專利名稱：一種用于數(shù)字電視同頻轉(zhuǎn)發(fā)的功率增強(qiáng)器系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字電視發(fā)射設(shè)備，特別是一種用于數(shù)字電視同頻轉(zhuǎn)發(fā)的功率增強(qiáng)器系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在數(shù)字電視日益推廣的形勢(shì)下，在一些商場(chǎng)、地下停車(chē)場(chǎng)、隧道、高層建筑、電梯、娛樂(lè)場(chǎng)所以及城郊及邊遠(yuǎn)區(qū)域，如果沒(méi)有數(shù)字電視信號(hào)的覆蓋，將是難以想象的。結(jié)合數(shù)字電視發(fā)射機(jī)的特點(diǎn)，不可能在每一個(gè)數(shù)字電視信號(hào)覆蓋差的區(qū)域或信號(hào)盲區(qū)都設(shè)立一個(gè)發(fā)射臺(tái)，所以在這些區(qū)域通常都設(shè)立數(shù)字電視同頻轉(zhuǎn)發(fā)功率增強(qiáng)器系統(tǒng)裝置，本系統(tǒng)裝置很好的解決了這些問(wèn)題。功率增強(qiáng)器是利用方向性天線將數(shù)字電視信號(hào)引入，將數(shù)字電視信號(hào)進(jìn)行濾波放大，但不做任何頻率變換，再用方向性天線發(fā)射到陰影區(qū)。但是由于輸入、輸出天線的隔離度有限，為了避免放大器自激，通常放大功率不能太大。功率增強(qiáng)器也可以被用于室內(nèi)接收的改善，由于建筑物對(duì)電磁波的衰減，室內(nèi)的信號(hào)強(qiáng)度大大低于室外信號(hào)的強(qiáng)度，功率增強(qiáng)器的主要參數(shù)是增益、靈敏度、輸出功率、交調(diào)及線性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種用于數(shù)字電視同頻轉(zhuǎn)發(fā)的功率增強(qiáng)器系統(tǒng)。該系統(tǒng)能有效解決數(shù)字電視發(fā)射機(jī)所不能覆蓋區(qū)域數(shù)字電視信號(hào)質(zhì)量的問(wèn)題。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案。這種用于數(shù)字電視同頻轉(zhuǎn)發(fā)的功率增強(qiáng)器系統(tǒng)，主要包括施主天線、塔頂放大器、功率增強(qiáng)器主機(jī)和重發(fā)天線，其中主要接收來(lái)自主發(fā)射站的數(shù)字電視信號(hào)的施主天線通過(guò)同軸電纜線與塔頂放大器輸入端相連接；功率增強(qiáng)器主機(jī)出第一頻道濾波器、第二頻道濾波器、低噪聲放大器、中頻處理、功率放大單元、CPU控制單元以及電源所組成，其中第一頻道濾波器、低噪聲放大器、中頻處理、功率放大單元和第二頻道濾波器依次相連接，塔頂放大器的輸出端與第一頻道濾波器的輸入端相連接，第二頻道濾波器的輸出端通過(guò)同軸電纜線和重發(fā)天線相連接；CPU控制單元分別和低噪聲放大器、中頻處理和功率放大單元相連接。施主天線接收進(jìn)來(lái)的數(shù)字電視信號(hào)通過(guò)塔頂放大器后，首先進(jìn)入功率增強(qiáng)器主機(jī)內(nèi)的第一頻道濾波器進(jìn)行濾波，然后送入低噪聲放大器，再到中頻處理后輸出送往功率放大器單元，達(dá)到所需要的功率再通過(guò)第二頻道濾波器經(jīng)過(guò)同軸電纜線直接到重發(fā)天線發(fā)射。
本發(fā)明涉及的用于數(shù)字電視同頻轉(zhuǎn)發(fā)的功率增強(qiáng)器系統(tǒng)在領(lǐng)域內(nèi)具有顯著的特點(diǎn)1、在原理上實(shí)現(xiàn)新型的電路結(jié)構(gòu)，使信號(hào)在同一頻率內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，適用數(shù)字電視同頻轉(zhuǎn)發(fā)功率增強(qiáng)器的不同頻段、不同的輸出功率。使用性能良好，能保證數(shù)字電視信號(hào)的質(zhì)量及盲區(qū)的信號(hào)覆蓋，使得數(shù)字電視信號(hào)不斷向前延伸；2、在性能上真正實(shí)現(xiàn)了無(wú)人值守，通過(guò)遠(yuǎn)程無(wú)線控制系統(tǒng)可對(duì)本裝置的各項(xiàng)工作參數(shù)、工作模式進(jìn)行調(diào)整；精準(zhǔn)的GPS可直接定位本裝置，有效地改善整個(gè)發(fā)射系統(tǒng)的同步問(wèn)題；3、工程上使用了更易安裝的結(jié)構(gòu)，使得安裝更方便，安裝時(shí)間在2個(gè)小時(shí)之內(nèi)；4、由于適應(yīng)室外安裝，因此使用的場(chǎng)合更加廣泛。綜上所述，這種數(shù)字電視同頻轉(zhuǎn)發(fā)GAP FILLER裝置的使用具有劃時(shí)代的意義，并且更具有使用價(jià)值。


圖1是本發(fā)明的原理方框示意圖；圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明中低噪聲放大器部分的電路圖；圖4是本發(fā)明中功率放大器部分的電路圖；圖5是本發(fā)明中塔頂放大器部分的電路圖圖6是本發(fā)明中頻道濾波器部分的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是本發(fā)明中CPU控制單元部分的電路圖。
附圖標(biāo)記說(shuō)明1-施主天線，2-塔頂放大器，3-功率增強(qiáng)器主機(jī)，4-重發(fā)天線，5-第一頻道濾波器，6-第二頻道濾波器，7-低噪聲放大器，8-中頻處理，9-功率放大器單元，10-CPU控制單元，11-電源，12-輸入、輸出連接器，13-雙色指示燈，14-電源連接器，15-輸入連接器，16-輸出連接器，17-輸入輸出耦合線，18-腔體，19-金屬圓柱，20-調(diào)諧螺桿，21-螺桿，22-頂蓋。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步介紹參見(jiàn)以上

，本發(fā)明涉及一種用于數(shù)字電視同頻轉(zhuǎn)發(fā)的功率增強(qiáng)器系統(tǒng)(見(jiàn)圖2)，主要包括施主天線1、塔頂放大器2、功率增強(qiáng)器主機(jī)3和重發(fā)天線4，其中主要接收來(lái)自主發(fā)射站的數(shù)字電視信號(hào)的施主天線1通過(guò)同軸電纜線與塔頂放大器2輸入端相連接；功率增強(qiáng)器主機(jī)3由第一頻道濾波器5、第二頻道濾波器6、低噪聲放大器7、中頻處理8、功率放大單元9、CPU控制單元10以及電源11所組成，其中第一頻道濾波器5、低噪聲放大器7、中頻處理8、功率放大單元9和第二頻道濾波器6依次相連接，塔頂放大器2的輸出端與第一頻道濾波器5的輸入端相連接，第二頻道濾波器6的輸出端通過(guò)同軸電纜線和重發(fā)天線4相連接；CPU控制單元10分別和低噪聲放大器7、中頻處理8和功率放大單元9相連接。功率增強(qiáng)器主機(jī)3的底側(cè)輸入輸出端各有一個(gè)連接器12，和指示主機(jī)工作狀態(tài)用的雙色指示燈13，以及供電用的電源連接器14；第一頻道濾波器5和第一頻道濾波器6可以是相同的，并且頻率的范圍是可以調(diào)節(jié)的。
施主天線1接收到信號(hào)后送入塔頂放大器2，放大后數(shù)字電視信號(hào)首先進(jìn)入功率增強(qiáng)器主機(jī)3內(nèi)的第一頻道濾波器5進(jìn)行濾波，然后送入低噪聲放大器7，再到中頻處理8輸出送往功率放大器單元9，達(dá)到所需要的功率后再通過(guò)第二頻道濾波器6經(jīng)過(guò)同軸電纜線直接到重發(fā)天線4發(fā)射的一個(gè)過(guò)程，這樣就可以保證數(shù)字電視信號(hào)覆蓋差的區(qū)域或信號(hào)盲區(qū)的信號(hào)覆蓋問(wèn)題。
其中所述的施主天線1主要接收來(lái)自主發(fā)射站的數(shù)字電視信號(hào)，天線的要求是必須有一定的方向性、輸入駐波要小、防雷性能好，接收性能穩(wěn)定。重發(fā)天線4是將來(lái)自功率增強(qiáng)器主機(jī)的信號(hào)進(jìn)行發(fā)射，重發(fā)天線4具有一定的方向性、輸出駐波小、防雷性能好，另外還應(yīng)具有高功率等級(jí)的要求，與施主天線1的后瓣要小，即重發(fā)天線4與施主天線1之間的隔離度要大。所述的塔頂放大器2是由一個(gè)輸入濾波器和一個(gè)低噪聲放大器所組成(如圖1)，該低噪聲放大器由CP0、CP1兩個(gè)3dB定向耦合器作為Q2、Q3-SPF-2086TK低噪聲放大管的分配與合成所組成的第一級(jí)和Q4-AGB3300高線性低噪聲放大管所共同構(gòu)成(如圖5)，其中為了保證Q2、Q3放大管的線性，電路C2、C3、C33、C34和L2、L3組成了良好的匹配電路，Q4輸入、輸出阻抗是通過(guò)兩端電感和電容來(lái)實(shí)現(xiàn)；所述功率增強(qiáng)器主機(jī)3由第一頻道濾波器5、第二頻道濾波器6、低噪聲放大器7、中頻處理8、功率放大器單元9、CPU控制單元10以及電源11所組成，第一頻道濾波器5、第二頻道濾波器6需要達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)階段還沒(méi)有適用的可以購(gòu)買(mǎi)，需自己設(shè)計(jì)得到；由于現(xiàn)階段還沒(méi)有類似的功率增強(qiáng)器3裝置，因此低噪聲放大器7也需要通過(guò)設(shè)計(jì)加工，具體原理如圖3所列，其中放大器原理與塔頂放大器是相同的，只是增加了一些控制接口電路，如塔頂放大器的電源開(kāi)關(guān)、告警，低噪聲放大器電流告警和信號(hào)電平檢測(cè)等功能性接口電路。圖3中1U8和1Q5等元件組成由CPU邏輯電平控制的塔頂放大器開(kāi)關(guān)電路，由1U0、1U7、1U6等集成電路組成了塔頂放大器電流告警電路，其中TP7、TP8的電壓是告警窗口。由1U9、1U4和1U5組成了低噪聲放大器的告警電路，其中TP3和TP4的電壓也是告警窗口。由1U2A、1U3等組成了信號(hào)輸入電平檢測(cè)電路；中頻處理8是通過(guò)一個(gè)腔體濾波器來(lái)代替的，但濾波器的各項(xiàng)參數(shù)必須符合一定的要求；如圖6此圖為濾波器的去除頂蓋22的俯視圖，腔體18由同一塊材料制成，一共分為六腔，最左和最右的腔體為吸收腔，此兩腔與位于其中的金屬圓柱19及調(diào)諧螺桿20構(gòu)成吸收諧振單元，金屬圓柱19為中空結(jié)構(gòu)，調(diào)諧螺桿20插入其中，通過(guò)調(diào)節(jié)20的長(zhǎng)度使兩腔分別諧振于不同的頻率，反映在濾波器的響應(yīng)曲線上就是在相應(yīng)的頻率點(diǎn)上形成傳輸零點(diǎn)，從而提高濾波器的矩形系數(shù)，增加了選擇性；其余四腔與位于其中的金屬圓柱和調(diào)諧螺桿形成主諧振單元，是典型的同軸腔體梳狀濾波器結(jié)構(gòu)，它們產(chǎn)生切比雪夫?yàn)V波器響應(yīng)，濾波器中心頻率的調(diào)整主要依靠調(diào)節(jié)各主諧振單元的調(diào)諧螺桿20伸入金屬圓柱19的長(zhǎng)度。輸入輸出耦合線17的一端通過(guò)腔體18中的孔洞與輸入輸出連接器15、16相連，另一端與主諧振圓柱的第一節(jié)或最后一節(jié)相連。螺桿21位于各諧振腔之間，共有5個(gè)桿，通過(guò)調(diào)節(jié)其長(zhǎng)度能調(diào)整各腔間的耦合系數(shù)，從而調(diào)節(jié)濾波器的整體性能。所述的功率放大器單元9必須達(dá)到一定的功率等級(jí)，分四級(jí)放大，放大器器件均可外購(gòu)，但其電路結(jié)構(gòu)需自行設(shè)計(jì)制造，見(jiàn)圖4，其中第一、二、三級(jí)均采用高線性、低噪聲、寬增益模塊，輸入、輸出阻抗均為50歐姆，無(wú)需設(shè)計(jì)阻抗電路。三級(jí)的放大管分別是SGA-5486、AGB3300和MHL9318，各級(jí)之間需要一定的電容加以隔離，分別是C38、C39、C40和C41，LDU25為一功率放大器模塊可外購(gòu)，運(yùn)用2個(gè)MRF90301功率放大管組成，功率放大器單元本身還帶有檢測(cè)功能，如輸出功率檢測(cè)、駐波檢測(cè)、功率放大器電流檢測(cè)等，輸出功率的檢測(cè)是通過(guò)CP1橋式耦合器，耦合出一部分能量后經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后到運(yùn)算放大器放大后直接進(jìn)入U(xiǎn)8等組成的I2C電路，駐波檢測(cè)的電路原理與輸出功率檢測(cè)的電路是一樣的，只不過(guò)駐波檢測(cè)信號(hào)的來(lái)源是通過(guò)IS01隔離器的耦合端得到的，隔離器耦合端得耦合量需要一定數(shù)量；橋式耦合器和隔離器需要達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，否則將不可用。輸出功率檢測(cè)時(shí)，除了一部分給運(yùn)放作輸入外還有一部分送給U14、D3、U13、R32、L10、L11、D1、D2以及CP2所組成的自動(dòng)增益控制電路，自動(dòng)增益控制電路可以在電路增益過(guò)高或者功率放大器自激的時(shí)候控制放大器的整個(gè)增益，對(duì)功率放大器起一定的保護(hù)同時(shí)對(duì)功率放大器的線性也會(huì)有所改善。R21、U5、U7、Q1所組成的電路可以對(duì)功率放大器的電流進(jìn)行檢測(cè)和控制，由于本裝置使用在室外，所以當(dāng)電視臺(tái)主發(fā)射站關(guān)掉后如果沒(méi)有電源控制，本裝置將一直運(yùn)行，對(duì)節(jié)能是不利的，因此通過(guò)電路對(duì)功率放大器件的電源進(jìn)行控制。上述功能的實(shí)現(xiàn)均可以通過(guò)CPU10來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中U6、U8、U16和外部電路所構(gòu)成12C是CPU實(shí)現(xiàn)對(duì)功率放大器檢測(cè)控制的窗口。CPU控制單元10的硬件部分采用高速51單片機(jī)(AT89C51RD2)作為主控MCU；外擴(kuò)32K容量SRAM(TC55257DFL-85L)，保證了設(shè)備可以嵌入實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，可以保存大量數(shù)據(jù)；外擴(kuò)64K容量串行EERAM(AT24C512)，專門(mén)用于系統(tǒng)的在應(yīng)用升級(jí)(IAP)；外擴(kuò)串口擴(kuò)展芯片(ST16C2550CQ)，可以方便的實(shí)現(xiàn)多種通信方式；選用GPRS模塊G20，可以使用sms和gprs等多種通信方式實(shí)現(xiàn)設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控和報(bào)警；具有電源主備切換，可以實(shí)現(xiàn)掉電報(bào)警等功能；軟件部分內(nèi)嵌實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，保證設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定、可靠；具有應(yīng)用升級(jí)(IAP)功能，保證由于網(wǎng)絡(luò)等的改變需要升級(jí)系統(tǒng)，可以遠(yuǎn)程無(wú)人職守的方式升級(jí)；網(wǎng)管協(xié)議為聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議；軟件設(shè)計(jì)采用模塊化設(shè)計(jì)，每個(gè)模塊都通過(guò)單獨(dú)測(cè)試，保證了設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定、可靠。
權(quán)利要求
1.一種用于數(shù)字電視同頻轉(zhuǎn)發(fā)的功率增強(qiáng)器系統(tǒng)，其特征是主要包括施主天線(1)、塔頂放大器(2)、功率增強(qiáng)器主機(jī)(3)和重發(fā)天線(4)，其中主要接收來(lái)自主發(fā)射站的數(shù)字電視信號(hào)的施主天線(1)通過(guò)同軸電纜線與塔頂放大器(2)輸入端相連接；功率增強(qiáng)器主機(jī)(3)由第一頻道濾波器(5)、第二頻道濾波器(6)、低噪聲放大器(7)、中頻處理(8)、功率放大單元(9)、CPU控制單元(10)以及電源(11)所組成，其中第一頻道濾波器(5)、低噪聲放大器(7)、中頻處理(8)、功率放大單元(9)和第二頻道濾波器(6)依次相連接，塔頂放大器(2)的輸出端與第一頻道濾波器(5)的輸入端相連接，第二頻道濾波器(6)的輸出端通過(guò)同軸電纜線和重發(fā)天線(4)相連接；CPU控制單元(10)分別和低噪聲放大器(7)、中頻處理(8)和功率放大單元(9)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于數(shù)字電視同頻轉(zhuǎn)發(fā)的功率增強(qiáng)器系統(tǒng)，其特征是所述的塔頂放大器(2)是由一個(gè)輸入濾波器和一個(gè)低噪聲放大器所組成，在數(shù)字電視信號(hào)強(qiáng)度低于一定數(shù)值時(shí)才能啟用，其中低噪聲放大器由CP0、CP1兩個(gè)3dB定向耦合器作為Q2、Q3-SPF-2086TK低噪聲放大管的分配與合成所組成的第一級(jí)和Q4-AGB3300高線性低噪聲放大管所共同構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于數(shù)字電視同頻轉(zhuǎn)發(fā)的功率增強(qiáng)器系統(tǒng)，其特征是所述的塔頂放大器(2)的供電是從功率增強(qiáng)器主機(jī)(3)的電源(11)通過(guò)同軸電纜線直接向其供電，功率增強(qiáng)器主機(jī)(3)內(nèi)的CPU控制單元(10)直接控制其通斷。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于數(shù)字電視同頻轉(zhuǎn)發(fā)的功率增強(qiáng)器系統(tǒng)，其特征是所述的中頻處理(3)是一個(gè)腔體濾波器，腔體(18)的最左和最右的腔體為吸收腔，此兩腔與位于其中的金屬圓柱(19)及調(diào)諧螺桿(20)構(gòu)成吸收諧振單元，金屬圓柱(19)為中空結(jié)構(gòu)，調(diào)諧螺桿(20)插入其中；其余腔體與位于其中的金屬圓柱(19)和調(diào)諧螺桿(20)形成主諧振單元，輸入輸出耦合線(17)的一端通過(guò)腔體(18)中的孔洞與輸入連接器(15)和輸出連接器(16)相連，另一端與主諧振圓柱的第一節(jié)或最后一節(jié)相連；螺桿(21)位于各諧振腔之間，用于調(diào)整各腔間的耦合系數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于數(shù)字電視同頻轉(zhuǎn)發(fā)的功率增強(qiáng)器系統(tǒng)，其特征是，功率增強(qiáng)器主機(jī)(3)的底側(cè)輸入輸出端各有一個(gè)輸入、輸出連接器(12)，和指示主機(jī)工作狀態(tài)用的雙色指示燈(13)，以及供電用的電源連接器(14)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于數(shù)字電視同頻轉(zhuǎn)發(fā)的功率增強(qiáng)器系統(tǒng)，包括施主天線、塔頂放大器、功率增強(qiáng)器主機(jī)和重發(fā)天線，施主天線與塔頂放大器輸入端相連接；功率增強(qiáng)器主機(jī)由第一頻道濾波器、第二頻道濾波器、低噪聲放大器、中頻處理、功率放大單元、CPU控制單元以及電源所組成，第一頻道濾波器、低噪聲放大器、中頻處理、功率放大單元和第二頻道濾波器依次相連接，塔頂放大器與第一頻道濾波器的輸入端相連接，第二頻道濾波器的輸出端和重發(fā)天線相連接。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是使信號(hào)在同一頻率內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，適用數(shù)字電視同頻轉(zhuǎn)發(fā)功率增強(qiáng)器的不同頻段、不同的輸出功率。使用性能良好，能保證數(shù)字電視信號(hào)的質(zhì)量及盲區(qū)的信號(hào)覆蓋，使得數(shù)字電視信號(hào)不斷向前延伸。
文檔編號(hào)H04N5/38GK1700746SQ20051005039
公開(kāi)日2005年11月23日 申請(qǐng)日期2005年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月23日
發(fā)明者沈偉峰 申請(qǐng)人:浙江三維通信股份有限公司