一种基于北斗定位通信的射频光纤拉远系统的制作方法

1.本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种基于北斗定位通信的射频光纤拉远系统。


背景技术：

2.随着我国北斗三号全球卫星导航系统完成组网建设，军民北斗导航通信产品呈爆发式增长，对普通车载及短距离固定式使用场景产品已随北斗二号建设非常成熟，随着现代化建设及数字通信网络建成，特别是城市高楼干扰遮挡或偏僻山林，对接收或供电需要远距离传输时，普通射频同轴电缆已不能满足插损使用要求，在天线端无法独立供电且需射频拉远时，问题变得尤为突出。
3.目前短距离(小于0.1km)导航通信采用同轴射频馈电电缆、北斗天线及终端设备组成，由于射频馈电电缆存在线损及馈电压降问题，会随距离的变长而线损加大和馈电压降增大，从而影响设备无法满足增益和北斗短报文要求的馈电压降问题。在接收天线距离较远，无法在天线端提供供电，基带需要放置于终端测时，如何解决天线拉远或北斗短报文通信成为了急需解决的问题。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提出了一种基于北斗定位通信的射频光纤拉远系统，能够实现在射频、发射使能及馈电远距离的传输，避免射频传输插损调节、功放使能和压降问题。
5.为实现上述目的，本发明的技术方案为：
6.本发明的一种基于北斗定位通信的射频光纤拉远系统，包括北斗基带端机、光电复合缆和北斗天线；其中北斗基带端机实现加解密芯片或民用授权卡授权解析、基带导航信号解析以及用户接口功能；光电复合缆中铜介质馈线实现北斗天线馈电，光纤射频转光信号及数字转光信号的多路合一传输；北斗天线实现射频信号的接收、低噪声放大以及射频转光纤转换功能，具有短报文发送功率放大发射功能，同时实现信号光转射频传输。
7.其中，所述北斗基带端机包括系统应用单元、北斗基带单元、多功能数字射频与光转换单元a型以及ac电源分路单元；其中，所述系统应用单元采用arm、 dsp、fpga或soc实现；所述北斗基带单元为卫星导航通信接收机；所述多功能数字射频与光转换单元a型具有射频转光功能、数字信号转光功能及光转射频功能，1路接收机输出的rdss l频段射频信号转光传输，1路数字信号转光功能传输，1路光转射频，北斗天线接收的射频信号通过光纤传输后，在基带单元由光转换为射频后接入接收机，其中光转射频输出具有增益调节输出功能，根据光缆长度计算的光衰减进行对应补偿；所述ac电源分路单元为外部交流ac 220v在北斗基带单元内部进行的开关控制分路输出，通过系统控制单元对北斗天线进行独立电源控制。
8.其中，所述北斗天线包括接收阵列、发射天线、低噪放、功放、上下变频及抗干扰单元、多功能数字射频与光转换单元b型以及ac/dc电源转换单元；其中，所述接收阵列由对应
频点天线接收阵子组成；所述发射天线由对应频点天线发射阵子组成，为rdss l频点；所述低噪放对接收信号进行低噪声放大处理，每路具有独立通道放大功能；所述功放为rdss l频点功率放大器单元；所述上下变频及抗干扰单元要求具有抗干扰功能时，需要上下变频及抗干扰处理单元实现；所述多功能数字射频与光转换单元b型具有光转射频功能、光转数字信号功能及射频转光功能，1路接收机输出的rdss l频段光信号转射频输出，1路光转数字信号功能传输，1路射频转光，北斗天线接收的射频信号转光传输，其中光转射频输出具有增益调节输出功能，根据光缆长度计算的光衰减进行对应补偿；所述ac/dc电源转换单元由光电复合缆铜介质电源线连接ac/dc单元，再进行dc/dc转换后为天线内部各功能模块电路进行供电。
9.其中，对于所述北斗基带单元，民用型通信功能使用民用sim卡，军用型使用对应授权加解密芯片实现导航定位及通信功能，导航系统及使用接收发射频点根据实际选用场景及要求进行配置选用。
10.其中，所述导航系统采用北斗第三代导航系统，频点为b1c、b2a、b2b、 b1a、b3a、b3ae、b3q、s2c、s2a、lf0～lf5，同时兼容b1i、b3i、b3q、s、 l频点，gps_l1频点c/a码、glonass_l1以及galileo_e1。
11.其中，所述光电复合缆采用涂塑钢带铠装，电源采用两芯铜导体并内附四芯光纤。
12.有益效果：
13.1、本发明的北斗定位通信射频光纤拉远系统，实现在射频、发射使能及馈电远距离的传输，避免射频传输插损调节、功放使能和压降问题，具体是采用北斗天线、光电复合缆和北斗基带端机组成。北斗天线实现射频信号的接收、低噪声放大、射频转光纤转换功能，具有短报文发送功率放大发射功能，同时可实现信号光转射频传输；光电复合缆中铜介质馈线实现北斗天线馈电，光纤射频转光信号及数字转光信号的多路合一传输；北斗基带端机实现加解密芯片或民用授权卡授权解析、基带导航信号解析、用户接口及功能实现载体。
14.2、本发明北斗基带端机的多功能数字射频与光转换单元a型具有射频转光功能、数字信号转光功能及光转射频功能等，1路接收机输出的rdss l频段射频信号转光传输，1路数字信号转光功能传输，对转换单元内部电平转换单元对对应调整即可，对于网络信号转光也可对内部光转换单元进行调整实现，1路光转射频，北斗天线接收的射频信号通过光纤传输后，在基带单元由光转换为射频后接入接收机，其中光转射频输出具有增益调节输出功能，根据光缆长度计算的光衰减进行对应补偿；所述ac电源分路单元为外部交流ac 220v在北斗基带单元内部进行的开关控制分路输出，可通过系统控制单元对北斗天线进行独立电源控制，具有漏电、过流以及防雷击等功能。
15.3、北斗天线实现射频信号多频点或阵列接收、低噪声放大、射频转光纤转换功能，具有短报文发送功率放大发射功能，同时可实现串口或网口信号光转射频传输。
16.4、本发明光电复合缆基于较为苛刻环境实施例使用，光电复合缆为铜介质加射频光纤方式传输，采用涂塑钢带铠装，具有高强度延展拉伸能力，其中电源采用两芯铜导体并内附四芯光纤实施例。
附图说明
17.图1为本发明系统功能实现框图。
18.图2为本发明系统复合缆工艺示意图。
具体实施方式
19.下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
20.本发明提供了一种基于北斗定位通信的射频光纤拉远系统，功能实现框图如图1所示。本发明系统包括北斗基带端机、光电复合缆和北斗天线。北斗基带端机实现加解密芯片或民用授权卡授权解析、基带导航信号解析以及用户接口功能；光电复合缆中铜介质馈线实现北斗天线馈电，光纤射频转光信号及数字转光信号的多路合一传输；北斗天线实现射频信号的接收(或多频点或阵列接收)、低噪声放大、射频转光纤转换功能，具有短报文发送功率放大发射功能，同时可实现串口(或网口)信号光转射频传输。
21.具体地，所述北斗基带端机包括系统应用单元、北斗基带单元、多功能数字射频与光转换单元a型以及ac电源分路单元。其中，所述系统应用单元可采用现有成熟处理平台，如arm、dsp、fpga或soc实现，具体根据数据量及处理速度需求选型使用，该单元主要实现对北斗基带单元配置管理，对外导航、通信、授时及用户接口功能实现，具体涉及导航位置信息编解码、短报文消息协议转发，授时算法处理及用户管理数据处理等功能；所述北斗基带单元主要为卫星导航通信接收机，可使用市场通用性接收机、接收模块，民用型通信功能需使用民用sim卡，军用型需使用对应授权加解密芯片实现导航定位及通信功能，导航系统及使用接收发射频点根据实际选用场景及要求进行配置选用，本实施例采用北斗第三代导航系统，实施例频点为b1c、b2a、b2b、b1a、b3a、b3ae、b3q、 s2c、s2a、lf0～lf5，同时兼容b1i、b3i、b3q、s、l频点，gps_l1频点 c/a码、glonass_l1、galileo_e1等多系统多频点；所述多功能数字射频与光转换单元a型具有射频转光功能、数字信号转光功能及光转射频功能等，1路接收机输出的rdss l频段射频信号转光传输，本实施例中采用通用型双mcx射频接口，具有插拔通用及插损小的特点，1路数字信号转光功能传输，数字信号可以为ttl信号电平串行数据，也可采用lvds、rs422、rs232等串行传输电平格式，对转换单元内部电平转换单元对对应调整即可，对于网络信号转光也可对内部光转换单元进行调整实现，1路光转射频，北斗天线接收的射频信号通过光纤传输后，在基带单元由光转换为射频后接入接收机，其中光转射频输出具有增益调节输出功能，根据光缆长度计算的光衰减进行对应补偿；所述ac电源分路单元为外部交流ac 220v在北斗基带单元内部进行的开关控制分路输出，可通过系统控制单元对北斗天线进行独立电源控制，具有漏电、过流以及防雷击等功能。
22.所述光电复合缆在通信领域已为成熟产品，对于实际使用环境可综合评估进行选用，本发明基于较为苛刻环境实施例使用，采用涂塑钢带铠装，具有高强度延展拉伸能力，电源采用两芯铜导体并内附四芯光纤实施例，实施例复合缆工艺图如图2所示。本实施例的光电复合缆组成部分规格如表1所示。
23.表1复合缆组成部分规格
[0024][0025]
所述北斗天线包括接收阵列、发射天线、低噪放、功放、上下变频及抗干扰单元、多功能数字射频与光转换单元b型以及ac/dc电源转换单元。其中，所述接收阵列由对应频点天线接收阵子组成，根据实施例产品系统及频点决定，本实施例中采用的4s频点 4b3频点接收阵列实施例；所述发射天线由对应频点天线发射阵子组成，为rdss l频点；所述低噪放对接收信号进行低噪声放大处理，每路具有独立通道放大功能；所述功放为rdss l频点功率放大器单元，可依据产品特点对不同功率的放大器进行匹配实施例，取决于对发射eirp具体要求，对于功放的开关，实施例可采用检波型实施例，节省使能信号传输环境，使实施例更为简洁；所述上下变频及抗干扰单元要求具有抗干扰功能时，需要上下变频及抗干扰处理单元实现，主要针对可抑制谐波、扫频、脉冲、白噪、调频、调幅、调相等多种宽带、窄带干扰形式；所述多功能数字射频与光转换单元b型具有光转射频功能、光转数字信号功能及射频转光功能等，1路接收机输出的rdss l 频段光信号转射频输出，本实施例中采用通用型双mcx射频接口，具有插拔通用及插损小的特点；1路光转数字信号功能传输，数字信号可以为ttl信号电平串行数据，也可采用lvds、rs422、rs232等串行传输电平格式，对转换单元内部电平转换单元对对应调整即可，对于光转网络信号也可对内部光转换单元进行调整实现；1路射频转光，北斗天线接收的射频信号转光传输，其中光转射频输出具有增益调节输出功能，根据光缆长度计算的光衰减进行对应补偿；所述 ac/dc电源转换单元由光电复合缆铜介质电源线连接ac/dc单元，再进行 dc/dc转换后为天线内部各功能模块电路进行供电。考虑交流供电主要为远距离传输其电压越大、电流越小，在线路上所产品的热耗损越小，同时可支持大功率的发射条件。
[0026]
本发明系统在北斗定位通信方向应用光电复合缆，可实现射频转光纤拉远传输，发射使能光纤传输以及多路射频及数字信号转光纤拉远传输。本发明已在产品上应用，本发明产品经远距离拉远后定位导航授时通信功能及精度不受影响，可实现0.1km～20km以内射频、馈电及数字信号拉远传输。
[0027]
进一步地，本发明中使用了北斗导航系统作为基础，在可以北斗导航系统内其他单个或多个频点组合；本发明中使用了抗干扰型北斗天线，对普通型接收发射天线同样适用；本发明中光电复合缆为铜介质加射频光纤方式传输，只有传输机制相同，也在保护范围内；本发明中对检测电压型功放，可通过控制信号对使能信号进行传输设计，如方法一致，
也在保护范围内。本发明中光电复合缆中供电使用的是ac交流，也可使用dc进行供电，如果方法一致，也在保护范围内。
[0028]
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。