专利名称：宽带射频光传输模块的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种宽带射频光传输模块，属于射频通信传输模块领域。
背景技术：
射频光传输模块就是利用光纤传输移动通信射频信号的设备。随着移动通信的迅速发展，移动通信对网络覆盖的要求越来越高，移动通信网络要继续扩大信号覆盖范围，除了增加基站和宏蜂窝/微蜂窝之外，采用直放覆盖系统是一种最实用和最经济的方法，其中采用光纤传输的直放覆盖系统，已成为移动通信运营商的首选设备。射频光传输模块(或称射频光端机，射频光模块)对射频信号进行无失真的透明传输，它是光纤直放覆盖系统(含室外覆盖系统和室内覆盖系统)的信号源，因而是光纤直放覆盖系统的核心部分，它的质量直接影响光纤直放覆盖系统的质量及可靠性。无线通信系统GSM、CDMA 1X、PHS以及3G(第三代移动通信，包含CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA)都需要直放覆盖系统，也就需要频点为2.3GHz以下的好几个频段的射频光传输模块，目前专业设计和生产的射频光传输模块一般都是针对某一频段的，没有一种能兼容这几个频点的无线通信系统。
实用新型的内容本实用新型的目的是设计一种宽带射频光传输模块，它能兼容几个无线通信系统，能够做到兼容小灵通PHS、GSM、GPRS、CDMA、3G的制式标准，并使宽带射频光传输模块进行专业化大规模生产、大幅度降低成本成为可能。
本实用新型的技术方案是该宽带射频光传输模块包括射频/光信号转换组件、光纤/射频信号转换组件，其特征是所述的光纤/射频信号转换组件包括高通滤波电路、可变衰减器、各射频放大电路、阻抗匹配电路；其中一次射频放大电路的输入端接收输入的信号，输出端经所述的高通滤波电路、可变衰减器与二次射频放大电路的输入端相连；所述的二次射频放大电路的输出端经所述的阻抗匹配电路与三次射频放大电路的输入端相连，所述的三次射频放大电路的输出端将放大的信号输出。
还包括波分复用组件，所述的波分复用组件位于所述的一次射频放大电路的前面，以节约光纤。
所述的各射频放大电路均包括放大器、正电源供电电路，由所述的正电源供电电路向所述的放大器供给驱动用电。
所述的正电源供电电路包括电感和电容，所述的电感的一端与放大器的输出端相连，另一端经所述的电容接地，在所述的电感与电容之间接有正电源。
在所述的三次射频放大电路中，还包括另一电感，所述的另一电感的一端与放大器的输入端相连，另一端接地。
所述的高通滤波电路包括二个电感、三个电容，所述的二个电感的一端均接地，另一端各经所述的二个电容与所述的另一电容的二端相连。
所述的阻抗匹配电路包括三个电阻，所述的一个电阻的二端分别与所述的二个电阻相连，所述的二个电阻的另一端均接地。
其基本工作原理是射频信号由天线接收下来，经过射频信号处理后送入激光器转换成光信号，光纤发送过来的光信号经过光电转换变成电信号，通过一次放大后，经过高通滤波、可变衰减器和二次放大，再经阻抗匹配、三次放大，由射频天线发送出去。电信号同时送入低通滤波器滤出低频信号送入FSK解调得到对端送过来的监控信息。其优点为所述的宽带射频光传输模块采用单一正电源供电，减少了电源设计的复杂性；并可以通过驱动电路调节激光器的输出功率和射频增益。
所述的宽带射频光传输模块的可变衰减器和放大电路能很好的实现宽带的射频收/发和放大，也就使得此射频光传输模块能够在很宽的频带范围内工作。
所述的宽带射频光传输模块在内部使用公知的波分复用技术，将收发光信号经过波分复用，使本来需要双纤进行传送的光信号现在可以只用一个光纤进行传送，节约了光纤。
综上所述，本实用新型宽带射频光传输模块能兼容几个无线通信系统，能够做到兼容小灵通PHS、GSM、GPRS、CDMA、3G的制式标准，并因此使宽带射频光传输模块进行专业化大规模生产、大幅度降低成本成为可能；并节约了光纤。
图1为本实用新型宽带射频光传输模块的框图；图2为本实用新型的光纤/射频信号转换组件的电路原理图；图3为图2中放大器U9的电路原理图；图中代号C1、C2、C5、C6、C24、C34(容值为56pF)、C61(容值为56pF)、C62、C63、C66、C93(容值为100pF)、C100、C101、C102电容L1、L6(感值为10nH)、L7(感值为12nH)、L14、L101、L102电感
R72、R73、R74电阻U5可变衰减器(型号为AV103)，U9、U11、U13放大器(型号A1)具体实施方案如图1为本实用新型宽带射频光传输模块的框图，包括射频/光信号转换组件、光纤/射频信号转换组件，由射频/光信号转换组件进行射频输入处理1，并由激光器2送出，经波分复用器(WDM)3、光电转换5送入光纤/射频信号转换组件，光纤/射频信号转换组件包括高通滤波电路7、可变衰减器8、多次射频放大电路6、9、13、阻抗匹配电路12；其中，一次射频放大电路6的输入端接收输入的信号，输出端经高通滤波电路7、可变衰减器8与二次射频放大电路9的输入端相连；二次射频放大电路9的输出端经阻抗匹配电路12与三次射频放大电路13的输入端相连，三次射频放大电路13的输出端将放大的信号输出。工作原理为射频信号由天线接收下来，经过射频输入处理1，送入激光器2经波分复用器(WDM)3将波长不同的信号分开后，转换成光信号发送出去；由光纤过来的光信号经过光电转换5变成电信号，通过一次放大6、高通滤波7、可变衰减器8和二次放大9后，再经阻抗匹配12、三次放大13，由射频天线发送出去。
该电信号同时送经低通滤波10，滤出低频信号送入FSK解调11得到对端送过来的监控信息。
本实用新型中的波分复用器3为市售产品，例如可采用型号为1310/1550高隔离型波分复用器将收发光信号经过波分复用，使本来需要双纤进行传送的光信号现在可以只用一个光纤进行传送，以节约光纤；因射频光传输模块都是成对使用的，采用的收发光信号的波长不同，就可以通过波分复用器将收发的波长不同的光信号耦合到同一个光纤上而不会互相干扰。如果不用波分复用器，则可采用双光纤进行传送，作为宽带射频光模块使用。
如图2为光纤/射频信号转换组件的电路原理图；各射频放大电路(相应图1中的6、9、13)均包括各相应放大器U11、U13、U9，以及其正电源供电电路，如一次放大器U11的正电源供电电路包括电感L1、电容C66，电感L1的一端与放大器U11的输出端相连，电感L1的另一端经电容C66接地，在电感L1与电容C66之间接正电源4.5V。又如二次放大器U13的正电源供电电路包括电感L14、电容C63，电感L14的一端与放大器U13的输出端相连，电感L14的另一端经电容C63接地，在电感L14与电容C63之间接正电源4.5V。
高通滤波电路(相应图1中的7)包括电感L100、L101、电容C101、C102、C100，二电感L100、L101的一端均接地，另一端均各经电容C101、C102与另一电容C100的二端相连。
阻抗匹配电路(相应图1中的12)包括电阻R72、R73、R74，电阻R73的二端各与电阻R72、R74相连，电阻R72、R74的另一端均接地。
在三次射频放大电路(相应图1中的13)中，除包括放大器U9以及其正电源供电电路外，还包括电感L7，电感L7的一端与放大器U9的输入端相连，电感L7的另一端接地。
各电路之间用电容C1、C24、C5、C6、C61、C93耦合。
图2中，三个放大电路都是由线性功放A1及其驱动电路组成，线性功放A1是一种可工作于60-3000MHz的宽带功率放大芯片，最大能达到+37dBm的输出和+14dBm的增益，因此能很好的实现2.3GHz以下现在的无线通信系统的所有频点的信号的放大；匹配阻抗电路充分的考虑宽带的特性，放在最后一级放大的前面，这样就可以更好的抑制回波，增加驻拨比，减小噪声的干扰，同时又能保证很好的增益，可调衰减电路是通过调节参考电压达到增益大小的调节。
具体的信号流程为经过光/电转换的电信号经过C1交流耦合后送入U11进行一级放大，经C100、C101、C102、L100、L101组成的高通滤波电路滤波后，送入可变衰减器(相应图1中的8)U5，在U5的电路中，通过调节电位器R11的阻值来改变U5的5脚电压，从而改变输出的信号的增益，经过可变衰减器后，由电容C5耦合送入U12进行二次放大；经阻抗匹配后，再送入放大器U9进行第三次放大；然后经C93交流耦合发送出去。三次放大电路的详细原理图见图3，射频信号经过电容C61耦合送入U11的输入脚1，同时使用电感L6滤去直流分量，A1在此起信号放大作用，放大后的信号由输出脚3输出，并通过电容C93耦合出去，这里使用交流耦合及可隔离直流信号还可以滤去部分噪声，+4.5V的电源通过电感滤波对A1进行供电，由电容C34对电源滤波，减少电源的纹波。
射频光传输模块都是成对使用的，对于其中的一个，其模块收发光信号的波长是不同的，这样就可以通过波分复用器3将收发的光信号耦合到同一个光纤上而不会互相干扰。波分复用器是用于两个窗口波长光信号的复用和解复用，实现两套传输系统的光信号在单根光纤中传输。其工作原理为发送端通过光透镜将不同波长的光合成一束光信号，在接收端又通过透镜将同一束光信号中不同的波长的光分开而互相不干扰。
权利要求1.宽带射频光传输模块，包括射频/光信号转换组件、光纤/射频信号转换组件，其特征是所述的光纤/射频信号转换组件包括高通滤波电路(7)、可变衰减器(8)、射频放大电路(6、9、13)、阻抗匹配(12)；其中一次射频放大电路(6)的输入端接收输入的信号，输出端经所述的高通滤波电路(7)、可变衰减器(8)与二次射频放大电路(9)的输入端相连；所述的二次射频放大电路(9)的输出端经所述的阻抗匹配(12)与三次射频放大电路(13)的输入端相连，所述的三次射频放大电路(13)的输出端将放大的信号输出。
2.根据权利要求1所述的宽带射频光传输模块，其特征是还包括波分复用组件(3)，所述的波分复用组件(3)位于所述的一次射频放大电路(6)的前面。
3.根据权利要求1或2所述的宽带射频光传输模块，其特征是所述的各射频放大电路(6、9、13)均包括放大器、正电源供电电路，由所述的正电源供电电路向所述的放大器供给驱动用电。
4.根据权利要求3所述的宽带射频光传输模块，其特征是所述的正电源供电电路包括电感和电容，所述的电感的一端与放大器的输出端相连，另一端经所述的电容接地，在所述的电感与电容之间接有正电源。
5.根据权利要求4所述的宽带射频光传输模块，其特征是在所述的三次射频放大电路(13)中，还包括另一电感(L6)，所述的另一电感(L6)的一端与放大器(U9)的输入端相连，另一端接地。
6.根据权利要求3所述的宽带射频光传输模块，其特征是所述的高通滤波电路(7)包括电感(L100、L101)、电容(C100、C101、C102)，所述的二电感(L101、L102)的一端均接地，另一端各经所述的电容(C101、C102)与所述的另一电容(C100)的二端相连。
7.根据权利要求3所述的宽带射频光传输模块，其特征是所述的阻抗匹配(12)包括电阻(R72)、(R73)、(R74)，所述的电阻(R73)的二端各与所述的电阻(R72)、(R74)相连，所述的电阻(R72)、(R74)的另一端均接地。
专利摘要本实用新型宽带射频光传输模块包括高通滤波电路(7)、可变衰减器(8)、各射频放大电路(6、9、13)、阻抗匹配(12)；其中一次射频放大电路(6)的输入端接收输入的信号，输出端经高通滤波电路(7)、可变衰减器(8)与二次射频放大电路(9)的输入端相连；二次射频放大电路(9)的输出端经所述的阻抗匹配(12)与三次射频放大电路(13)的输入端相连，三次射频放大电路(13)的输出端将放大的信号输出。还包括位于一次射频放大电路(6)前面的波分复用组件(3)。本实用新型能兼容几个无线通信系统，能做到兼容小灵通PHS、GSM、GPRS、CDMA、3G的制式标准，因此使宽带射频光传输模块进行专业化大规模生产、大幅度降低成本成为可能。
文档编号H04B10/12GK2655527SQ03276738
公开日2004年11月10日 申请日期2003年8月25日 优先权日2003年8月25日
发明者范旺生, 杨春华, 刘胜 申请人:武汉盛华微系统技术有限公司