专利名称：一种用于数字电视同频转发的捷变频系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及数字电视发射设备，特别是一种用于数字电视同频转发的捷变频系 统。
背景技术：
在数字电视日益推广的形势下，在一些商场、地下停车场、隧道、高层建筑、电梯、娱乐场所以及城郊及边远区域，如果没有数字电视信号的覆盖，将是难以想象的。结合数字 电视发射机的特点，不可能在每一个数字电视信号覆盖差的区域或信号盲区都设立一个发 射台，所以在这些区域通常都设立数字电视同频转发的捷变频装置，本系统装置很好的解 决了这些问题。捷变频系统是利用方向性天线将数字电视信号引入，将数字电视信号进行 滤波放大，再用方向性天线发射到阴影区。但是由于输入、输出天线的隔离度有限，为了避 免放大器自激，通常放大功率不能太大。捷变频系统也可以被用于室内接收的改善，由于建 筑物对电磁波的衰减，室内的信号强度大大低于室外信号的强度，捷变频系统的主要参数 是增益、灵敏度、输出功率、信噪比、带肩、调制误码率及线性。
发明内容
本发明要解决上述现有技术的缺陷，提供一种用于数字电视同频转发的捷变频系 统，该系统能有效解决数字电视发射机所不能覆盖区域数字电视信号质量的问题。本发明解决其技术问题采用的技术方案。这种用于数字电视同频转发的捷变频系 统，主要包括施主天线、捷变频主机、数字电视功率放大器和重发天线，其中用于接收来自 主发射站的数字电视信号的施主天线通过同轴电缆线与捷变频主机输入端相连接；捷变频 主机由小信号处理单元、时钟发生单元、CPU控制单元、GSM MODEM单元、电源转换单元、以及 电源所组成，其中小信号处理单元和时钟发生单元按照四个信号一一对应相连接，CPU控制 单元分别和小信号处理单元、时钟发生单元、GSM MODEM单元相连接。用于功率放大的数字 电视功率放大器通过同轴电缆线与捷变频主机输出端相连接；用于发射数字电视信号的重 发天线通过同轴电缆线与数字电视功率放大器输出端相连接。本发明有益的效果1、在原理上实现新型的电路结构，使信号在同一频率内进行 转发，适用数字电视同频转发的不同频段、不同的输出功率。使用性能良好，能保证数字电 视信号的质量及盲区的信号覆盖，使得数字电视信号不断向前延伸；2、具有捷变频功能，在 470MHz 862MHz范围内，有49个数字电视频道，每个频道带宽8M。可以根据实际工程应 用的需要，用软件配置捷变频系统的工作频道，无需等待，不用重启，快捷方便。3、在性能上 真正实现了无人值守，通过远程无线控制系统可对本装置的各项工作参数、工作模式进行 调整；4、工程上使用了更易安装的结构，使得安装更方便，安装时间在2个小时之内；5、由 于适应室内安装，因此使用的场合广泛。综上所述，这种数字电视同频转发捷变频系统的使 用具有划时代的意义，并且更具有使用价值。
图1是本发明的原理方框示意图；图2是本发明的结构示意图；图3是本发明中小信号处理单元的低噪声放大器部分的电路图；图4是本发明中小信号处理单元的中频处理部分的电路图；图5是本发明中小信号处理单元的输出放大部分的电路图；图6是本发明中小信号处理单元的控制部分的电路图；图7是本发明中时钟发生单元的本振信号LOl和L04发生器的电路图；图8是本发明中时钟发生单元的本振信号L02和L03发生器的电路图；图9是本发明中时钟发生单元的控制部分的电路图；附图标记说明1-施主天线，2-捷变频主机，3-数字电视功率放大器，4-重发天 线，5-小信号处理单元，6-时钟发生单元，7-CPU控制单元，8-GSM MODEM单元，9-电源转换 单元，10-电源，11-低噪声放大器，12-数控衰减器A，13-信号放大器A，14-数控衰减器B， 15-信号放大器B，16-第一混频器，17-第一中频放大器，18-第一中频滤波器，19-第二混 频器，20-第二中频放大器A，21-第二中频滤波器，22-第二中频放大器B，23-第三混频器， 24-第三中频放大器，25-第三中频滤波器，26-第四混频器，27-输出放大器A，28-自动增 益控制衰减器，29-输出放大器B，30-输入功率检测器，31-输出功率检测器，32-本振信号 LOl和L04发生器，33-本振信号L02和L03发生器。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述，但应理解这些实施例并不是限制 本发明的范围，在不违背本发明的精神和范围的情况下，本领域技术人员可对本发明作出 改变和改进以使其适合不同的使用情况，条件和实施方案。参见以上
，本发明涉及一种用于数字电视同频转发的捷变频系统(见图 2)，主要包括施主天线1、捷变频主机2、数字电视功率放大器3、重发天线4、输入功率检测 器30和输出功率检测器31，其中用于接收来自主发射站的数字电视信号的施主天线1通过 同轴电缆线与捷变频主机2输入端相连接；捷变频主机2由小信号处理单元5、时钟发生单 元6、CPU控制单元7、GSM MODEM单元8、电源转换单元9、以及电源10所组成，其中小信号 处理单元5和时钟发生单元6按照四个信号一一对应相连接，CPU控制单元7分别和小信 号处理单元5、时钟发生单元6、GSM MODEM单元8相连接。用于功率放大的数字电视功率 放大器3通过同轴电缆线与捷变频主机2输出端相连接；用于发射数字电视信号的重发天 线4通过同轴电缆线与数字电视功率放大器3输出端相连接。施主天线1接收到信号后送入捷变频主机2内的低噪声放大器11，信号放大后进 入数控衰减器A12，用信号放大器A13再次放大，再次进入数控衰减器B14对信号电平进行 控制和调节，出来的信号接着经过信号放大器B15，接着经过第一混频器16将频率变换到 第一级中频，用第一中频放大器17补偿信号的衰减后，用第一中频滤波器18对第一级中 频进行滤波，接着进行第二次混频，通过第二混频器19后得到第二级中频，用第二中频放 大器A20对信号衰减进行补偿，然后用第二中频滤波器21对第二级中频进行滤波后，再次 用第二中频放大器B22对信号衰减进行补偿，接着送入第三混频器23得到第三级中频，经过第三中频放大器24放大信号后，在第三中频滤波器25中滤除不需要的信号成分，然后送 到第四混频器26将频率变换回最开始输入信号的频率，然后在输出放大器A27进行信号 放大，送入自动增益控制衰减器28实现自动增益控制AGC，最后通过输出放大器B29，将信 号放大到捷变频主机的输出要求，然后信号被送到数字电视功放3，信号被放大到发射要求 后，送到重发天线4将数字电视信号发射到需要被覆盖的空间。(见图1)其中所述的施主天线1主要接收来自主发射站的数字电视信号，天线的要求是必 须有一定的方向性、输入驻波要小、防雷性能好，接收性能稳定。重发天线4是将来自数字 电视功放的信号进行发射，重发天线4具有一定的方向性、输出驻波小、防雷性能好，另外 还应具有高功率等级的要求，与施主天线1的后瓣要小，即重发天线4与施主天线1之间的 隔离度要大。所述的捷变频主机2(如图1)由小信号处理单元5、时钟发生单元6、CPU控制单元 7、GSM MODEM单元8、电源转换单元9、以及电源10所组成。其中小信号处理单元5主要包 括低噪放放大器部分、中频处理部分、输出放大部分和控制部分构成；而时钟发生单元6主 要包括振信号LOl和L04发生器部分、振信号L02和L03发生器部分和控制部分构成。
所述的小信号处理单元5的低噪放放大器部分(如图3)中，IUl将输入信号进行 最初一级的放大，1C1UC2和ILl对输入进行匹配，1R2UR3等期间实现了低噪放故障告警 的功能；1L4、1L5、1L6、1L7、1L8、1C7、1C8、1C9、1C10、ICll 实现了一个 UHF 频段的滤波器，可 以初步滤掉UHF频段以外的干扰信号；1R5、1R6、1R7、1R8、1R9构成了一个功率分配器，主路 信号将继续进行处理，从路信号则被送到1U2进行输入功率检测，从而实现了输入功率检 测、输入欠功率告警、输入功率过功率告警等功能；1U3和m5对信号的衰减会随着输入信 号的大小做相应的变化，使得射频链路上的信号电平保持相对的恒定，另外，温度增益补偿 和频率增益补偿也在这里实现；1U4和1U6则对信号进行放大。所述的小信号处理单元5的中频处理部分(如图4)中，从低噪声放大器部分过来 的信号经过2U1后，将被变换到第一级中频；2U2对信号进行放大，2F1是在第一级中频上 的滤波器，将滤除无用的杂散信号；2U3继续将信号频率变换到第二极中频，2L1、2L2、2L3、 2C10、2C11构成了一个第二级中频上的一个低通滤波器，初步滤除高频部分的无用信号； 2U4和邪5对信号进行放大；2F2是一个声表滤波器，能将所需要频道以外的无用信号滤除； 然后2TO将信号频率变换到第三极中频；2F3和2F4是在该频率上的带通滤波器，滤除混频 产生的杂散信号；2U7则对信号进行放大；2U8则第四次对信号进行混频，使得数字电视信 号回到最原始输入的信号的频率上。所述的小信号处理单元5的输出放大部分(如图5)中，3L1、3L2、3L3、3C1、3C2构 成了一个低通滤波器，将各个谐波和杂散滤除；3U1和3U3提供足够的增益，将信号放大到 捷变频主机的信号输出要求；3U2能对信号进行可控衰减，和3Q1、3TO、3U4 —起构成了输出 功率检测，输出功率设置，和自动增益控制，使得输出信号始终恒定在设定的输出电平上； 3U8实现了电流的检测和监控；3U9控制着射频电路的电源，实现了射频的开和关。所述的小信号处理单元5的控制部分(如图6)中4U6是实现各个逻辑功能的MCU ； 4U5是RS485信号转换，使得模块和外界进行通信连接，实现各个参数的查询、设置和告警 的上报；4U9为温度检测芯片，为温度增益补偿提供可靠的温度环境参数；4U10是EEPR0M， 用于保持各个参数的设置；4U8是一个数模转换器，将MCU用于控制输出功率的数字信号转换为模拟信号，为输出功率提供一个参考电平。所述的时钟发生单元6的本振信号L01和L04发生器32部分(如图7)中，2X1提 供一个稳定的时钟信号参考源；2U1为一个锁相环芯片；2U2以及它周边的一些元器件构成 了一个环路滤波器，将锁相环芯片输出的脉冲信号变换成一个直流信号；2VC01为压控振 荡器，在稳定的参考电压下，产生一个稳定本振信号源；2U3将信号进行放大；2R17、2R18、 2R19将信号分两路，一路反馈给锁相环芯片，另一路再次被2R26、2R27、2R28分成两路，分 别经过2U4和2TO的放大后输出。时钟发生单元的本振信号L02和L03发生器33的电路图(如图8)中，3X1提供一 个稳定的时钟信号参考源；3U1为一个锁相环芯片；3C14、3R8、3C15、3R9、3C16构成了一个 环路滤波器，将锁相环芯片输出的脉冲信号变换成一个直流信号；3VC01为压控振荡器，在 稳定的参考电压下，产生一个稳定本振信号源；3U2将信号进行放大；3R14、3R15、3R16将信 号分两路，一路反馈给锁相环芯片，另一路再次被3R23、3R24、3R25分成两路，分别经过3U3 和3U4的放大后输出。所述的时钟发生单元6的控制部分(如图9)中1U4是实现各个逻辑功能的MCU ； 1U1是RS485信号转换，使得模块和外界进行通信连接，实现各个参数的查询、设置和告警 的上报；1U2为温度检测芯片，为温度频率补偿提供可靠的温度环境参数；1U3是EEPR0M，用 于保持各个参数的设置；1U8实现了电流的检测和监控。上述功能的实现均可以通过CPU控制单元7来实现。采用ARM作为主控MCU;外 扩SRAM，保证了设备可以嵌入实时操作系统，可以保存大量数据；外扩串行EER0M，专门用 于系统的在应用升级(IAP)；外扩串口扩展芯片，可以方便的实现多种通信方式；选用GPRS 模块8，可以使用sms和gprs等多种通信方式实现设备的实时监控和报警；具有电源主备 切换，可以实现掉电报警等功能；软件部分内嵌实时操作系统，保证设备运行的稳定、可 靠；具有应用升级(IAP)功能，保证由于网络等的改变需要升级系统，可以远程无人职守的 方式升级；网管协议为联通网络管理协议；软件设计采用模块化设计，每个模块都通过单 独测试，保证了设备运行的稳定、可靠。可以理解的是，对本领域技术人员来说，对本发明的技术方案及发明构思加以等 同替换或改变都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
一种用于数字电视同频转发的捷变频系统，其特征是包括施主天线(1)、捷变频主机(2)、数字电视功率放大器(3)和重发天线(4)，用于接收来自主发射站的数字电视信号的施主天线(1)通过同轴电缆线与捷变频主机(2)输入端相连接；捷变频主机(2)由小信号处理单元(5)、时钟发生单元(6)、CPU控制单元(7)、GSM MODEM单元(8)、电源转换单元(9)以及电源(10)所组成，其中小信号处理单元(5)和时钟发生单元(6)按照四个信号一一对应相连接，CPU控制单元(7)分别和小信号处理单元(5)、时钟发生单元(6)、GSM MODEM单元(8)相连接；用于功率放大的数字电视功率放大器(3)通过同轴电缆线与捷变频主机(2)输出端相连接；用于发射数字电视信号的重发天线(4)通过同轴电缆线与数字电视功率放大器(3)输出端相连接。
2.根据权利要求1所述的用于数字电视同频转发的捷变频系统，其特征是所述的小 信号处理单元(5)包括低噪放放大器部分、中频处理部分、输出放大部分和控制部分；时钟 发生单元(6)包括本振信号L01和L04发生器(32)、本振信号L02和L03发生器(33)和控 制部分。
3.根据权利要求1或2所述的用于数字电视同频转发的捷变频系统，其特征是施主 天线(1)接收到信号后送入捷变频主机(2)内的低噪声放大器(11)，信号放大后进入数控 衰减器A (12)，用信号放大器A (13)再次放大，再次进入数控衰减器B (14)对信号电平进行 控制和调节，出来的信号接着经过信号放大器B (15)，接着经过第一混频器(16)将频率变 换到第一级中频，用第一中频放大器(17)补偿信号的衰减后，用第一中频滤波器(18)对第 一级中频进行滤波，接着进行第二次混频，通过第二混频器(19)后得到第二级中频，用第 二中频放大器A(20)对信号衰减进行补偿，然后用第二中频滤波器(21)对第二级中频进行 滤波后，再次用第二中频放大器B (22)对信号衰减进行补偿，接着送入第三混频器(23)得 到第三级中频，经过第三中频放大器(24)放大信号后，在第三中频滤波器(25)中滤除不需 要的信号成分，然后送到第四混频器(26)将频率变换回最开始输入信号的频率，然后在输 出放大器A(27)进行信号放大，送入自动增益控制衰减器(28)用于自动增益控制AGC，最后 通过输出放大器B (29)，将信号放大到捷变频主机的输出要求，然后信号被送到数字电视功 放(3)，信号被放大到发射要求后，送到重发天线(4)。
全文摘要
本发明是一种用于数字电视同频转发的捷变频系统，主要包括施主天线、捷变频主机、数字电视功率放大器和重发天线，其中用于接收来自主发射站的数字电视信号的施主天线通过同轴电缆线与捷变频主机输入端相连接；用于功率放大的数字电视功率放大器通过同轴电缆线与捷变频主机输出端相连接；用于发射数字电视信号的重发天线通过同轴电缆线与数字电视功率放大器输出端相连接。本发明有益的效果适用数字电视同频转发的不同频段、不同的输出功率。使用性能良好，能保证数字电视信号的质量及盲区的信号覆盖，使得数字电视信号不断向前延伸；可以根据实际工程应用的需要，用软件配置捷变频系统的工作频道，无需等待，不用重启，快捷方便。
文档编号H04N5/38GK101835004SQ200910258090
公开日2010年9月15日 申请日期2009年12月8日 优先权日2009年12月8日
发明者杜熠竣 申请人:三维通信股份有限公司