专利名称：宽带光纤调频广播放大器及其信号的发射系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线调频广播的技术领域，具体说是一种宽带光纤调频广播放大器及其信号的发射系统。
背景技术：
无线广播即是调频广播，调频广播是一种以无线发射的方式来传输广播的设备。 具有无需立杆架线，覆盖范围广，无限扩容，安装维护方便，投资省，音质优美清晰的特点。 彻底解决了传统有线广播布线困难、安装复杂、扩容性差、损坏墙面等问题。现有无线调频广播主要采用发射站大功率覆盖的方式，通过在较高地理位置建设机房和铁塔，安装发射设备，通过铁塔上的天线进行大范围覆盖。音频信号通过调频调制器调制成单个频点的调频广播信号，送入光发射机转成光信号并接入光缆，经光缆传输到山顶等较高地理位置的机房后，由光接收机转换成射频调频广播信号，经发射机放大后由铁塔顶部的天线发射出来。现有的这种无线调频广播主要采用发射站大功率覆盖的方式，其主要缺点是1)技术复杂，投资大。发射站大功率覆盖方式需要在山顶或其它较高的地理位置建设机房和铁塔，并解决相应的供电、防雷、接地等问题。因此其技术较复杂，项目建设周期长，投资大。2)只能单个频点发射。目前发射站大功率覆盖一般采用几千甚至上万瓦功率的调频广播发射机，其只能对一个频点进行放大发射，如果需要同时发射多个频点的节目则要准备相应数量的发射机并通过多工器将信号合路再送入天馈系统进行发射。因此当要进行多个频点的节目发送时成本增加较大。3)信号覆盖不均勻。由于发射机功率大，覆盖距离远，这样就导致离发射站近的地方信号很强，距离远的地方信号就很弱，同时由于受山体等障碍物的影响，易形成很多小范围的信号盲区。4)易对航空无线电造成干扰。由于在频率划分上，广播频段与航空频段相互交叉互有重叠，特别是调频广播频段与航空频段主要工作频段相近，因此，航空频段很容易受广播频段互调信号的影响。而调频广播发射站本身所处地理位置高，发射功率又高达几千甚至上万瓦，所以屡屡发生调频广播干扰正常的航空无线电通讯。
发明内容
本发明的目的是提供一种可同时对多个频点的调频广播信号进行传输和放大，成本低，信号覆盖好，对航空无线电无干扰的宽带光纤调频广播放大器。本发明通过下述技术方案来实现。一种宽带光纤调频广播放大器，其特征在于所述宽带光纤调频广播放大器包括顺次电路连接的光-电转换装置、第一滤波器、低噪声放大模块、中频处理模块、功放模块和第二滤波器，其中光-电转换装置用于将光信号转换成射频信号，所述两滤波器用于将不要的杂波信号滤除，所述低噪声放大模块用于将信号进行低噪声放大，所述中频处理模块用于将调频广播信号变频至中频，经中频滤波后再变频至原频率，中频处理模块的主要作用在于变频至中频频段后，利用中频处理模块的中频滤波器进行滤波，所述功放模块用于将信号进行功率放大，所述光-电转换装置的输入为含有调频广播的光信号，光信号经光-电转换装置转换为射频信号，经滤波装置选出需要的频段，由低噪声放大模块进行低噪声放大后，送入中频处理模块，中频处理模块将信号变频至中频，并进行中频滤波，滤除不需要的信号，再变频至原来的频率后送入宽带功放模块，经放大并经再次滤波后输出。所述低噪声放大模块包括顺次电路连接的低噪声放大单元、ALC控制单元、增益调节单元和第二级放大单元，ALC控制单元上设有外接控制接口，其中低噪声放大单元用于满足调频广播87-108M全频段的放大，提供良好的带内平坦度和低噪声系数，所述ALC控制单元由外接控制接口控制，当功放模块的功率检测和控制单元检测到输出功率过大时，则会发出相应的控制信号，通过外接控制接口传达至ALC控制单元，使其发生作用，以保持功放模块的输出功率恒定不变，所述增益调节单元用于增益调节，以保证整机增益为合适的范围，所述第二级放大单元为增益放大单元，提供较宽的带宽和良好的带内平坦度。所述中频处理模块包括第一混频单元、第一级放大单元、中频滤波单元、第二级放大单元和第二混频单元及第一本振单元和第二本振单元，第一本振单元与第一混频单元电路连接，第二本振单元与第二混频单元电路连接，第一混频单元与第一级放大单元电路连接，第一级放大单元与中频滤波单元电路连接，中频滤波单元与第二级放大单元电路连接， 第二级放大单元与第二混频单元电路连接，其中第一混频单元由第一本振单元产生的本振信号和调频广播信号进行混频，将调频广播信号变频为中频频率信号，所述第一级放大单元将中频信号进行放大，弥补中频滤波单元带来的增益损失，所述中频滤波单元将中频信号进行彻底、干净的滤波处理，所述第二级放大单元将中频信号进行放大，弥补中频滤波单元带来的增益损失，所述第二混频单元由第二本振单元产生的本振信号和中频信号进行混频，将调频广播中频信号重新变频为原频率信号。所述功放模块包括推动放大单元、功放单元及功率检测和控制单元，所述推动放大单元将调频广播信号进行增益和功率放大，所述功放单元将信号功率放大至目标值，并最终送入天馈系统输出，所述功率检测和控制单元通过耦合功率的方式并通过软件计算输出功率值，同时根据实际输出功率情况发出相应的控制信号，以达到恒定输出功率的目的。所述输入光信号彡-IOdBm,光波长为1. 55um或1. 31um，输出驻波比彡1. 5。本发明还提供了一种发射前述宽带光纤调频广播放大器信号的发射系统，其特征在于所述发射系统由光分路器或耦合器、宽带光纤调频广播放大器和发射天线组成，光分路器或耦合器取出一部分光信号，送入宽带光纤调频广播放大器，由其完成光-电转换、中频滤波、放大等处理后，由发射天线发射出去。本发明与现有技术相比具有以下优点。本发明采用宽带功放，可同时对多个频点进行放大发射，不需要建设机房和铁塔等，由于功率小，也不会对航空无线电造成干扰。本发明宽带光纤调频广播放大器是将调频广播光信号转换成射频信号，并选出其中有用的频段，经滤波并进行放大后再输出。其输入为调频广播光信号，输出为调频广播射频信号。更具体来说，本发明宽带光纤调频广播放大器具备频段选择功能，能利用滤波器从有线电视光网络或调频广播光网络中选出需要的频段；采用宽带功放，可同时放大多个频点的调频广播信号，其信源可以是调频广播光网络，也可以是混有调频广播的有线电视光网络。本发明宽带光纤调频广播放大器信号发射系统可以建成室内或室外发射站，室外发射站不需要机房，采用简单抱杆安装设备和天线，在有光节点的地方均可架设站点，对外界环境要求低，使用灵活。总之，本发明具有如下优点1)建设周期短，投资成本低。宽带光纤调频广播放大器发射系统不需要建设机房和铁塔，在有光节点的地方均可建站，因此其建设周期短，投资成本低。2)宽带传输及放大。可用调频广播光网络或者混有调频广播的有线电视光网络作为信源。可同时对多个频点的调频广播信号进行传输和放大并发射出去。3)功率低，信号覆盖均勻。宽带光纤调频广播放大器发射系统一般采用小功率发射，由于放大器功率低、天线安装高度也有限，因此信号覆盖均勻，有效覆盖范围内盲区较少。4)不会对其它无线电信号造成干扰。如上所述，由于调频广播放大器功率低、天线安装高度也有限，因此不会对其它无线电信号比如航空无线电造成干扰。
图1为本发明宽带光纤调频广播放大器原理方框图；图2为本发明宽带光纤调频广播放大器信号发射系统原理方框图；图3为本发明宽带光纤调频广播放大器之低噪声放大模块原理方框图；图4为本发明宽带光纤调频广播放大器之中频处理模块原理方框图；图5为本发明宽带光纤调频广播放大器之功放模块原理方框图。
具体实施例方式下面对本发明宽带光纤调频广播放大器作进一步详细描述。如图1，本发明宽带光纤调频广播放大器，包括顺次电路连接的光-电转换装置、 滤波器(即第一滤波器)、低噪声放大模块、中频处理模块、功放模块和滤波器(即第二滤波器)，其中光-电转换装置用于将光信号转换成射频信号，所述两个滤波器用于将不要的杂波信号滤除，所述低噪声放大模块用于将信号进行低噪声放大，所述中频处理模块用于将调频广播信号变频至中频，经中频滤波后再变频至原频率，中频处理模块的主要作用在于变频至中频频段后，利用中频处理模块的中频滤波器进行彻底、干净的滤波，所述功放模块用于将信号进行功率放大，所述光-电转换装置的输入为调频广播光信号，调频广播光信号经光-电转换装置转换为射频信号，经滤波装置选出需要的频段，由低噪声放大模块进行低噪声放大后，送入中频处理模块，中频处理模块将信号变频至中频，并进行中频滤波， 滤除不需要的信号，再变频至原来的频率后送入宽带功放模块，经放大并经再次滤波后输出。其中输入光信号彡-IOdBm,光波长为1. 55um或1. 31um，输出驻波比彡1.5。
如图3，低噪声放大模块包括顺次电路连接的低噪声放大单元、ALC控制单元、增益调节单元和第二级放大单元，ALC控制单元上设有外接控制接口，其中低噪声放大单元用于满足调频广播87-108M全频段的放大，提供良好的带内平坦度和低噪声系数，所述ALC控制单元由外接控制接口控制，当功放模块的功率检测和控制单元检测到输出功率过大时， 则会发出相应的控制信号，通过外接控制接口传达至ALC控制单元，使其发生作用，以保持功放模块的输出功率恒定不变，所述增益调节单元用于增益调节，以保证整机增益为合适的范围，所述第二级放大单元为增益放大单元，提供较宽的带宽和良好的带内平坦度。如图4中频处理模块包括第一混频单元、第一级放大单元、中频滤波单元、第二级放大单元和第二混频单元及第一本振单元和第二本振单元，第一本振单元与第一混频单元电路连接，第二本振单元与第二混频单元电路连接，第一混频单元与第一级放大单元电路连接，第一级放大单元与中频滤波单元电路连接，中频滤波单元与第二级放大单元电路连接，第二级放大单元与第二混频单元电路连接，其中第一混频单元由第一本振单元产生的本振信号和调频广播信号进行混频，将调频广播信号变频为中频频率信号，所述第一级放大单元将中频信号进行放大，弥补中频滤波单元带来的增益损失，所述中频滤波单元将中频信号进行彻底、干净的滤波处理，所述第二级放大单元将中频信号进行放大，弥补中频滤波单元带来的增益损失，所述第二混频单元由第二本振单元产生的本振信号和中频信号进行混频，将调频广播中频信号重新变频为原频率信号。如图5，功放模块包括推动放大单元、功放单元及功率检测和控制单元，所述推动放大单元将调频广播信号进行增益和功率放大，所述功放单元将信号功率放大至目标值， 并最终送入天馈系统输出，所述功率检测和控制单元通过耦合功率的方式并通过软件计算输出功率值，同时根据实际输出功率情况发出相应的控制信号，以达到恒定输出功率的目的。如图2，本发明发射前述宽带光纤调频广播放大器信号的发射系统由光分路器或耦合器、宽带光纤调频广播放大器和发射天线组成，光分路器或耦合器取出一部分光信号， 送入宽带光纤调频广播放大器，由其完成光-电转换、滤波、放大等处理后，由发射天线发射出去。本发明宽带光纤调频广播放大器信号发射系统可以建成室内或室外发射站，室外发射站不需要机房，采用简单抱杆安装设备和天线，在有光节点的地方均可架设站点，对外界环境要求低，使用灵活。
权利要求
1.一种宽带光纤调频广播放大器，其特征在于所述宽带光纤调频广播放大器包括顺次电路连接的光-电转换装置、第一滤波器、低噪声放大模块、中频处理模块、功放模块和第二滤波器，其中光-电转换装置用于将光信号转换成射频信号，所述第一、第二滤波器用于将不要的杂波信号滤除，所述低噪声放大模块用于将信号进行低噪声放大，所述中频处理模块用于将调频广播信号变频至中频，经中频滤波后再变频至原频率，中频处理模块的主要作用在于变频至中频频段后，利用中频处理模块的中频滤波器进行更彻底的滤波，所述功放模块用于将信号进行功率放大，所述光-电转换装置的输入为含有调频广播的光信号，光信号经光-电转换装置转换为射频信号，经滤波装置选出需要的频段，由低噪声放大模块进行低噪声放大后，送入中频处理模块，中频处理模块将信号变频至中频，并进行中频滤波，滤除不需要的信号，再变频至原来的频率后送入宽带功放模块，经放大并经再次滤波后输出。
2.根据权利要求1所述的宽带光纤调频广播放大器，其特征在于所述低噪声放大模块包括顺次电路连接的低噪声放大单元、ALC控制单元、增益调节单元和第二级放大单元， ALC控制单元上设有外接控制接口，其中低噪声放大单元用于满足调频广播87-108M全频段的放大，提供良好的带内平坦度和低噪声系数，所述ALC控制单元由外接控制接口控制， 当功放模块的功率检测和控制单元检测到输出功率过大时，则会发出相应的控制信号，通过外接控制接口传达至ALC控制单元，使其发生作用，以保持功放模块的输出功率恒定不变，所述增益调节单元用于增益调节，以保证整机增益为合适的范围，所述第二级放大单元为增益放大单元，提供较宽的带宽和良好的带内平坦度。
3.根据权利要求1所述的宽带光纤调频广播放大器，其特征在于所述中频处理模块包括第一混频单元、第一级放大单元、中频滤波单元、第二级放大单元和第二混频单元及第一本振单元和第二本振单元，第一本振单元与第一混频单元电路连接，第二本振单元与第二混频单元电路连接，第一混频单元与第一级放大单元电路连接，第一级放大单元与中频滤波单元电路连接，中频滤波单元与第二级放大单元电路连接，第二级放大单元与第二混频单元电路连接，其中第一混频单元由第一本振单元产生的本振信号和调频广播信号进行混频，将调频广播信号变频为中频频率信号，所述第一级放大单元将中频信号进行放大，弥补中频滤波单元带来的增益损失，所述中频滤波单元将中频信号进行彻底、干净的滤波处理，所述第二级放大单元将中频信号进行放大，弥补中频滤波单元带来的增益损失，所述第二混频单元由第二本振单元产生的本振信号和中频信号进行混频，将调频广播中频信号重新变频为原频率信号。
4.根据权利要求1所述的宽带光纤调频广播放大器，其特征在于所述功放模块包括推动放大单元、功放单元及功率检测和控制单元，所述推动放大单元将调频广播信号进行增益和功率放大，所述功放单元将信号功率放大至目标值，并最终送入天馈系统输出，所述功率检测和控制单元通过耦合功率的方式并通过软件计算输出功率值，同时根据实际输出功率情况发出相应的控制信号，以达到恒定输出功率的目的。
5.根据权利要求1所述的宽带光纤调频广播放大器，其特征在于所述输入光信号彡-IOdBm,光波长为1. 55um或1. 31um，输出驻波比彡1. 5。
6.一种发射权利要求1-5任一权利要求所述宽带光纤调频广播放大器信号的发射系统，其特征在于所述发射系统由光分路器或耦合器、宽带光纤调频广播放大器和发射天线组成，光分路器或耦合器取出一部分光信号，送入宽带光纤调频广播放大器，由其完成光-电转换、中频滤波、放大等处理后，由发射天线发射出去。
全文摘要
本发明公开了宽带光纤调频广播放大器，包括顺次电路连接的光-电转换装置、第一滤波器、低噪声放大模块、中频处理模块、功放模块和第二滤波器，所述光-电转换装置的输入为调频广播光信号，调频广播光信号经光-电转换装置转换为射频信号，经滤波器选出需要的频段，由低噪声放大模块进行低噪声放大后，送入中频处理模块，中频处理模块将信号变频至中频，并进行中频滤波，滤除不需要的信号，再变频至原来的频率后送入宽带功放模块，经放大并经再次滤波后输出。本发明还公开了其信号的发射系统。本发明可同时对多个频点的调频广播信号进行传输和放大并发射出去，施工简单、成本低、信号覆盖好、对航空无线电无干扰。
文档编号H04B1/02GK102571246SQ20111042456
公开日2012年7月11日 申请日期2011年12月16日 优先权日2011年12月16日
发明者姚自力, 池永生 申请人:广州双友电子技术有限公司