專利名稱：集成功放和低噪放的智能射頻光傳輸模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于射頻通信設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種集成功放和低噪放的智能射頻光傳輸模塊。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的智能射頻光傳輸模塊結(jié)構(gòu)原理為智能型的。其基本工作原理是射頻信號(hào)經(jīng)過射頻輸入匹配電路和高通濾波電路，送到激光器驅(qū)動(dòng)電路連同由FSK調(diào)制電路和低通濾波電路，輸出的控制信號(hào)一起驅(qū)動(dòng)激光器，將射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)并由光纖輸出。光信號(hào)經(jīng)過PIN光/電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，電信號(hào)經(jīng)過匹配放大電路，將信號(hào)放大以提高信號(hào)增益，然后經(jīng)過低頻濾波電路和高頻濾波電路，分別得到FSK調(diào)制信號(hào)和射頻RF信號(hào)，同時(shí)輸出的射頻信號(hào)再經(jīng)過光纖直放站中的功放模塊和低噪放模塊，對(duì)其進(jìn)行功率放大和濾波等處理后傳到雙功器再發(fā)送出去。眾所周知，功放和低噪放是直放機(jī)的核心部件。由于現(xiàn)有的智能射頻光傳輸模塊未集成功放和低噪放，因此在工程應(yīng)用時(shí)直放站還需外加功放模塊和低噪放模塊。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是為了減少光纖直放站的模塊數(shù)量，降低光纖直放站的成本，提高射頻光傳輸模塊的集成度，提供一種集成功放和低噪放的智能射頻光傳輸模塊。將功放模塊和低噪放模塊到智能射頻光傳輸模塊當(dāng)中，提供一種高度集成的智能射頻光傳輸模塊，以解決上述現(xiàn)有的智能射頻光傳輸模塊未能實(shí)現(xiàn)的功能，使現(xiàn)有的智能射頻光傳輸模塊的集成度大大提高。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下集成功放和低噪放的智能射頻光傳輸模塊，將功放模塊和低噪放模塊集成在原有的智能射頻光傳輸模塊中，其特征在于該射頻光傳輸模塊包括射頻/光信號(hào)轉(zhuǎn)換組件、光纖/射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換組件、功放組件、低噪放組件和智能控制組件；智能控制組件采用單片機(jī)和A/D轉(zhuǎn)換電路，從所述的射頻/光信號(hào)轉(zhuǎn)換組件、光纖/射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換組件采樣光功率、射頻信號(hào)功率，經(jīng)過信息處理，調(diào)節(jié)控制所述的光纖/射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換組件中的光功率衰減及射頻功率衰減，以調(diào)節(jié)所述的智能射頻光傳輸模塊輸出功率；在信號(hào)下行鏈路，射頻信號(hào)經(jīng)過包含有光纖/射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換組件的智能射頻光傳輸模塊后，再由功放組件放大從天線發(fā)射出去；在信號(hào)上行鏈路，從天線接收到的射頻信號(hào)，經(jīng)過低噪放組件放大后，再進(jìn)入包含有射頻/光信號(hào)轉(zhuǎn)換組件的智能射頻光傳輸模塊，轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，通過光纖傳輸。
所述的射頻/光信號(hào)轉(zhuǎn)換組件包括射頻輸入匹配1、高通濾波2、功放電路、低噪放電路、驅(qū)動(dòng)電路3、激光器4、FSK調(diào)制器5和低通濾波6和；射頻信號(hào)由天線接收下來，經(jīng)過輸入匹配1、濾波2送入激光器4轉(zhuǎn)換成光信號(hào)發(fā)送出去，同時(shí)將監(jiān)控的數(shù)據(jù)流經(jīng)過FSK調(diào)制5和低通濾波6也送入激光器4轉(zhuǎn)換成光信號(hào)發(fā)送出去。
所述的光纖/射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換組件包括光電轉(zhuǎn)換電路9、匹配放大電路10、濾波電路13、三級(jí)射頻放大電路(14、16、19)、二級(jí)數(shù)控衰減器(15、17)、阻抗匹配電路18、功放電路、低噪放電路、低通濾波電路10和FSK解調(diào)電路12；由光纖過來的光信號(hào)經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換9轉(zhuǎn)換成電信號(hào)通過匹配放大10后，經(jīng)過射頻放大(14、16、19)和數(shù)控衰減(15、17)后，由射頻天線發(fā)送出去，同時(shí)送入低通濾波電路11濾出低頻信號(hào)送入FSK解調(diào)12得到對(duì)端送過來的監(jiān)控信息。
所述的功放組件包括射頻功放IC和濾波、匹配電路；射頻信號(hào)經(jīng)濾波、匹配后傳送到射頻功放IC，經(jīng)射頻功放IC將射頻信號(hào)進(jìn)行功率放大，然后再將放大后的射頻信號(hào)發(fā)送出去。
所述的低噪放組件包括射頻低噪放IC和濾波、匹配電路；射頻信號(hào)經(jīng)濾波、匹配后傳送到射頻低噪放IC，經(jīng)射頻低噪放IC將信號(hào)進(jìn)行放大，使得信號(hào)在較高接收靈敏度的情況下具有更好的信噪比，然后再將放大后的射頻信號(hào)發(fā)送出去。
在射頻光傳輸模塊的網(wǎng)管接口設(shè)計(jì)有推薦標(biāo)準(zhǔn)RS232收發(fā)芯片IC1和RS485收發(fā)芯片U14。
本實(shí)用新型集成功放和低噪放的智能射頻光傳輸模塊中低噪放的優(yōu)點(diǎn)如下1、很高的線性度；2、低的噪聲系數(shù)；其中，集成IC MGA53543的特征如下(1)很高的線性度；(2)很低的噪聲系數(shù)；(3)產(chǎn)品規(guī)格具有優(yōu)良的一致性；(4)可用于1.9GHz的頻率；(5)OIP3可達(dá)39db；(6)增益可達(dá)15.4db。


圖1為現(xiàn)有的智能射頻光傳輸模塊原理圖。
圖2為現(xiàn)有的智能射頻光傳輸模塊在光纖直放站的應(yīng)用示意圖。
圖3為本實(shí)用新型的低噪放電路圖。
圖4為本實(shí)用新型的功放電路圖。
圖5為本實(shí)用新型在光纖直放站的應(yīng)用示意圖。
圖6本實(shí)用新型電路原理圖。
具體實(shí)施方式
結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。
由于射頻信號(hào)在傳輸當(dāng)中有這樣的特征上行信號(hào)調(diào)整看底部噪聲，下行信號(hào)調(diào)整看功放線性，因此，低噪放和功放應(yīng)用的情況會(huì)大大影響這個(gè)射頻信號(hào)傳輸?shù)馁|(zhì)量。
低噪聲電路設(shè)計(jì)為放大器前端部分的噪聲性能對(duì)整個(gè)模塊的噪聲性能貢獻(xiàn)最大，我們?cè)诘驮敕糯蟛糠诌x用了噪聲系數(shù)比較小的器件MGA53543。采用低噪聲設(shè)計(jì)技術(shù)包括低噪聲前級(jí)放大器和線性功放，主要考慮在較高接收靈敏度的情況下，使得信號(hào)具有更好的信噪比。它的顯著特點(diǎn)是采用超線性功放，保證多信道工作無雜波。圖3為低噪放原理圖。
線性功放技術(shù)碼分多址CDMA系統(tǒng)的調(diào)制方式以及頻譜的利用率，對(duì)功放的線性度也提出了很高的要求，如ACPR、IMD3等指標(biāo)均與線性功放的性能有關(guān)。舉例本實(shí)用新型集成功放和低噪放的智能射頻光傳輸模塊中的功放原理圖如圖4，對(duì)于GSM和CDMA網(wǎng)絡(luò)而言，采用的是FDD的雙工方式，因此，信號(hào)分為上行和下行方向。從對(duì)網(wǎng)絡(luò)的影響而言，上行信號(hào)將進(jìn)入基站，如果基站受到影響，涉及的一個(gè)基站范圍內(nèi)的擁護(hù)，必須慎之又慎。所有的直放站接入基站均存在著上行通道，我們希望接入到基站接收機(jī)入口的噪聲功率要小于-120dBm。這是由設(shè)備本身的工作帶內(nèi)的雜散輻射電平和上行增益共同而決定的。首先，工作帶內(nèi)的雜散輻射電平要符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，如GSM要求帶內(nèi)雜散小于-36dBm，CDMA要求帶內(nèi)雜散小于-22dBm，我們也可以稱此為靜態(tài)底部噪聲。在實(shí)際調(diào)測(cè)中，需要把重發(fā)端的天饋系統(tǒng)或者帶有有源的干放，一般為室內(nèi)分布系統(tǒng)均接入，在直放站的施主端口看底部噪聲，此時(shí)的噪聲會(huì)帶有一些空間的噪聲，又稱動(dòng)態(tài)噪聲，直放站的上行底部噪聲是由靜態(tài)噪聲和動(dòng)態(tài)噪聲共同組成的。靜態(tài)噪聲是可以由計(jì)算得到，動(dòng)態(tài)噪聲只能通過測(cè)試得到。調(diào)測(cè)時(shí)應(yīng)調(diào)整上行增益并計(jì)算此噪聲經(jīng)有效路徑損耗，不同的直放站計(jì)算有所不同，到達(dá)基站接收機(jī)的噪聲功率是否控制在-120dBm以內(nèi)，只有控制住上行噪聲，直放站就不會(huì)對(duì)基站形成干擾。
下行信號(hào)的調(diào)整取決于接入信號(hào)的功率和下行的增益，只有當(dāng)下行輸入的信號(hào)同增益匹配時(shí)，才會(huì)使直放站的功放輸出是線性信號(hào)。設(shè)備在生產(chǎn)制造過程中，直放站設(shè)備會(huì)按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)三階互調(diào)產(chǎn)物的大小，檢測(cè)時(shí)規(guī)定了輸入信號(hào)的電平的，如果實(shí)際應(yīng)用中，輸入信號(hào)幅度過大，或者增益設(shè)置過大，都會(huì)造成信號(hào)輸出的非線性，而非線性信號(hào)的輸出，必然會(huì)影響輸出信號(hào)的質(zhì)量，從而導(dǎo)致手機(jī)接收信號(hào)的質(zhì)量下降。因此，我們?cè)诒緦?shí)用新型中，在設(shè)計(jì)功放和低噪放時(shí)嚴(yán)格按各種指標(biāo)，保證信號(hào)通信質(zhì)量。
權(quán)利要求1.集成功放和低噪放的智能射頻光傳輸模塊，將功放模塊和低噪放模塊集成在原有的智能射頻光傳輸模塊中，其特征在于該射頻光傳輸模塊包括射頻/光信號(hào)轉(zhuǎn)換組件、光纖/射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換組件、功放組件、低噪放組件和智能控制組件；智能控制組件采用單片機(jī)和A/D轉(zhuǎn)換電路，從所述的射頻/光信號(hào)轉(zhuǎn)換組件、光纖/射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換組件采樣光功率、射頻信號(hào)功率，經(jīng)過信息處理，調(diào)節(jié)控制所述的光纖/射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換組件中的光功率衰減及射頻功率衰減，以調(diào)節(jié)所述的智能射頻光傳輸模塊輸出功率；在信號(hào)下行鏈路，射頻信號(hào)經(jīng)過包含有光纖/射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換組件的智能射頻光傳輸模塊后，再由功放組件放大從天線發(fā)射出去；在信號(hào)上行鏈路，從天線接收到的射頻信號(hào)，經(jīng)過低噪放組件放大后，再進(jìn)入包含有射頻/光信號(hào)轉(zhuǎn)換組件的智能射頻光傳輸模塊，轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，通過光纖傳輸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射頻光傳輸模塊，其特征在于所述的射頻/光信號(hào)轉(zhuǎn)換組件包括射頻輸入匹配(1)、高通濾波(2)、功放電路、低噪放電路、驅(qū)動(dòng)電路(3)、激光器(4)、FSK調(diào)制器(5)和低通濾波(6)和；射頻信號(hào)由天線接收下來，經(jīng)過輸入匹配(1)、濾波(2)送入激光器(4)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)發(fā)送出去，同時(shí)將監(jiān)控的數(shù)據(jù)流經(jīng)過FSK調(diào)制(5)和低通濾波(6)也送入激光器(4)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)發(fā)送出去。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射頻光傳輸模塊，其特征在于所述的光纖/射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換組件包括光電轉(zhuǎn)換電路(9)、匹配放大電路(10)、濾波電路(13)、三級(jí)射頻放大電路(14、16、19)、二級(jí)數(shù)控衰減器(15、17)、阻抗匹配電路(18)、功放電路、低噪放電路、低通濾波電路(10)和FSK解調(diào)電路(12)；由光纖過來的光信號(hào)經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換(9)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)通過匹配放大(10)后，經(jīng)過射頻放大(14、16、19)和數(shù)控衰減(15、17)后，由射頻天線發(fā)送出去，同時(shí)送入低通濾波電路(11)濾出低頻信號(hào)送入FSK解調(diào)(12)得到對(duì)端送過來的監(jiān)控信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射頻光傳輸模塊，其特征在于所述的功放組件包括射頻功放IC和濾波、匹配電路；射頻信號(hào)經(jīng)濾波、匹配后傳送到射頻功放IC，經(jīng)射頻功放IC將射頻信號(hào)進(jìn)行功率放大，然后再將放大后的射頻信號(hào)發(fā)送出去。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射頻光傳輸模塊，其特征在于所述的低噪放組件包括射頻低噪放IC和濾波、匹配電路；射頻信號(hào)經(jīng)濾波、匹配后傳送到射頻低噪放IC，經(jīng)射頻低噪放IC將信號(hào)進(jìn)行放大，使得信號(hào)在較高接收靈敏度的情況下具有更好的信噪比，然后再將放大后的射頻信號(hào)發(fā)送出去。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5所述之一的射頻光傳輸模塊，其特征在于在射頻光傳輸模塊的網(wǎng)管接口設(shè)計(jì)有推薦標(biāo)準(zhǔn)RS232收發(fā)芯片IC1和RS485收發(fā)芯片U14。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種集成功放和低噪放的智能射頻光傳輸模塊，將功放和低噪放集成到智能射頻光傳輸模塊當(dāng)中，使原有的智能射頻光傳輸模塊變得更加高度集成，從而實(shí)現(xiàn)了一個(gè)模塊完成多個(gè)模塊的功能。集成了功放和低噪放的智能射頻光傳輸模塊使光纖直放站將不再需要添加功放和低噪放模塊，從根本上簡(jiǎn)化光纖直放站的結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)，以實(shí)現(xiàn)光纖直放站的單模塊架構(gòu)。高度集成的智能射頻光傳輸模塊的出現(xiàn)，開創(chuàng)了光纖直放站的高度集成和高度智能的新時(shí)代。
文檔編號(hào)H04B10/16GK2798424SQ200520095930
公開日2006年7月19日 申請(qǐng)日期2005年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月14日
發(fā)明者王琴, 楊春華, 范旺生 申請(qǐng)人:武漢盛華微系統(tǒng)技術(shù)有限公司