端连接所述第四单刀双掷开关的输入端；所述第二单刀双掷开关的输出端连接所述第二窄带滤波器组，所述第二窄带滤波器组的输出端连接所述第五单刀双掷开关的输入端；所述第三单刀双掷开关的输出端连接所述第三窄带滤波器组，所述第三窄带滤波器组的输出端连接所述第六单刀双掷开关的输入端；

所述第四单刀双掷开关、第五单刀双掷开关、第六单刀双掷开关的输出端分别连接所述第一衰减器、第二衰减器、第三衰减器的输入端，所述第一衰减器、第二衰减器、第三衰减器的输出端分别连接所述第二一分三功分器的三个输入端，所述第二一分三功分器输出端连接到所述第一功率放大器的输入端，所述第一功率放大器的输出端连接所述第二功率放大器的输入端。

优选地，所述第一窄带滤波器组包括并联的三个窄带滤波器，所述第二窄带滤波器组包括并联的两个窄带滤波器，所述第三窄带滤波器组包括并联的两个窄带滤波器。

优选地，所述转发主机还包括外壳、以及设置在所述外壳上的控制面板；所述射频通道控制单元设置在所述外壳内并与所述控制面板连接。

优选地，所述转发主机还包括用于接入交流电的电源接口、以及将交流电转换成直流电并为所述射频通道控制单元供电的稳压电源单元，所述电源接口设置在所述外壳上，所述稳压电源单元设置在所述外壳内并与所述电源接口和射频通道控制单元连接。

优选地，所述外壳包括相配合的前面板和后面板，所述控制面板设置在所述前面板上，所述电源接口设置在所述后面板上；

所述控制面板包括信号输入接口、信号输出接口、用于调节各通道增益的调节按钮、以及信号开关按钮。

优选地，所述控制面板还包括显示屏。

优选地，该转发设备还包括连接所述多频有源接收天线和转发主机的第一电缆、连接所述多频发射天线和转发主机的第二电缆。

本实用新型的可控式多频卫星信号转发设备，能接收单个系统或者多个系统的多个频率的导航卫星信号，并能够对多个频率的导航卫星信号进行单独控制转发，使得可以对不同的场所进行导航卫星信号覆盖，适用于多卫星导航系统组合导航的发展趋势。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型一实施例的可控式多频卫星信号转发设备的结构示意图；

图2是图1中所示转发主机的原理框图；

图3是图1中所示转发主机的控制原理图；

图4是图1中所示转发主机的控制流程图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

如图1所示，本实用新型一实施例的可控式多频卫星信号转发设备，包括用于接收多个频率的卫星信号的多频有源接收天线1，用于对所接收的卫星信号进行放大、滤波处理并转发的转发主机2，以及用于发射处理后的卫星信号的多频发射天线3；多频有源接收天线1、多频发射天线3均与转发主机2连接。卫星信号来自导航卫星4，多个频率的卫星信号可来自一个卫星导航系统，也可来自多个卫星导航系统。经处理后的卫星信号可转发至接收终端5。

该转发设备中，转发主机2和多频发射天线3可设置在室内，多频有源接收天线1设置在室外以接收卫星信号。该转发设备还包括连接多频有源接收天线1和转发主机2的第一电缆6、连接多频发射天线3和转发主机2的第二电缆7。多频有源接收天线1可通过0m至100m的射频电缆连接转发主机2，经转发后的信号可满足半径200m的覆盖范围内使用。卫星信号在室外经多频有源接收天线1接收后传输至转发主机2，经放大和滤波等处理后再传输至多频发射天线3，将卫星信号转发至室内，在一定区域内可以提高导航卫星信号强度，使接收终端可接收到较佳的信号。

其中，转发主机2包括将多个卫星信号分开进行独立控制的射频通道控制单元，可对不同频率的多个卫星信号进行单独处理。

如图1、2所示，射频通道控制单元包括依次连接的低噪放大器组10、第一一分三功分器P1、第一单刀双掷开关组20、窄带滤波器组30、第二单刀双掷开关组40、第二一分三功分器P2、衰减器组60以及功率放大器组70。射频通道控制单元通过低噪放大器组10连接多频有源接收天线1，通过功率放大器组70连接多频发射天线3。多频有源接收天线1接收的卫星信号通过射频通道控制单元的放大、滤波及放大后，在保证卫星信号的信噪比情况下输出至多频发射天线3，由该多频发射天线3发射给接收终端5。

如图2所示，射频通道控制单元的一个实施例中，低噪放大器组10包括级联设置的第一低噪放大器L1和第二低噪放大器L2。第一单刀双掷开关组20包括第一单刀双掷开关S1、第二单刀双掷开关S2和第三单刀双掷开关S3；每一单刀双掷开关还接有匹配的负载。窄带滤波器组30包括第一窄带滤波器组、第二窄带滤波器组和第三窄带滤波器组。第一窄带滤波器组可包括并联的三个窄带滤波器F1、F2、F3，第二窄带滤波器组包括并联的两个窄带滤波器F4、F5，第三窄带滤波器组包括并联的两个窄带滤波器F6、F7。第二单刀双掷开关组40包括第四单刀双掷开关S4、第五单刀双掷开关S5和第六单刀双掷开关S6；每一单刀双掷开关还接有匹配的负载。衰减器组50包括第一衰减器B1、第二衰减器B2和第三衰减器B3；功率放大器组60包括第一功率放大器A1和第二功率放大器A2。

其中，第一低噪放大器L1的输入端连接多频有源接收天线1，第二低噪放大器L2的输出端连接第一一分三功分器P1的输入端；第一一分三功分器P2的三个输出端分别连接第一单刀双掷开关S1、第二单刀双掷开关S2和第三单刀双掷开关S3；卫星信号依次经过第一低噪放大器L1和第二低噪放大器L2的放大后输出至第一一分三功分器P1，由第一一分三功分器P1分成三路分别输出至第一单刀双掷开关S1、第二单刀双掷开关S2和第三单刀双掷开关S3。

第一单刀双掷开关S1的输出端连接第一窄带滤波器组，第二单刀双掷开关S2的输出端连接第二窄带滤波器组，第三单刀双掷开关S3的输出端连接第三窄带滤波器组；而第一窄带滤波器组的输出端连接第四单刀双掷开关S4的输入端，第二窄带滤波器组的输出端连接第五单刀双掷开关S5的输入端，第三窄带滤波器组的输出端连接第六单刀双掷开关S6的输入端。第四单刀双掷开关S4、第五单刀双掷开关S5、第六单刀双掷开关S6的输出端分别连接第一衰减器B1、第二衰减器B2、第三衰减器B3的输入端。三路卫星信号分别通过第一窄带滤波器组、第二窄带滤波器组、第三窄带滤波器组的滤波后再通过对应的单刀双掷开关输出至衰减器组50。

第一衰减器B1、第二衰减器B2、第三衰减器B3的输出端分别连接第二一分三功分器P2的三个输入端，第二一分三功分器P2输出端连接到第一功率放大器A1的输入端，第一功率放大器A1的输出端连接第二功率放大器A2的输入端。经过衰减器组50的卫星信号再分别从第二一分三功分器P2的三个输入端进入后依次输出至第一功率放大器A1和第二功率放大器A2以进行功率放大放大输出，实现信号独立控制转发。

优选地，第一低噪放大器L1和第二低噪放大器L2采用级联设置，其噪声系数小、稳定性好，而整个转发主机2的噪声系数主要取决于第一低噪放大器L1和第二低噪放大器L2这两级放大器，其级联能达到降低转发主机2的噪声系数的目的。而第一功率放大器A1和第二功率放大器A2均采用高增益、P1dB高的放大器，能提高转发主机2的增益、线性度，保证信号无失真转发。衰减器组50为增益可调的数控衰减器组，使得转发主机2带可调增益功能，其增益衰减范围为0-31dB，用户可依据电缆衰减值和覆盖范围来调节转发主机2的放大增益。通过上述射频通道控制单元的设置，使得该转发设备具有低噪声系数、高增益、增益可调范围大、可靠性高等特性，可以对不同的场所进行导航卫星信号覆盖。

进一步地，参考图2，在第一一分三功分器P1和第二一分三功分器P2之间，第一单刀双掷开关S1、第一窄带滤波器组、第四单刀双掷开关S4和第一衰减器B1依次连接形成连接在第一一分三功分器P1和第二一分三功分器P2之间的第一个通道；第二单刀双掷开关S2、第二窄带滤波器组、第五单刀双掷开关S5和第二衰减器B2依次连接形成连接在第一一分三功分器P1和第二一分三功分器P2之间的第二个通道；第三单刀双掷开关S3、第三窄带滤波器组、第六单刀双掷开关S6和第三衰减器B3依次连接形成连接在第一一分三功分器P1和第二一分三功分器P2之间的第三个通道。第一单刀双掷开关组20和第二单刀双掷开关组40分别用于控制所在通道信号的关断和打开，实现单系统/多系统切换功能。每个通道通过窄带滤波器把各个频率提取滤波，实现单系统信号输出。

导航卫星发出的卫星信号经多频有源接收天线1和第一低噪放大器L1和第二低噪放大器L2放大后经过第一一分三功分器P1，第一一分三功分器P1把卫星信号分成三路信号分别为：BD、GPS、GLONASS，每路通道通过两个单刀双掷开关控制通道信号的关断和打开，实现单系统/多系统切换功能。BD、GPS/Galileo、GLONASS通道用中心频率分别为：DBSB1、B2、B3，GPSL1、L2，GLONASSL1、L2；多个窄带滤波器提取信号，然后每个通道各通过一个衰减器，来实现各个通道增益可控，最后合成一路，再通过两级放大器(第一功率放大器A1和第二功率放大器A2)放大输出。

另外，参考图2，转发主机2还包括外壳(未图示)、以及设置在外壳上的控制面板8。射频通道控制单元设置在外壳内并与控制面板8连接。

转发主机2还包括用于接入交流电的电源接口(未图示)、以及将交流电转换成直流电并为射频通道控制单元供电的稳压电源单元(未图示)，电源接口设置在外壳上，稳压电源单元设置在外壳内并与电源接口和射频通道控制单元连接，外接的交流电通过电源接口输送至稳压电源单元。该稳压电源单元通过电源接口可外接AC80V～260V的供电电源。

外壳可包括相配合的前面板和后面板，控制面板8设置在前面板上，电源接口设置在后面板上。控制面板8可包括MCU、与MCU连接的信号输入接口(未图示)、信号输出接口(未图示)、用于调节各通道增益的调节按钮81、以及信号开关按钮82。信号输入接口和信号输出接口分别连接第一低噪放大器L1和第二功率放大器A2。通过信号开关按钮82操作单刀双掷开关，控制通道信号的关断和打开。控制面板8还包括显示屏83，用于显示转发设备的各种状态；优选采用LCD液晶屏。

参照图3，为本实用新型转发设备的衰减控制、通道开关控制以及状态显示原理图。转发主机2前面板通过显示屏81显示各个通道开/关、衰减值。通过信号开关按钮82选择各个通道的开/关，各个通道的衰减控制由调节按钮81控制，每个通道有两个调节按钮81，分别为衰减"+"和“-"调节按钮，每按一次“+”衰减值加1dB，最大值31dB；每按一次“-”衰减值减小1dB，最小值0dB。

参照图4，为本实用新型转发设备的控制流程图，开机后MCU初始化，读取EEPROM存储的值，根据EEPROM存储的值，设置显示屏81显示当前转发设备的状态。当外部操作按钮有动作时，根据操作的内容，设定的转发设备的状态，同时把当期值存储到EEPROM中。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种可控式多频卫星信号转发设备，其特征在于，包括用于接收多个频率的卫星信号的多频有源接收天线（1），用于对所接收的卫星信号进行放大、滤波处理并转发的转发主机（2），以及用于发射处理后的所述卫星信号的多频发射天线（3）；所述多频有源接收天线（1）、多频发射天线（3）均与所述转发主机（2）连接；

所述转发主机（2）包括将多个所述卫星信号分开进行独立控制的射频通道控制单元。

2.根据权利要求1所述的可控式多频卫星信号转发设备，其特征在于，所述射频通道控制单元包括依次连接的低噪放大器组（10）、第一一分三功分器（P1）、第一单刀双掷开关组（20）、窄带滤波器组（30）、第二单刀双掷开关组（40）、第二一分三功分器（P2）、衰减器组（50）以及功率放大器组（60）；

所述射频通道控制单元通过所述低噪放大器组（10）连接所述多频有源接收天线（1），通过所述功率放大器组（60）连接所述多频发射天线（3）。

3.根据权利要求2所述的可控式多频卫星信号转发设备，其特征在于，所述衰减器组（50）为增益可调的数控衰减器组。

4.根据权利要求2所述的可控式多频卫星信号转发设备，其特征在于，所述低噪放大器组（10）包括级联设置的第一低噪放大器（L1）和第二低噪放大器（L2）；所述第一单刀双掷开关组包括第一单刀双掷开关（S1）、第二单刀双掷开关（S2）和第三单刀双掷开关（S3）；所述窄带滤波器组（30）包括第一窄带滤波器组、第二窄带滤波器组和第三窄带滤波器组；所述第二单刀双掷开关组（40）包括第四单刀双掷开关（S4）、第五单刀双掷开关（S5）和第六单刀双掷开关（S6）；所述衰减器组（50）包括第一衰减器（B1）、第二衰减器（B2）和第三衰减器（B3）；所述功率放大器组（60）包括第一功率放大器（A1）和第二功率放大器（A2）；

其中，所述第一低噪放大器（L1）的输入端连接所述多频有源接收天线（1），所述第二低噪放大器（L2）的输出端连接所述第一一分三功分器（P1）的输入端，所述第一一分三功分器（P1）的三个输出端分别连接所述第一单刀双掷开关（S1）、第二单刀双掷开关（S2）和第三单刀双掷开关（S3）；

所述第一单刀双掷开关（S1）的输出端连接所述第一窄带滤波器组，所述第一窄带滤波器组的输出端连接所述第四单刀双掷开关（S4）的输入端；所述第二单刀双掷开关（S2）的输出端连接所述第二窄带滤波器组，所述第二窄带滤波器组的输出端连接所述第五单刀双掷开关（S5）的输入端；所述第三单刀双掷开关（S3）的输出端连接所述第三窄带滤波器组，所述第三窄带滤波器组的输出端连接所述第六单刀双掷开关（S6）的输入端；

所述第四单刀双掷开关（S4）、第五单刀双掷开关（S5）、第六单刀双掷开关（S6）的输出端分别连接所述第一衰减器（B1）、第二衰减器（B2）、第三衰减器（B3）的输入端，所述第一衰减器（B1）、第二衰减器（B2）、第三衰减器（B3）的输出端分别连接所述第二一分三功分器（P2）的三个输入端，所述第二一分三功分器（P2）输出端连接到所述第一功率放大器（A1）的输入端，所述第一功率放大器（A1）的输出端连接所述第二功率放大器（A2）的输入端。

5.根据权利要求4所述的可控式多频卫星信号转发设备，其特征在于，所述第一窄带滤波器组包括并联的三个窄带滤波器（F1、F2、F3），所述第二窄带滤波器组包括并联的两个窄带滤波器（F4、F5），所述第三窄带滤波器组包括并联的两个窄带滤波器（F6、F7）。

6.根据权利要求1所述的可控式多频卫星信号转发设备，其特征在于，所述转发主机（2）还包括外壳、以及设置在所述外壳上的控制面板（8）；所述射频通道控制单元设置在所述外壳内并与所述控制面板（8）连接。

7.根据权利要求6所述的可控式多频卫星信号转发设备，其特征在于，所述转发主机（2）还包括用于接入交流电的电源接口、以及将交流电转换成直流电并为所述射频通道控制单元供电的稳压电源单元，所述电源接口设置在所述外壳上，所述稳压电源单元设置在所述外壳内并与所述电源接口和射频通道控制单元连接。

8.根据权利要求7所述的可控式多频卫星信号转发设备，其特征在于，所述外壳包括相配合的前面板和后面板，所述控制面板（8）设置在所述前面板上，所述电源接口设置在所述后面板上；

所述控制面板（8）包括信号输入接口、信号输出接口、用于调节各通道增益的调节按钮（81）、以及信号开关按钮（82）。

9.根据权利要求8所述的可控式多频卫星信号转发设备，其特征在于，所述控制面板（8）还包括显示屏（83）。

10.根据权利要求1-9任一项所述的可控式多频卫星信号转发设备，其特征在于，该转发设备还包括连接所述多频有源接收天线（1）和转发主机（2）的第一电缆（6）、连接所述多频发射天线（3）和转发主机（2）的第二电缆（7）。