CN208112657U - 一种无线公网用同频双向数据传输系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于无线传输技术领域，特别涉及一种无线公网用同频双向数据传输系统。本实用新型包括路由器、调制解调单元、发射通道、隔离单元、天线、接收通道，所述路由器与一级网光缆之间双向通信连接，且路由器与调制解调单元之间双向通信连接，调制解调单元用于对基带信号进行调制并输出中频信号，以及用于对接收的中频信号进行解调输出基带信号，发射通道用于将调制解调单元所输出的中频信号转换成射频信号后输送至隔离单元，发射通道包括上变频单元和功放单元，上变频单元中的开关具有高隔离度、无反射信号等特点，上变频单元的电路组成结构能够有效地抑制杂散信号，本实用新型的数据传输速率更快，通讯质量更好。
Description
技术领域
本实用新型属于无线传输技术领域，特别涉及一种无线公网用同频双向数据传输系统。
背景技术
上变频单元和下变频单元作为无线公网双向数据传输系统的重要组成部分，其结构决定了双向数据传输系统的数据传输速率和通讯质量。
现有技术中的无线公网用同频双向数据传输系统虽然能够实现无线公网的无间隙覆盖，但是其中的上变频单元和下变频单元并不够起到抑制杂散信号的作用，从而使得双向数据传输系统的数据传输速率较慢，通讯质量较差，因此亟需提出一种能够有效抑制杂散信号，且数据传输速率更快，通讯质量更好的无线公网用同频双向数据传输系统。
实用新型内容
本实用新型为了克服上述现有技术的不足，提供了一种无线公网用同频双向数据传输系统，本实用新型能够有效抑制杂散信号，且数据传输速率更快，通讯质量更好。
为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术措施：
一种无线公网用同频双向数据传输系统包括：
路由器，所述路由器与一级网光缆之间双向通信连接，且路由器与调制解调单元之间双向通信连接；
调制解调单元，用于对基带信号进行调制并输出中频信号，以及用于对接收的中频信号进行解调输出基带信号；
发射通道，用于将调制解调单元所输出的中频信号转换成射频信号后输送至隔离单元；
隔离单元，用于将所述发射通道输出的射频信号传输至天线，并用于将天线接收的射频信号输出至接收通道，以及用于对接收、发送的射频信号进行隔离；
天线，用于向基站发送射频信号，以及用于接收自基站传输来的射频信号；
接收通道，用于对所述隔离单元输出的射频信号转换成中频信号后输送至调制解调单元；
所述发射通道包括上变频单元和功放单元，所述上变频单元用于将所述调制解调单元输出的中频信号变为射频信号，并用于将射频信号输出至功放单元；所述功放单元用于将所述上变频单元输出的射频信号的功率放大至设定的辐射功率，然后将射频信号输出至隔离单元；
所述上变频单元包括第一带通滤波器，所述第一带通滤波器的输入端与调制解调单元的输出端相连接，第一带通滤波器的输出端与混频器的一个输入端相连接，混频器的另一个输入端与本振源的输出端相连接，所述混频器的输出端与第二带通滤波器的输入端相连接，所述第二带通滤波器的输出端与开关的一个输入端相连接，所述开关的另一个输入端通过差分转单端芯片与DSP芯片的输出端相连接，所述开关的输出端与第一放大器的输入端相连接，所述第一放大器的输出端通过第三带通滤波器与第二放大器的输入端相连接，所述第二放大器的输出端分别与第一电阻R1的一端、第三放大器的输入端相连接，所述第一电阻R1的另一端通过第一电感L1与第一电容C1的一端相连接，所述第三放大器的输出端分别与第二电阻R2的一端、功放单元的输入端相连接，所述第二电阻R2的另一端通过第二电感与第二电容C2的一端相连接，所述第一电容C1的另一端、第二电容C2的另一端均接地。
本实用新型还可以通过以下技术措施进一步实现。
优选的，所述接收通道包括滤波单元、自动增益放大单元、下变频单元以及低噪放大器，所述滤波单元用于对所述隔离单元输出的射频信号进行滤波后输出至自动增益放大单元；自动增益放大单元，用于对所述滤波单元输出的射频信号进行放大后输出至下变频单元；下变频单元，用于将自动增益放大单元输出的射频信号变为中频信号，并将中频信号输出至低噪放大器；低噪放大器，用于对下变频单元输出的中频信号进行放大，并为所述调制解调单元的解调提供幅度满足要求的输入电平。
优选的，所述下变频单元的电路结构与上变频单元的电路结构相同。
优选的，所述低噪放大器包括输入匹配电路、第四放大器、输出匹配电路以及电位器，所述输入匹配电路的输入端与下变频单元的输出端相连接，输入匹配电路的输出端与第四放大器的输入端相连接，所述第四放大器的输出端与输出匹配电路的输入端相连接，所述输出匹配电路的输出端分别与调制解调单元的输入端、第三电容C3的一端相连接，所述第三电容C3的另一端分别与第三电阻R3的一端、电位器的输入端相连接，所述第三电阻R3的另一端、电位器的输出端均连接第四放大器的输入端。
进一步的，所述功放单元包括第五放大器，所述第五放大器的输入端与上变频单元的输出端相连接，第五放大器的输出端与第一一分二分配器的输入端相连接，所述第一一分二分配器的输出端分别与第六放大器的输入端、第七放大器的输入端相连接，所述第六放大器的输出端、第七放大器的输出端均与第一二合一合成器的输入端相连接，所述第一二合一合成器的输出端通过第二一分二分配器分别与第三一分二分配器的输入端、第四一分二分配器的输入端相连接，所述第三一分二分配器的输出端分别与第八放大器的输入端、第九放大器的输入端相连接，所述第四一分二分配器的输出端分别与第十放大器的输入端、第十一放大器的输入端相连接，所述第八放大器的输出端、第九放大器的输出端均与第二二合一合成器的输入端相连接，所述第十放大器的输出端、第十一放大器的输出端均与第三二合一合成器的输入端相连接，所述第二二合一合成器的输出端、第三二合一合成器的输出端均与第四二合一合成器的输入端相连接，所述第四二合一合成器的输出端与隔离单元的输入端相连接。
进一步的，所述天线为定向天线。
更进一步的，所述定向天线设置为多台，且多台定向天线呈扇形或环形排布以便于向各处传输信号。
更进一步的，所述调制解调单元为基于QAM调制的OFDMA数字载波变换调制解调器。
更进一步的，所述隔离单元为环形器。
更进一步的，所述开关为美国HITTITE公司生产的HMC349MS8G芯片。
本实用新型的有益效果在于：
1)、本实用新型包括路由器、调制解调单元、发射通道、隔离单元、天线、接收通道，所述发射通道包括上变频单元和功放单元，上变频单元中的开关具有高隔离度、无反射信号等特点，上变频单元的电路组成结构能够有效地抑制杂散信号，因此本实用新型的数据传输速率更快，通讯质量更好。
2)、本实用新型支持TCP/IP、UDP通信协议，IOM/100M自适应，支持全双工状态和半双工状态；在全双工状态工作时，控制收发功能的时钟为自由时钟，调制解调器可通过RS232密钥注入口加设128位的密钥码，并可随时更改，保密等级高，同时确保了信息的安全性能。
3)、所述低噪放大器包括输入匹配电路、第四放大器、输出匹配电路以及电位器，通过调节电位器的阻值，可以微调低噪放大器的增益，使得输出信号的驻波比不会发生较大的变化，提高了本实用新型的稳定性和可靠性。
附图说明
图1为本实用新型的结构原理图；
图2为本实用新型的结构原理框图；
图3为本实用新型的调制解调器的结构图；
图4为本实用新型的上变频单元的结构图；
图5为本实用新型的下变频单元的结构图；
图6为本实用新型的低噪放大器的结构图；
图7为本实用新型的功放单元的结构图。
图中的附图标记含义如下：
10—调制解调单元 11—路由器 12—一级网光缆
A—发射通道 B—接收通道 20—上变频单元
30—功放单元 40—隔离单元 50—天线
60—滤波单元 70—自动增益放大单元 80—下变频单元
90—低噪放大器 91—输入匹配电路 92—第四放大器
93—输出匹配电路 94—电位器 100—基站
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
如图1、2所示，一种无线公网用同频双向数据传输系统包括：
路由器11，所述路由器11与一级网光缆12之间双向通信连接，且路由器11与调制解调单元10之间双向通信连接；
调制解调单元10，用于对基带信号进行调制并输出中频信号，以及用于对接收的中频信号进行解调输出基带信号；
发射通道A，用于将调制解调单元10所输出的中频信号转换成射频信号后输送至隔离单元40；
隔离单元40，用于将所述发射通道A输出的射频信号传输至天线50，并用于将天线50接收的射频信号输出至接收通道B，以及用于对接收、发送的射频信号进行隔离；
天线50，用于向基站100发送射频信号，以及用于接收自基站100传输来的射频信号；
接收通道B，用于对所述隔离单元40输出的射频信号转换成中频信号后输送至调制解调单元10；
所述发射通道A包括上变频单元20和功放单元30，所述上变频单元20用于将所述调制解调单元10输出的中频信号变为射频信号，并用于将射频信号输出至功放单元30；所述功放单元30用于将所述上变频单元20输出的射频信号的功率放大至设定的辐射功率，然后将射频信号输出至隔离单元40；
如图4所示，所述上变频单元20包括第一带通滤波器，所述第一带通滤波器的输入端与调制解调单元10的输出端相连接，第一带通滤波器的输出端与混频器的一个输入端相连接，混频器的另一个输入端与本振源的输出端相连接，所述混频器的输出端与第二带通滤波器的输入端相连接，所述第二带通滤波器的输出端与开关的一个输入端相连接，所述开关的另一个输入端通过差分转单端芯片与DSP芯片的输出端相连接，所述开关的输出端与第一放大器的输入端相连接，所述第一放大器的输出端通过第三带通滤波器与第二放大器的输入端相连接，所述第二放大器的输出端分别与第一电阻R1的一端、第三放大器的输入端相连接，所述第一电阻R1的另一端通过第一电感L1与第一电容C1的一端相连接，所述第三放大器的输出端分别与第二电阻R2的一端、功放单元30的输入端相连接，所述第二电阻R2的另一端通过第二电感与第二电容C2的一端相连接，所述第一电容C1的另一端、第二电容C2的另一端均接地。
具体的，所述开关为单刀双掷开关，为美国HITTITE公司生产的HMC349MS8G芯片，HMC349MS8G芯片具有高隔离度、无反射信号等特点，其供电电压为5V，工作频率范围为DC～4GHz，能够有效地抑制杂散信号，因此本实用新型的数据传输速率更快，通讯质量更好。混频器的型号为美国HITTITE公司生产的HMC213MS8芯片，所述HMC213MS8芯片为无源、双平衡混频器，差分转单端芯片的型号为DS90C402，第一放大器的型号为ERA-2SM+，所述第二放大器和第三放大器的型号均为GALI-24+。
如图1、5所示，所述接收通道B包括滤波单元60、自动增益放大单元70、下变频单元80以及低噪放大器90，所述滤波单元60用于对所述隔离单元40输出的射频信号进行滤波后输出至自动增益放大单元70；自动增益放大单元70，用于对所述滤波单元60输出的射频信号进行放大后输出至下变频单元80；下变频单元80，用于将自动增益放大单元70输出的射频信号变为中频信号，并将中频信号输出至低噪放大器90；低噪放大器90，用于对下变频单元80输出的中频信号进行放大，并为所述调制解调单元10的解调提供幅度满足要求的输入电平。
所述下变频单元80的电路结构与上变频单元20的电路结构相同。
如图6所示，所述低噪放大器90包括输入匹配电路91、第四放大器92、输出匹配电路93以及电位器94，所述输入匹配电路91的输入端与下变频单元80的输出端相连接，输入匹配电路91的输出端与第四放大器92的输入端相连接，所述第四放大器92的输出端与输出匹配电路93的输入端相连接，所述输出匹配电路93的输出端分别与调制解调单元10的输入端、第三电容C3的一端相连接，所述第三电容C3的另一端分别与第三电阻R3的一端、电位器94的输入端相连接，所述第三电阻R3的另一端、电位器94的输出端均连接第四放大器92的输入端。通过调节电位器94的阻值，可以微调低噪放大器90的增益，使得输出信号的驻波比不会发生较大的变化，提高了本实用新型的稳定性和可靠性。
如图7所示，所述功放单元30包括第五放大器，所述第五放大器的输入端与上变频单元20的输出端相连接，第五放大器的输出端与第一一分二分配器的输入端相连接，所述第一一分二分配器的输出端分别与第六放大器的输入端、第七放大器的输入端相连接，所述第六放大器的输出端、第七放大器的输出端均与第一二合一合成器的输入端相连接，所述第一二合一合成器的输出端通过第二一分二分配器分别与第三一分二分配器的输入端、第四一分二分配器的输入端相连接，所述第三一分二分配器的输出端分别与第八放大器的输入端、第九放大器的输入端相连接，所述第四一分二分配器的输出端分别与第十放大器的输入端、第十一放大器的输入端相连接，所述第八放大器的输出端、第九放大器的输出端均与第二二合一合成器的输入端相连接，所述第十放大器的输出端、第十一放大器的输出端均与第三二合一合成器的输入端相连接，所述第二二合一合成器的输出端、第三二合一合成器的输出端均与第四二合一合成器的输入端相连接，所述第四二合一合成器的输出端与隔离单元40的输入端相连接，所述第五放大器、第六放大器、第七放大器的型号均为ERA-2SM+，所述第八放大器、第九放大器、第十放大器、第十一放大器的型号均为OP37。
进一步的，所述天线50为定向天线，所述定向天线设置为多台，且多台定向天线呈扇形或环形排布以便于向各处传输信号。
所述调制解调单元10为基于QAM调制的OFDMA数字载波变换调制解调器，所述隔离单元40为环形器。
如图3所示，所述调制解调器上设有RS232密钥注入口。
本实用新型在使用时，可以与现有技术中的软件配合来进行使用。下面结合现有技术中的软件对本实用新型的工作原理进行描述，但是必须指出的是：与本实用新型相配合的软件不是本实用新型的创新部分，也不是本实用新型的组成部分。
如图1所示，所述路由器11与一级网光缆12双向连接，且路由器11传输信号至天线50；天线50也即定向天线呈环形排布以无间隙覆盖传输区域，以实现定向天线和基站100的无线连接。所述调制解调单元10将输入的基带信号利用码分多址的方式调制在经傅里叶对单载波分解的1655个子载波上，形成频分复用的OFDM制式，输出一个30.56MHZ的已调波信号。同时由原子钟振荡产生自由时控脉冲，控制整机的收发转换，上变频单元20将IF信号转变为RF信号并放大RF信号至0dbm，同时上变频单元20的开关组成结构能够有效地抑制杂散信号，功放单元30也即数字式高线性功率放大器将0dbm的信号放大至40dbm经天线发射，占空比为1∶1。天线50接收的同频空间信号经过通道滤波，以提高抗干扰能力，由自动增益放大单元70为下变频单元80提供-10dbm的入口电平，下变频单元80将RF信号变为IF信号，同时下变频单元80的开关组成结构能够有效地抑制杂散信号，电平为-5dbm～-10dbm输入解调器解调为基带信号，该基带信号再由智能路由器按IP地址分配至终端。
本实用新型利用上变频单元20和下变频单元80的电路组成结构能够有效地抑制杂散信号，因此本实用新型的数据传输速率更快，通讯质量更好。
如图3所示，所述的调制解调单元10为基于正交幅度调制的正交频分多址数字网络载波变换调制解调器。OFDMA调制采用多址接入方式以解决多个用户共用信道的问题，是一种正交的OFDM调制，也即将一个载波由傅里叶变换的模式形成1655个子载波，基带信号按码分多址的方式分配调制在子载波上，这样每个子载波所携带的数据量就只有7Kbps，有利于在传输过程克服多径干扰和多普勒频移，该调制信号并携带有向前向后纠错的索罗门码和卷积交织码，这些措施的采取可使传输过程的误码率高达10-9以上。而解调过程为调制过程的逆向运算。同时本调制解调器设有RS232密钥注入口，可加128位的密钥码并随机更改，确保了传输信息的安全。本调制解调器由原子钟产生的时控脉冲控制整机收发转换，实现双工。且本调制解调器能智能侦测传输链路的质量状况，并智能加载传输数据量，满负荷可传输500Mbps数据。
Claims (6)
1.一种无线公网用同频双向数据传输系统，其特征在于，包括：
路由器(11)，所述路由器(11)与一级网光缆(12)之间双向通信连接，且路由器(11)与调制解调单元(10)之间双向通信连接；
调制解调单元(10)，用于对基带信号进行调制并输出中频信号，以及用于对接收的中频信号进行解调输出基带信号；
发射通道(A)，用于将调制解调单元(10)所输出的中频信号转换成射频信号后输送至隔离单元(40)；
隔离单元(40)，用于将所述发射通道(A)输出的射频信号传输至天线(50)，并用于将天线(50)接收的射频信号输出至接收通道(B)，以及用于对接收、发送的射频信号进行隔离；
天线(50)，用于向基站(100)发送射频信号，以及用于接收自基站(100)传输来的射频信号；
接收通道(B)，用于对所述隔离单元(40)输出的射频信号转换成中频信号后输送至调制解调单元(10)；
所述发射通道(A)包括上变频单元(20)和功放单元(30)，所述上变频单元(20)用于将所述调制解调单元(10)输出的中频信号变为射频信号，并用于将射频信号输出至功放单元(30)；所述功放单元(30)用于将所述上变频单元(20)输出的射频信号的功率放大至设定的辐射功率，然后将射频信号输出至隔离单元(40)；
所述上变频单元(20)包括第一带通滤波器，所述第一带通滤波器的输入端与调制解调单元(10)的输出端相连接，第一带通滤波器的输出端与混频器的一个输入端相连接，混频器的另一个输入端与本振源的输出端相连接，所述混频器的输出端与第二带通滤波器的输入端相连接，所述第二带通滤波器的输出端与开关的一个输入端相连接，所述开关的另一个输入端通过差分转单端芯片与DSP芯片的输出端相连接，所述开关的输出端与第一放大器的输入端相连接，所述第一放大器的输出端通过第三带通滤波器与第二放大器的输入端相连接，所述第二放大器的输出端分别与第一电阻R1的一端、第三放大器的输入端相连接，所述第一电阻R1的另一端通过第一电感L1与第一电容C1的一端相连接，所述第三放大器的输出端分别与第二电阻R2的一端、功放单元(30)的输入端相连接，所述第二电阻R2的另一端通过第二电感与第二电容C2的一端相连接，所述第一电容C1的另一端、第二电容C2的另一端均接地；
所述接收通道(B)包括滤波单元(60)、自动增益放大单元(70)、下变频单元(80)以及低噪放大器(90)，所述滤波单元(60)用于对所述隔离单元(40)输出的射频信号进行滤波后输出至自动增益放大单元(70)；自动增益放大单元(70)，用于对所述滤波单元(60)输出的射频信号进行放大后输出至下变频单元(80)；下变频单元(80)，用于将自动增益放大单元(70)输出的射频信号变为中频信号，并将中频信号输出至低噪放大器(90)；低噪放大器(90)，用于对下变频单元(80)输出的中频信号进行放大，并为所述调制解调单元(10)的解调提供幅度满足要求的输入电平；
所述下变频单元(80)的电路结构与上变频单元(20)的电路结构相同；
所述低噪放大器(90)包括输入匹配电路(91)、第四放大器(92)、输出匹配电路(93)以及电位器(94)，所述输入匹配电路(91)的输入端与下变频单元(80)的输出端相连接，输入匹配电路(91)的输出端与第四放大器(92)的输入端相连接，所述第四放大器(92)的输出端与输出匹配电路(93)的输入端相连接，所述输出匹配电路(93)的输出端分别与调制解调单元(10)的输入端、第三电容C3的一端相连接，所述第三电容C3的另一端分别与第三电阻R3的一端、电位器(94)的输入端相连接，所述第三电阻R3的另一端、电位器(94)的输出端均连接第四放大器(92)的输入端；
所述功放单元(30)包括第五放大器，所述第五放大器的输入端与上变频单元(20)的输出端相连接，第五放大器的输出端与第一一分二分配器的输入端相连接，所述第一一分二分配器的输出端分别与第六放大器的输入端、第七放大器的输入端相连接，所述第六放大器的输出端、第七放大器的输出端均与第一二合一合成器的输入端相连接，所述第一二合一合成器的输出端通过第二一分二分配器分别与第三一分二分配器的输入端、第四一分二分配器的输入端相连接，所述第三一分二分配器的输出端分别与第八放大器的输入端、第九放大器的输入端相连接，所述第四一分二分配器的输出端分别与第十放大器的输入端、第十一放大器的输入端相连接，所述第八放大器的输出端、第九放大器的输出端均与第二二合一合成器的输入端相连接，所述第十放大器的输出端、第十一放大器的输出端均与第三二合一合成器的输入端相连接，所述第二二合一合成器的输出端、第三二合一合成器的输出端均与第四二合一合成器的输入端相连接，所述第四二合一合成器的输出端与隔离单元(40)的输入端相连接。
2.如权利要求1所述的一种无线公网用同频双向数据传输系统，其特征在于：所述天线(50)为定向天线。
3.如权利要求2所述的一种无线公网用同频双向数据传输系统，其特征在于：所述定向天线设置为多台，且多台定向天线呈扇形或环形排布以便于向各处传输信号。
4.如权利要求1～3任一项所述的一种无线公网用同频双向数据传输系统，其特征在于：所述调制解调单元(10)为基于QAM调制的OFDMA数字载波变换调制解调器。
5.如权利要求4所述的一种无线公网用同频双向数据传输系统，其特征在于：所述隔离单元(40)为环形器。
6.如权利要求5所述的一种无线公网用同频双向数据传输系统，其特征在于：所述开关为美国HITTITE公司生产的HMC349MS8G芯片。
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|---|---|---|---|---|
| CN111756402A (zh) * | 2019-03-28 | 2020-10-09 | 深圳市威富通讯技术有限公司 | Wifi信号收发装置 |
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| CN111756402A (zh) * | 2019-03-28 | 2020-10-09 | 深圳市威富通讯技术有限公司 | Wifi信号收发装置 |
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Granted publication date: 20181116 Termination date: 20220126 |