一种天线与接收模块集成的无线电监测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种天线与接收模块集成的无线电监测装置，通过采用模块化结构实现室外单元的集成，所述室外单元体积小，功耗低，可置于现有的无线通信铁塔上，实现与移动通信运营商共站共址；同时通过光纤将室外单元接收到的信息传输到室内单元，有效消除了馈线损耗，扩大了无线电监测的覆盖范围，尤其是高频段的监测范围，为大规模的组建新一代无线电监测网络，提高监测覆盖范围提供了有力的技术依据。

【技术实现步骤摘要】
一种天线与接收模块集成的无线电监测装置
本技术属于无线电信号监测领域，具体涉及一种减小馈线损耗，尤其是减小高频段损耗，增大无线电监测覆盖范围的装置。
技术介绍
无线电频谱作为一种有限的自然资源，是人类社会和经济发展的物质基础，也是构成现代人类生存和发展的基本要素。随着无线通信事业的发展及工控、医疗设备数量增加，电磁环境日益恶劣，为了保护无线电频谱安全，国家建立了以固定监测站为基础的无线电监测网络，用这种网络进行无线电监测时，接收天线通常放置在专用铁塔上，铁塔与接收机之间通过馈线进行连接，由于射频传输损耗大，尤其是在高频段损耗大，因此高频段的监测范围相对较小,例如，采用1/2馈线，假设馈线长度为50m，那么频率为3000MHz时的监测范围覆盖半径约为30MHz时的1/200，即高频段的损耗较大，监测覆盖范围较小。因此，如何减小馈线长度，降低传输损耗是扩大无线电监测范围，尤其是高端覆盖范围的关键。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种减小馈线损耗，尤其是减小高频段损耗，增大无线电监测覆盖范围的装置。本技术的目的是这样实现的，包括室外单元、室内单元和光纤，所述室外单元包括监测天线、接收模块以及电光转换模块，所述室内单元包括光电转换模块、信号与数据处理单元、传输单元和电源，所述监测天线连接接收模块，所述接收模块连接电光转换模块，所述电光转换模块通过光纤连接光电转换模块，所述光电转换模块连接信号与数据处理单元、所述信号与数据处理单元连接传输单元，所述传输单元通过网络连接到无线电数据监测中心，所述电源用于对分别构成室外单元和室内单元的各个模块供电。所述接收模块包括射频低噪声放大模块、下变频模块、A/D转换模块和基于FPGA的数字信号处理模块。所述信号与数据处理单元为配置了信号处理软件和频谱数据处理软件的计算机。所述传输单元包括多种无线和/或有线传输接口。本技术采用模块化结构实现室外单元的集成，所述室外单元体积小，功耗低，可置于现有的无线通信铁塔上，实现与移动通信运营商共站共址；同时通过光纤将室外单元接收到的信息传输到室内单元，有效消除了馈线损耗，扩大了无线电监测的覆盖范围，尤其是高频段的监测范围，为大规模的组建新一代无线电监测网络，提高监测覆盖范围提供了有力的技术依据。附图说明图1为本技术的结构示意图；图中：1-室外单元、2-室内单元、3-光纤、4-监测天线、5-接收模块、6-电光转换模块、7-光电转换模块、8-信号与数据处理单元、9-传输单元、10-电源。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步的说明，但不得以任何方式对本技术加以限制，基于本技术教导所作的任何变更或改进，均属于本技术的保护范围。如图1所示，本技术提供的一种天线与接收模块集成的无线电监测装置，包括室外单元1、室内单元2和光纤3，所述室外单元1包括监测天线4、接收模块5以及电光转换模块6，所述室内单元2包括光电转换模块7、信号与数据处理单元8、传输单元9和电源10，所述监测天线4通过SMA接头连接接收模块5，馈线长度可忽略，消除了监测天线4与接收模块5之间产生的馈线损耗；所述接收模块5连接电光转换模块6，所述电光转换模块6通过光纤3连接光电转换模块7，光纤的传输距离高达几百米，消除了通过馈线将监测天线4和接收模块5连接而产生的距离受限问题；所述光电转换模块7连接信号与数据处理单元8、所述信号与数据处理单元8连接传输单元9，所述传输单元9通过网络连接到无线电数据监测中心，所述电源10用于对分别构成室外单元1和室内单元3的各个模块供电。所述接收模块5为软件无线电接收模块，其组成包括射频低噪声放大模块、下变频模块、A/D转换模块和基于FPGA的数字信号处理模块。所述信号与数据处理单元8为配置了信号处理软件和频谱数据处理软件的通用计算机，并且支持光电转换功能。所述传输单元9包括多种无线和/或有线传输接口，能够方便的实现与异构网络的互联互通。实施例1采用软件无线电接收模块作为接收模块5，与监测天线4和电光转换模块6集成构成室外单元1；采用电光转换模块7、采用一台具有干扰信号识别和数据分析功能的计算机作为信号与数据处理单元8，传输单元9和电源10组成室内单元3，整套装置通过4G网络将频谱数据汇聚到无线电数据监测中心。根据自由空间损耗模型，在相同的发射功率Pt，发射天线增益Gt，接收天线增益Gr，发射天线馈线损耗Lt，附加损耗Lx下，高频端接收功率Prh，低频端接收功率Prl表示为：Prh=Pt+Gt+Gr-Lfh-Lt-Lrh-Lx（1）Prl=Pt+Gt+Gr-Lfl-Lt-Lrl-Lx（2）高频和低频端的自由空间损耗Lfh=32.4+20lgdh+20lgfh（3）Lfl=32.4+20lgdl+20lgfl（4）dh和dl分别为高频和低频端的覆盖半径。假设在某覆盖半径dh和dl下，高频和低频端的接收功率相同Prh=Prl，则由(1)和(2)得Lfl-Lfh=Lrh-Lrl（5）将(3)和(4)代入(5)得20lgdl+20lgfl-20lgdh-20lgfh=Lrh-Lrl采用1/2馈线，在频率为30MHz时，每100米的馈线损耗是1.17dB；300MHz时，馈线损耗是3.84dB；3000MHz时，馈线损耗达到13.41dB；6000MHz时，馈线损耗达到20.05dB。假设馈线长度是50m，并且不考虑电波传播环境的影响，那么频率30MHz和3000MHz的传输损耗差将高达6.12dB，频率为3000MHz的监测范围覆盖半径约为30MHz时的1/200，即如果30MHz的监测范围是50公里，那么3000MHz时，仅为0.25公里；而如果馈线长度小于1米，30MHz和3000MHz的传输损耗差仅为0.12dB，那么频率为3000MHz的监测范围覆盖半径为0.5公里，即馈线长度减小到1米时，比馈线长度为50m时的监测范围覆盖半径增大了一倍。本技术采用模块化结构实现室外单元的集成，所述室外单元体积小，功耗低，可置于现有的无线通信铁塔上，实现与移动通信运营商共站共址；同时通过光纤将室外单元接收到的信息传输到室内单元，有效消除了馈线损耗，扩大了无线电监测的覆盖范围，尤其是高频段的监测范围，为大规模的组建新一代无线电监测网络，提高监测覆盖范围提供了有力的技术依据。上面结合附图对本技术的实施方式进行了描述，但是本技术并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本技术的启示下，在不脱离本技术宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出许多形式，这均属于本技术的保护之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种天线与接收模块集成的无线电监测装置，其特征在于包括室外单元（1）、室内单元（2）和光纤（3），其特征在于所述室外单元（1）包括监测天线（4）、接收模块（5）以及电光转换模块（6），所述室内单元（2）包括光电转换模块（7）、信号与数据处理单元（8）、传输单元（9）和电源（10），所述监测天线（4）连接接收模块（5），所述接收模块（5）连接电光转换模块（6），所述电光转换模块（6）通过光纤（3）连接光电转换模块（7），所述光电转换模块（7）连接信号与数据处理单元（8）、所述信号与数据处理单元（8）连接传输单元（9），所述传输单元（9）通过网络连接到无线电数据监测中心，所述电源（10）用于对分别构成室外单元（1）和室内单元（2）的各个模块供电。

【技术特征摘要】
1.一种天线与接收模块集成的无线电监测装置，其特征在于包括室外单元（1）、室内单元（2）和光纤（3），其特征在于所述室外单元（1）包括监测天线（4）、接收模块（5）以及电光转换模块（6），所述室内单元（2）包括光电转换模块（7）、信号与数据处理单元（8）、传输单元（9）和电源（10），所述监测天线（4）连接接收模块（5），所述接收模块（5）连接电光转换模块（6），所述电光转换模块（6）通过光纤（3）连接光电转换模块（7），所述光电转换模块（7）连接信号与数据处理单元（8）、所述信号与数据处理单元（8）连接传输单元（9），所述传输单元（9）通...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄铭，杨晶晶，杨美霞，鲁倩南，唐皓，
申请(专利权)人：云南大学，
类型：新型
国别省市：云南,53