CN212064015U - 一种集成场放前端的射频光传输系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种集成场放前端的射频光传输系统，包括室外发射光端机和室内接收光端机，室外发射光端机包括波导接口、场效应管放大器、场放均衡器、功率放大器和激光器，所述波导接口、场效应管放大器、场放均衡器和功率放大器依次电连接，所述功率放大器与所述激光器电连接；室内接收光端机包括光路自适应器、光电探测器和后置耦合放大器，所述光路自适应器、所述光电探测器、所述后置耦合放大器依次电连接。室外发射光端机中，集成场放的设计，使得射频信号由天线直接进入室外光端机中处理，无需额外的射频信号转接设备，增强了系统的一体化、小型化以及灵活性。

Description

一种集成场放前端的射频光传输系统

技术领域

本实用新型涉及射频通信领域，尤其涉及一种集成场放前端的射频光传输系统。

背景技术

射频光传输系统是将射频信号调制加载到光载波，通过光纤传输后在接收端解调恢复射频信号的一种传输系统，是射频微波通信系统的重要组成部分。近年来，随着无线通信技术的飞速发展，射频光传输系统的应用需求也在飞速地增长。作为一种适用性非常广泛的技术，射频光传输系统在民用通信和国防军事中都有重要的应用价值，其用途覆盖了无线电通信，电视广播，雷达定位，遥测遥控，卫星通信，电子战以及现在已经完全进入普通家庭的蜂窝移动通信设备等各个领域。

在现有技术中，射频信号一般要经过额外的射频信号转接设备，再进入射频光传输系统进行传输，这样会增加信号损耗，降低系统的稳定性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种集成场放前端的射频光传输系统，旨在解决现有技术需要外接信号转接设备会增加信号损耗降低系统稳定性的问题。

为实现上述目的，一方面，本实用新型提供了一种集成场放前端的射频光传输系统，包括室外发射光端机和室内接收光端机，所述室外发射光端机包括场放组件和激光器，所述场放组件包括波导接口、场效应管放大器、场放均衡器和功率放大器，所述波导接口、场效应管放大器、场放均衡器和功率放大器依次电连接，所述功率放大器与所述激光器电连接；

所述波导接口，用于从天线接收射频信号；

所述场效应管放大器，用于放大射频信号，形成增益信号；

所述场放均衡器，调整增益信号的幅频响应，优化场放增益平坦度；

所述功率放大器，用于放大增益信号功率，形成传输信号；

所述激光器，用于将传输射频信号调制到光信号上并输入光缆进行传输；

所述耦合均衡器，用于调整传输射频信号幅频响应，优化链路增益平坦度；

所述室内接收光端机包括光路自适应器、光电探测器和后置耦合放大器，所述光路自适应器和所述激光器电连接，所述光路自适应器和所述光电探测器和所述后置耦合放大器依次电连接；

所述光路自适应器，用于自适应控制接收光功率的大小；

所述光电探测器，用于将光信号解调变为射频信号；

所述后置耦合放大器，用于放大电信号，然后输出到目标设备，并耦合输出信号作为监控信号。

其中，所述室外发射光端机还包括阻抗匹配器，所述阻抗匹配器与所述功率放大器和所述激光器电连接，所述阻抗匹配器，用于对光缆进行阻抗动态匹配。

其中，所述室外发射光端机还包括耦合均衡器和输入信号监控器，所述耦合均衡器与所述阻抗匹配器和所述激光器电连接，所述输入信号监控器与所述耦合均衡器电连接；

所述耦合均衡器，用于调整射频信号幅度和增益平坦度，并耦合传输信号到所述信号监控器所述输入信号监控器，所述输入信号监控器，用于检测传输信号的状态。

其中，所述室外发射光端机还包括控制组件，所述控制组件包括低噪声控制器和功率温度控制器，所述功率温度控制器与所述激光器电连接，所述低噪声控制器与所述场放组件电连接；

所述功率温度控制器，用于调整所述激光器的温度和工作电流，所述低噪声控制器，用于调整场放组件的增益。

其中，所述室内接收光端机还包括接收均衡器和输出信号监控器，所述接收均衡器与所述后置耦合放大器电连接，所述输出信号监控器与所述后置耦合放大器电连接；所述接收均衡器，用于调整射频信号幅度以及增益平坦度，所述输出信号监控器，用于检测解调后的射频信号的状态。

其中，所述室内接收光端机还包括网管组件，所述网管组件包括网管器和偏置控制器和功率检测器，所述偏置控制器与所述光电探测器电连接，所述功率检测器与所述光路自适应器连接，所述网管器与所述偏置控制器和所述后置耦合放大器和所述光功率检测器电连接；

所述功率检测器，用于检测光信号的光功率；

所述偏置控制器，用于控制光电探测器的偏置电压；

所述网管器，用于检测信号丢包率、链路光功率、光衰减量，配置通信参数。

另一方面，本实用新型提供一种集成场放前端的射频光传输方法，包括：

从天线接收射频信号，并放大射频信号，形成增益信号；

调整增益信号的幅频响应，放大增益信号功率，形成传输信号；

对传输射频信号进行阻抗匹配；

对射频传输信号进行幅度调整，优化增益平坦度，并对射频信号进行监控；

将传输射频信号转换为光信号并通过光缆传输；

调整光信号的接收功率，并将光信号转换为射频信号；

对射频传输信号进行幅度调整，优化增益平坦度，并对射频信号进行监控放大射频信号，然后输出到目标设备。

本实用新型的一种集成场放前端的射频光传输系统，通过将所述波导接口、所述场效应管放大器、所述场放均衡器和所述功率放大器集成到所述场放组件中，使得射频信号由天线直接进入室外光端机中处理，无需额外的射频信号转接设备，增强了系统的一体化和小型化以及灵活性，从而解决现有技术需要外接信号转接设备会增加信号损耗降低系统稳定性的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的一种集成场放前端的射频光传输系统的结构示意图；

图2是本实用新型的一种集成场放前端的射频光传输方法的流程示意图。

1-室外发射光端机、2-室内接收光端机、11-场放组件、12-激光器、13-阻抗匹配器、14-耦合均衡器、15-输入信号监控器、16-控制组件、161-控制器、162- 功率温度控制器、111-波导接口、112-场效应管放大器、113-场放均衡器、114- 功率放大器、21-光路自适应器、22-光电探测器、23-后置耦合放大器、24-接收均衡器、25-输出信号监控器、26-网管组件、261-偏置控制器、262-网管器、263- 功率检测器。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

第一方面，请参阅图1，本实用新型提供一种集成场放前端的射频光传输系统：

包括室外发射光端机1、光缆和室内接收光端机2，所述室外发射光端机1 包括场放组件11和激光器12，所述场放组件11包括波导接口111、场效应管放大器112、场放均衡器113和功率放大器114，所述波导接口111、场效应管放大器112、场放均衡器113和功率放大器114依次电连接，所述功率放大器114 与所述激光器12电连接；

所述波导接口111，用于从天线接收射频信号；

所述场效应管放大器112，用于放大射频信号，形成增益信号；

所述场放均衡器113，用于接收增益信号，并调整增益信号的幅频响应；

所述功率放大器114，用于放大增益信号功率，形成传输信号；

所述激光器12，用于将传输信号转换为光信号并输入所述光缆进行传输；

所述室内接收光端机2包括光路自适应器21、光电探测器22和后置耦合放大器23，所述光路自适应器21与所述激光器12电连接，所述光路自适应器21 和所述光电探测器22和所述后置耦合放大器23依次电连接；

所述光路自适应器21调整光信号的接收功率；

所述光电探测器22，用于将光信号转换为电信号；

所述后置耦合放大器23，用于放大电信号，然后输出到目标设备，并耦合少部分信号到信号监控器。

在本实施方式中，所述波导接口111从天线接收射频信号，相比于普通射频接口，导体损耗与介质损耗小，功率容量大，且没有辐射损耗；所述场效应管放大器112采用低噪声放大器，低噪声放大器的噪声温度决定了所述场放组件11的噪声温度，噪声温度相对较低的场效应管放大器，可以有效降低所述场放组件11的噪声温度；所述场放均衡器113，主要是调整所述场效应管放大器 112的幅频响应，使其输出幅频响应平坦度满足需求；所述功率放大器114，用于放大增益信号功率，使所述场效应管放大器112增益满足传输所需要的功率条件；所述激光器12，用于将传输信号转换为光信号并输入所述光缆进行传输；所述光路自适应器21可以输入光接收机光功率过大时自动衰减光功率，使到达光电探测器的功率在饱和阈值光功率以下，以免光电探测器工作于非线性状态；而如果到达光接收机的光功率小于饱和阈值光功率时则光路自适应不衰减光功率；所述光电探测器22，用于将光信号转换为电信号；所述后置耦合放大器23，用于放大光/电转换器输出的微弱射频信号，使其满足输出条件。通过将将所述波导接口111、所述场效应管放大器112、所述场放均衡器113和所述功率放大器114集成到所述场放组件11中，使得射频信号由天线直接进入室外光端机中处理，无需额外的射频信号转接设备，从而解决现有技术需要外接信号转接设备会增加信号损耗降低系统稳定性的问题。

进一步的，所述室外发射光端机1还包括阻抗匹配器13，所述阻抗匹配器 13与所述功率放大器和所述激光器12电连接，所述阻抗匹配器13，用于对光缆进行阻抗动态匹配。

在本实施方式中，通过阻抗匹配，可以减少、消除高频信号反射，从而提升信号质量。

进一步的，所述室外发射光端机1还包括耦合均衡器14和输入信号监控器 15，所述耦合均衡器14与所述阻抗匹配器13和所述激光器12电连接，所述输入信号监控器15与所述耦合均衡器14电连接；

所述耦合均衡器14，用于调整射频信号幅度和增益平坦度，并耦合小部分信号到所述信号监控器15，所述输入信号监控器15，用于监控传输信号的状态。

在本实施方式中，所述输入信号监控器15对输入的信号进行检测，从而可以判断信号是否正常，据此可以判断所述场放组件11是否出现故障。

进一步的，所述室外发射光端机1还包括控制组件16，所述控制组件16包括低噪声控制器161和功率温度控制器162，所述功率温度控制器162与所述激光器12电连接，所述功率温度控制器162，用于调整所述激光器12的温度和工作电流，所述低噪声控制器161，用于调整场放组件11的增益。

在本实施方式中，所述激光器12的温度和输出功率要保持恒定，因此通过所述功率温度控制器162和温度控制器对激光变换器12的工作温度和光功率进行监测和控制，保证激光器12工作在稳定的输出光功率和温度下。

进一步的，所述室内接收光端机2还包括接收均衡器24和输出信号监控器 25，所述接收均衡器24与所述后置耦合放大器23电连接，所述输出信号监控器25与所述接收均衡器24电连接。

所述接收均衡器24，用于对电信号进行调整并输出解调后的电信号到所述输出信号监控器25，所述输出信号监控器25，用于检测解调后的射频信号的状态。

在本实施方式中，所述接收均衡器24对电信号进行调整补偿，优化增益平坦度；所述输出信号监控器25对电信号的状态进行检测，从而可以判断电信号的质量，检测前面电路是否出现故障。

进一步的，所述室内接收光端机2还包括网管组件26，所述网管组件26包括网管器262和偏置控制器261，所述偏置控制器261和所述光电探测器22电连接，所述网管器262与所述偏置控制器261和所述后置耦合放大器23电连接，所述功率检测器263，用于检测光信号的光功率；

所述偏置控制器261，用于基于偏置控制电压检测解调前的电信号的光功率；

所述网管器262，用于检测信号的丢包率和调整所述后置耦合放大器23的增益。

在本实施方式中，通过所述网管器262控制所述偏置控制器261和所述功率监测器263，对光功率进行检测，并对所述光电探测器22进行偏置控制，然后调整所述后置耦合放大器23的增益，以提高信号质量。

第二方面，请参阅图2，本实用新型提供一种集成场放前端的射频光传输方法，包括：

S101从天线接收射频信号，并放大射频信号，形成增益信号；

射频信号的功率较弱，不适用于后期的信号处理，因此要先放大成增益信号。

S102调整增益信号的幅频响应，放大增益信号功率，形成传输信号；

调整增益信号的幅频响应，使其输出幅频响应平坦度满足需求，从而增加信号质量，然后进一步放大增益信号，使其满足在光缆中进行传播的功率要求。

S103对传输信号进行阻抗匹配；

通过阻抗匹配，可以减少、消除高频信号反射，从而提升信号质量。

S104对射频传输信号进行幅度调整，优化增益平坦度，并对射频信号进行监控

对输入的信号进行检测，从而可以判断信号是否正常，据此可以判断信号系统是否出现故障。

S105将传输信号转换为光信号并通过光缆传输；

通过将传输信号的电性质的信号转换为光信号，然后可以在光缆中进行传输。

S106调整光信号的接收功率，并将光信号转换为电信号；

光功率过大时自动衰减光功率，使到达光电探测器的功率在饱和阈值光功率以下，以免光电探测器工作于非线性状态，影响信号接收，然后将光信号转换为电信号，以便于在电路中进行处理。

S107对射频传输信号进行幅度调整，优化增益平坦度，并对射频信号进行监控；

对电信号进行调整补偿，优化增益平坦度；对电信号的频率进行检测，从而可以判断电信号的质量，检测前面电路是否出现故障。

S108放大电信号，然后输出到目标设备。

对电信号进行放大，使其符合传输要求，然后输出到目标设备。

通过将天线信号接收、放大、均衡集成到一个组件中，射频信号由天线进入后可以直接处理，无需额外的设备，从而增强了系统的一体化和小型化以及灵活性，从而解决现有技术需要外接信号转接设备会增加信号损耗降低系统稳定性的问题。

以上所揭露的仅为本实用新型一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于实用新型所涵盖的范围。

Claims (6)

1.一种集成场放前端的射频光传输系统，其特征在于，

包括室外发射光端机和室内接收光端机，所述室外发射光端机包括场放组件和激光器，所述场放组件包括波导接口、场效应管放大器、场放均衡器和功率放大器，所述波导接口、场效应管放大器、场放均衡器和功率放大器依次电连接，所述功率放大器与所述激光器电连接；

所述波导接口，用于从天线接收射频信号；

所述场效应管放大器，用于放大射频信号，形成增益信号；

所述场放均衡器，调整增益信号的幅频响应，优化场放增益平坦度；

所述功率放大器，用于放大增益信号功率，形成传输信号；

所述激光器，用于将传输射频信号调制到光信号上并输入光缆进行传输；

所述室内接收光端机包括光路自适应器、光电探测器和后置耦合放大器，所述光路自适应器和所述激光器电连接，所述光路自适应器和所述光电探测器和所述后置耦合放大器依次电连接；

所述光路自适应器，用于自适应控制接收光功率的大小；

所述光电探测器，用于将光信号解调变为射频信号；

所述后置耦合放大器，用于放大电信号，然后输出到目标设备，并耦合输出信号作为监控信号。

2.如权利要求1所述的一种集成场放前端的射频光传输系统，其特征在于，

所述室外发射光端机还包括阻抗匹配器，所述阻抗匹配器与所述功率放大器和所述激光器电连接，所述阻抗匹配器，用于对光缆进行阻抗动态匹配。

3.如权利要求2所述的一种集成场放前端的射频光传输系统，其特征在于，

所述室外发射光端机还包括耦合均衡器和输入信号监控器，所述耦合均衡器与所述阻抗匹配器和所述激光器电连接，所述输入信号监控器与所述耦合均衡器电连接；

所述耦合均衡器，用于调整射频信号幅度和增益平坦度，并耦合传输信号到所述信号监控器所述输入信号监控器，所述输入信号监控器，用于检测传输信号的状态。

4.如权利要求3所述的一种集成场放前端的射频光传输系统，其特征在于，

所述室外发射光端机还包括控制组件，所述控制组件包括低噪声控制器和功率温度控制器，所述功率温度控制器与所述激光器电连接，所述低噪声控制器与所述场放组件电连接；

所述功率温度控制器，用于调整所述激光器的温度和工作电流，所述低噪声控制器，用于调整场放组件的增益。

5.如权利要求1所述的一种集成场放前端的射频光传输系统，其特征在于，

所述室内接收光端机还包括接收均衡器和输出信号监控器，所述接收均衡器与所述后置耦合放大器电连接，所述输出信号监控器与所述后置耦合放大器电连接；所述接收均衡器，用于调整射频信号幅度以及增益平坦度，所述输出信号监控器，用于检测解调后的射频信号的状态。

6.如权利要求5所述的一种集成场放前端的射频光传输系统，其特征在于，

所述室内接收光端机还包括网管组件，所述网管组件包括网管器和偏置控制器和功率检测器，所述偏置控制器与所述光电探测器电连接，所述功率检测器与所述光路自适应器连接，所述网管器与所述偏置控制器和所述后置耦合放大器和所述光功率检测器电连接；

所述功率检测器，用于检测光信号的光功率；

所述偏置控制器，用于控制光电探测器的偏置电压；

所述网管器，用于检测信号丢包率、链路光功率、光衰减量，配置通信参数。

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