【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于无线通信领域，涉及一种全双工工作的ku频段散射通信射频设备。
技术介绍
1、散射通信是一种超视距无线传输手段，目前现有的散射通信设备工作频段以c频段为主，技术发展已经比较成熟，具有广泛的应用。但是随着移动通信等民用技术的发展，c频段散射通信部分频段与5g通信频段有重合，c频段散射通信设备将来在使用方面会存在频段冲突的问题；另外，由于散射通信信道损耗较大，因此，高功率放大器和高增益天线是常规配置，由于c频段相对较低，配套的传输波导系统、天线系统体积和重量都比较庞大，带来的主要问题就是集成使用非常受限。因此随着5g建设的快速推进以及目前通信体系的集成化、小型化趋势，急需开发一种能够有效避开5g干扰的小型化散射通信射频设备。
技术实现思路
1、基于上述考虑，本专利技术公开了一种全双工工作的ku频段散射通信射频设备。采用ku频段工作的散射通信设备有一系列的优势：首先高频段有更多频谱资源，可以支持高速通信；第二，由于ku频段是卫星通信的主要工作频段，对于该频段的各种工艺和器件都有深入开发和应用，ku频段的射频器件、功率放大器组件和天线等设备在民用和军用领域均非常成熟，散射通信使用该频段时，与卫星通信频段保持一定的频谱间隔可以有效避免互相干扰；第三，ku频段作为高频段，波导、天线等均可以在相同能力的情况下设计较小尺寸，为开发小型化机箱提供了便利；第四，小型化设计的散射通信射频设备可以与天线进行集成，缩短射频连接线缆尺寸，降低射频传输损耗。
2、本专利技术采用的技术方案
3、一种全双工工作的ku频段散射通信射频设备，包括光电转换单元、调制解调器单元、收发信机单元、功放单元、双工器单元、低噪声放大器单元和监控单元；
4、其中，光电转换单元用于实现光-电转换，将室内设备的基带信息、监控信息和时钟信息复合的光信号转换为可用的电信号，分别进入调制解调单元、监控单元和收发信机单元；
5、调制解调单元包括调制和解调两种功能，其中的调制模块接收室内单元提供的上行基带信号，调制为发射中频后送入发射机进行上变频；解调模块接收射频接收机的下变频信号，解调为下行基带信号后送入室内单元；
6、收发信机单元中包括了发射机、接收机和频率综合器；发射机模块将调制模块送来的发中频信号进行向上变频到ku频段，然后送入功放单元进行放大；接收机模块接收低噪声放大器输出的ku频段收射频信号，进行下变频到中频频段后提供给解调模块进行解调；
7、功放单元将收发信机单元送入的ku频段射频信号进行功率放大，放大到需要的功率后送入双工器单元；功放单元采用了氮化镓工艺，支持全频段工作，比起常规砷化镓工艺，较大提高了效率，降低了发热量，减小了尺寸；
8、双工器单元主要由大功率波导开关和波导滤波器组成，用于实现整机全频段频分双工功能；其中，波导滤波器分别工作在高频段和低频段，通过波导腔结构滤除带外干扰；波导开关实现高低频段的切换；
9、低噪声放大器单元支持全频段工作，将双工器送入的微弱ku频段射频信号进行低噪声放大，将放大后的信号送入接收机单元；
10、监控单元实现对于整机的状态监视和控制，上报整机的状态信息。其中，对设备内部各个模块，采用rs485总线实现信息采集和状态监控。
11、上行信号流程为：由室内设备输出的基带信号经过光电复合缆进入散射通信射频设备，在散射通信射频设备内分为两路，一路经电源电缆传输进入电源单元，电源负责给整机提供电源，一路经光纤传输进入光电转换单元进行解析，经过光电转换单元解析后的业务信息送入调制解调单元进行调制，输出信号进入收发信机单元的上变频通道进行上变频，输出发射频信号进入功放单元进行高功率放大，放大后的射频信号经过双工器单元进行滤波后送入天线单元，天线单元将信号发射到自由空间，完成上行信号流程；
12、下行信号流程为：天线单元接收的空间微弱信号首先进入射频设备的双工器单元进行滤波，然后进入低噪声放大器单元进行低噪声放大，放大后的收射频信号经过收发信机单元的下变频通道下变频为收中频信号，收中频信号送入调制解调器单元进行信号解调，解调后输出的收基带信号经过光电转换单元进行电-光转换后送入室内设备中，完成下行信号流程。
13、进一步的，所述监控单元对于设备外部的风扇组件，通过转速信息和脉宽调制pwm信号进行监测控制；对上采用10/100mbps自适应以太网接口，与光电转换单元连接，负责将整机状态向室内单元网管设备进行上报。
14、进一步的，还包括电源单元，电源单元为整机提供能源，支持交流和直流24v双输入，适用不同的装机方式；电源输入输出以及各路输出之间进行了隔离设计；电源单元通过采用高效率电源转换芯片和功率因数校正电路，以保证了电源转换的较高效率，降低了整体发热量。
15、进一步的，室内设备监控信息通过光电复合缆传输给光电转换单元，经过光-电转换后通过10/100mbps自适应以太网接口连接到散射通信射频设备的监控单元，监控单元通过串口采用rs422总线协议对整机内部的各个模块单元进行监控，同时各模块将状态信息、自检信息、工作状态、环境传感器数据和故障预警上报的信息等发送给监控单元，风扇组件的转速信息可以通过监控单元、光电转换单元传送给室内设备的监控设备，监控设备可以根据设备内部上报的不同部位的温度对散热风扇进行转速调节控制。
16、进一步的，双工器单元主要由波导开关、高段滤波器和低段滤波器组成，双工器单元对外共计四个端口，分别与低噪声放大器单元、功放单元以及天线单元的垂直和水平极化接口互联，监控单元通过控制双工器单元中的波导开关实现频段切换功能。
17、本专利技术相比现有技术的优点为：
18、1、选用ku频段，装置实现了小型化和轻量化，支持和天线一体化集成；
19、2、ku频段通信设备可以提供更宽的带宽，支持更高的通信速率；
20、3、整机可以通过监控进行工作频段切换，实现整机全频段工作，方便进行组网规划和动态重组，具有较好的抗毁顽存能力；
21、4、使用了氮化镓固态功放和整体式散热设计，可以提升设备的环境适应性；
22、5、支持使用升降杆整体升高，具备更好的装车集成能力；
23、6、整机对外采用标准化接口，可以适配不同的室内单元，便于更换。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种全双工工作的Ku频段散射通信射频设备，其特征在于，包括光电转换单元、调制解调器单元、收发信机单元、功放单元、双工器单元、低噪声放大器单元和监控单元；
2.根据权利要求1所述的一种全双工工作的Ku频段散射通信射频设备，其特征在于，所述监控单元对于设备外部的风扇组件，通过转速信息和脉宽调制PWM信号进行监测控制；对上采用10/100Mbps自适应以太网接口，与光电转换单元连接，负责将整机状态向室内单元网管设备进行上报。
3.根据权利要求1所述的一种全双工工作的Ku频段散射通信射频设备，其特征在于，还包括电源单元，电源单元为整机提供能源，支持交流和直流24V双输入，适用不同的装机方式；电源输入输出以及各路输出之间进行了隔离设计；电源单元通过采用高效率电源转换芯片和功率因数校正电路，以保证了电源转换的较高效率，降低了整体发热量。
4.根据权利要求1所述的一种全双工工作的Ku频段散射通信射频设备，其特征在于，室内设备监控信息通过光电复合缆传输给光电转换单元，经过光-电转换后通过10/100Mbps自适应以太网接口连接到散射通信射频设备的监控单元，
5.根据权利要求1所述的一种全双工工作的Ku频段散射通信射频设备，其特征在于，双工器单元主要由波导开关、高段滤波器和低段滤波器组成，双工器单元对外共计四个端口，分别与低噪声放大器单元、功放单元以及天线单元的垂直和水平极化接口互联，监控单元通过控制双工器单元中的波导开关实现频段切换功能。
...【技术特征摘要】
1.一种全双工工作的ku频段散射通信射频设备，其特征在于，包括光电转换单元、调制解调器单元、收发信机单元、功放单元、双工器单元、低噪声放大器单元和监控单元；
2.根据权利要求1所述的一种全双工工作的ku频段散射通信射频设备，其特征在于，所述监控单元对于设备外部的风扇组件，通过转速信息和脉宽调制pwm信号进行监测控制；对上采用10/100mbps自适应以太网接口，与光电转换单元连接，负责将整机状态向室内单元网管设备进行上报。
3.根据权利要求1所述的一种全双工工作的ku频段散射通信射频设备，其特征在于，还包括电源单元，电源单元为整机提供能源，支持交流和直流24v双输入，适用不同的装机方式；电源输入输出以及各路输出之间进行了隔离设计；电源单元通过采用高效率电源转换芯片和功率因数校正电路，以保证了电源转换的较高效率，降低了整体发热量。
4.根据权利要求1所述的一种...
【专利技术属性】
技术研发人员：李飞，王迎栋，沈斌松，张旭，杨璇，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十四研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。