專利名稱：地下空間無源中繼通信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域中的一種地下空間無源中繼通信系統(tǒng)，特別適用于地鐵、礦井、隧道、地下停車場等場合作中繼通信。
背景技術(shù)：
在地下空間無線通信中，例如地鐵通信、礦井通信、地下停車場、隧道等場合，現(xiàn)在國內(nèi)國外普遍使用的通信設(shè)備是漏泄電纜加有源中繼器，它主要由漏泄電纜、有源直放、電源系統(tǒng)和網(wǎng)管系統(tǒng)組成有源中繼通信系統(tǒng)，這種設(shè)備存在以下不足一是投資太大，漏纜一公里的價格在10萬元左右，有源中繼器一臺的價格在15萬元左右，以站距為兩公里地鐵為例，其通常的配置至少是四公里漏纜、四個有源中繼器，至少100萬元人民幣。二是這種方法組網(wǎng)復(fù)雜，并且還要配備一套網(wǎng)管系統(tǒng)，也要資金投入。三是它的管理、維修困難，在有些地下空間，比如地鐵，在行車作業(yè)中是不能進入修理的，只能安排在停運的夜間進行，為了保證不間斷運行，必須考慮備份，這又加大了工程的投入。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于避免上述背景技術(shù)中的不足之處而提供一種無源工作、成本低、投資少的地下空間無源中繼通信系統(tǒng)，并且本發(fā)明還具有電路結(jié)構(gòu)簡單、制造生產(chǎn)容易、性能穩(wěn)定、便于安裝維護等特點。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的它包括固定通信基站、功率分路合路器、低損耗電纜，移動通信基站，第1級至第5級固定無源中繼器、移動無源中繼器，其中固定通信基站通過低損耗電纜與功率分路合路器連接對信號功率分路或合路，功率分路合路器分成5路通信通道分別通過低損耗電纜與第1級至第5級固定無源中繼器連接、構(gòu)成程序接力串聯(lián)結(jié)構(gòu)式發(fā)送或接收信號，移動通信基站通過低損耗電纜與移動無源中繼器連接、接收或發(fā)送通信信號，移動無源中繼器通過無線傳輸方式與第1級至第5級固定無源中繼器按程序接力串聯(lián)結(jié)構(gòu)式接收信號或發(fā)送信號。
本發(fā)明每級固定無源中繼器或移動無源中繼器它包括分路合路器、第1至第10路移相器、第1至第10路激勵器，其中分路合路器對發(fā)送或接收信號進行分路或合路后分成1至10路信號通道分別通過電纜與第1至第10路移相器連接，第1至第10路移相器對發(fā)送或接收信號移相后分別通過電纜與第1至第10路激勵器連接，第1至第10路激勵器以無線傳輸方式發(fā)送或接收通信信號。
本發(fā)明固定無源中繼器的第1至第10路激勵器分別安裝在地下空間的左、右、頂部壁上，移動無源中繼器的第1至第10路激勵器分別安裝在移動車臺的左、右、頂部箱體上。
本發(fā)明低損耗固定無源中繼器或移動無源中繼器的激勵損耗小于漏泄電纜系統(tǒng)損耗中的耦合損耗，滿足無源中繼器場強覆蓋范圍。固定無源中繼器或移動無源中繼器的激勵損耗小于漏泄電纜系統(tǒng)損耗中的耦合損耗，滿足無源中繼器場強覆蓋范圍。
本發(fā)明相比背景技術(shù)具有如下優(yōu)點1、本發(fā)明固定無源中繼器或移動無源中繼器采用無電源工作，因此性能穩(wěn)定，便于安裝維護，甚至可無故障免維修運行，不需備份設(shè)備，減少了設(shè)備量和設(shè)備投資。
2、本發(fā)明成本價格低廉，投資小，不需要昂貴的漏纜，不需要網(wǎng)管系統(tǒng)，電源系統(tǒng)，因此可大大降低成本，使用戶經(jīng)濟能承受。
3、本發(fā)明固定或移動通信基站可采用已有的有源通信基站，因此電路結(jié)構(gòu)簡單，制造生產(chǎn)容易，固定或移動無源中繼器采用成熟電路部件，便于批量生產(chǎn)，推廣應(yīng)用。


圖1是本發(fā)明實施例電原理方塊圖。圖2是本發(fā)明每級固定無源中繼器或移動無源中繼器的電原理方塊圖。
圖1中1為固定通信基站、2為功率分路合路器，3-2至3-5為第1級至第5級固定無源中繼器、4為移動無源中繼器、5為移動通信基站、6為低損耗電纜。圖2中7為分路合路器、8-1至8-10為第1路至第10路移相器、9-1至9-10為第1路至第10路激勵器。
具體實施例方式
參照圖1、圖2，本發(fā)明包括固定通信基站1、功率分路合路器2、固定無源中繼器3、移動無源中繼器4、移動通信基站5、低損耗電纜6。實施例本發(fā)明按圖1連接線路。固定通信基站1和移動通信基站5其作用是發(fā)送或接收通信信號，實施例按鐵路隧道通信為例，固定通信基站1采用站臺上已有的固定通信基站，移動通信基站5采用機車車臺上已有的移動通信基站。固定通信基站1通過低損耗電纜6傳輸發(fā)送信號至功率分路合路器2，或接收功率分路合路器2合成后的通信信號。功率分路合路器2把發(fā)送信號分配成5路信號分別通過低損耗電纜6傳輸給5級固定無源中繼器3-1至3-5。或把5級固定無源中繼器3的接收信號合成一路通信信號傳輸至固定通信基站1，5級固定無源中繼器3構(gòu)成程序接力串聯(lián)結(jié)構(gòu)式發(fā)送或接收信號，其作用是為了進一步延伸固定無源中繼器3場強覆蓋范圍，延長在隧道內(nèi)的通信距離。實施例它可以根據(jù)隧道的長度不同設(shè)置不同級數(shù)的固定無源中繼器3。如果隧道的長度不超過2公里，它可以用一級固定無源中繼器3，不要經(jīng)過功率分配路合路器2，直接通過低損耗電纜6與固定通信基站1完成收發(fā)通信過程。移動通信基站5通過低損耗電纜6直接與移動無源中繼器4連接接收固定通信基站1信號或向固定通信基站1發(fā)送信號達到通信目的。
本發(fā)明低損耗電纜6的傳輸損耗小于漏泄電纜系統(tǒng)損耗的傳輸損耗，這樣保證固定或移動無源中繼器3或4與固定或移動通信基站1或5之間有最小的損耗，從而可以使它們得到最大的傳輸信號。實施例采用傳輸損耗足夠小的低損耗電纜滿足無源中繼能通信，低損耗電纜6采用市售通用的低損耗電纜制作。
本發(fā)明每級固定無源中繼器3或移動無源中繼器4它包括分路合路器7、10路移相器8-1或8-10、10路激勵器9-1至9-10，圖2是它們實施例電原理方塊圖，且按圖2連接線路。分路合路器7作用是把固定或移動通信基站1或5發(fā)送信號分成1至10路信號傳輸給1至10移相器8-1至8-10、或把1至10路移相器8輸入的接收信號合成1路信號輸入固定或移動通信基站1或5。移相器8的作用把各路發(fā)送信號移相后分別傳輸給10路激勵器9-1至9-10，或把10路激勵器9的接收信號移相后再傳輸給分路合路器7，移相后的信號可以克服特定條件下的同頻干擾，因為同頻信號在幅度相等、相位差為180度時才出現(xiàn)嚴重的同頻干擾，移相器8把各路同頻信號經(jīng)調(diào)相功能后使它們之間的相位差遠離180度，避免了同頻干擾，實施例分路合路器7、移相器8均采用市售通用部件制作。10路激勵器9-1至9-10作用是把接收信號電磁場轉(zhuǎn)換為電信號、輸入給各路對應(yīng)移相器8接收、或把各路移相器8需發(fā)送信號由各路激勵器9轉(zhuǎn)換為電磁信號發(fā)送出去。本發(fā)明激勵器9的激勵損耗小于漏泄電纜系統(tǒng)損耗中的耦合損耗，滿足無源中繼器場強覆蓋范圍，實施例激勵器9采用自制的平板天線激勵器制作，使它的激勵損耗足夠小，滿足場強覆蓋范圍。
本發(fā)明每級固定無源中繼器3的第1至第10路激勵器9-1至9-10分別安裝在地下空間(如隧道)的左、右、頂部壁上，移動無源中繼器4的第1至第10路激勵器9-1至9-10分別安裝在移動車臺的左、右、頂部箱體上，以保證充分利用有效反射空間，由于在地下空間空間波的反射損耗反比于隧道的橫截面面積。實施例一般隧道壁較低激勵器9安裝在離地面距離為2米，較高的激勵器安裝在離地面高度為4米。且根據(jù)地下空間的大小，選擇激勵器9需用的路數(shù)，地下空間較小(如隧道)一般選擇3路激勵器9、3路移相器即能滿足通信要求。
本發(fā)明安裝結(jié)構(gòu)如下固定通信基站1利用已有設(shè)備安裝在站臺上，移動通信基站5利用已有設(shè)備安裝在機車車臺(或移動目標)上。固定或移動無源中繼器3或4中的分路合路器7、移相器8安裝在一個尺寸長×寬×高為500×400×40毫米的主機箱內(nèi)，主機箱的面板上安裝有與基站(或功率分配合成器)連接的電纜插座和與激勵器9連接插座。固定無源中繼器3的主機箱安裝在隧道內(nèi)，各路激勵器9安裝隧道左、右、頂部壁上，移動無源中繼器4的主機箱安裝在機車上，各路激勵器9安裝在機車車臺左、右、頂部車箱上，按圖1、圖2通過低損耗電纜6連接成本發(fā)明無源中通信系統(tǒng)。
本發(fā)明簡要工作原理如下當固定通信基站1發(fā)信機發(fā)信時，經(jīng)低損耗電纜6、功率分路合路器2把信號傳輸給固定無源中繼器3，固定無源中繼器3經(jīng)分路、移相后再由激勵器9把信號發(fā)送出去。發(fā)送出去的信號由移動無源中繼器4中的激勵器9接收，轉(zhuǎn)換成電信號后經(jīng)移相、分路合路器合路后通過低損耗電纜6、傳輸給移動通信基站5接收。移動通信基站5發(fā)信過程同上述固定通信基站1的發(fā)信過程，達到地下空間通信目的。
權(quán)利要求
1.一種地下空間無源中繼通信系統(tǒng)，它包括固定通信基站、功率分路合路器、低損耗電纜，移動通信基站，其特征在于還包括第1級至第5級固定無源中繼器、移動無源中繼器，其中固定通信基站通過低損耗電纜與功率分路合路器連接對信號功率分路或合路，功率分路合路器分成5路通信通道分別通過低損耗電纜與第1級至第5級固定無源中繼器連接、構(gòu)成程序接力串聯(lián)結(jié)構(gòu)式發(fā)送或接收信號，移動通信基站通過低損耗電纜與移動無源中繼器連接、接收或發(fā)送通信信號，移動無源中繼器通過無線傳輸方式與第1級至第5級固定無源中繼器按程序接力串聯(lián)結(jié)構(gòu)式接收信號或發(fā)送信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地下空間無源中繼通信系統(tǒng)，其特征在于每級固定無源中繼器或移動無源中繼器它包括分路合路器、第1至第10路移相器、第1至第10路激勵器，其中分路合路器對發(fā)送或接收信號進行分路或合路后分成1至10路信號通道分別通過電纜與第1至第10路移相器連接，第1至第10路移相器對發(fā)送或接收信號移相后分別通過電纜與第1至第10路激勵器連接，第1至第10路激勵器以無線傳輸方式發(fā)送或接收通信信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的地下空間無源中繼通信系統(tǒng)，其特征在于每級固定無源中繼器的第1至第10路激勵器分別安裝在地下空間的左、右、頂部壁上，移動無源中繼器的第1至第10路激勵器分別安裝在移動車臺的左、右、頂部箱體上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的地下空間無源中繼通信系統(tǒng)，其特征在于固定無源中繼器或移動無源中繼器的激勵損耗小于漏泄電纜系統(tǒng)損耗中的耦合損耗，滿足無源中繼器場強覆蓋范圍。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的地下空間無源中繼通信系統(tǒng)，其特征在于固定無源中繼器或移動無源中繼器的激勵損耗小于漏泄電纜系統(tǒng)損耗中的耦合損耗，滿足無源中繼器場強覆蓋范圍。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種地下空間無源中繼通信系統(tǒng)，它涉及通信領(lǐng)域中地下空間進行通信的中繼設(shè)備。它由固定或移動通信基站、固定或移動無源中繼器、功率分配合成器、低損耗電纜等部件組成。它依據(jù)堵車時遂道中波導型波傳輸系數(shù)與隧道橫截面大小的關(guān)系，在隧道和機車上同時安裝無源中繼器，能夠有效利用隧道的有效空間，從而實現(xiàn)電波在地下空間中具有最小的傳輸損耗，達到在隧道中通信的目的。且本發(fā)明還具有無源中繼工作，成本低，投資小，電路結(jié)構(gòu)簡單，制造生產(chǎn)容易，性能穩(wěn)定，便于安裝維護等優(yōu)點，特別適用于地鐵、礦井、隧道、地下停車場等場合作無源中繼通信設(shè)備。
文檔編號H04B7/145GK1561014SQ20041001217
公開日2005年1月5日 申請日期2004年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月4日
發(fā)明者吳蔚英, 楊為華, 成傳湘 申請人:中國電子科技集團公司第五十四研究所