專利名稱：土壤載波廣播與通訊系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通信系統(tǒng)，更確切地說是涉及一種地波傳輸通訊系統(tǒng)。
目前，國(guó)內(nèi)廣大農(nóng)村經(jīng)濟(jì)不發(fā)展地區(qū)的通訊、廣播仍處于十分落后的狀況，現(xiàn)階段無論是發(fā)展無線通訊還是有線通訊都有經(jīng)費(fèi)不足的困難，其中無線通訊還受到國(guó)家對(duì)頻率控制的限制，而有線通訊又需設(shè)立專桿、專線建立傳輸網(wǎng)，對(duì)于居住地分散、地域廣闊且交通不便的鄉(xiāng)村，不僅投資太大且易受自然及人為破壞，維護(hù)工作也相當(dāng)困難。
利用波長(zhǎng)1000米-10000米、頻率30-300KHZ的無線電波進(jìn)行的通信稱為長(zhǎng)波通信，長(zhǎng)波通信的特點(diǎn)是以地波方式傳播，穿透海水及土壤的能力很強(qiáng)，傳播穩(wěn)定可靠，受氣象變化影響較小等，長(zhǎng)波通信的主要缺點(diǎn)是頻帶窄、通信容量小，因此現(xiàn)有的長(zhǎng)波通信一般應(yīng)用于水下通信、地下通信等。
本發(fā)明的目的是充分利用長(zhǎng)波通信不必挖坑、埋桿、架線的優(yōu)點(diǎn)，為農(nóng)村邊遠(yuǎn)地區(qū)的鄉(xiāng)(鎮(zhèn))、村以最低投資、最快速度解決通信與廣播的需要問題，所設(shè)計(jì)的土壤載波廣播與通信系統(tǒng)可盡快實(shí)現(xiàn)“村村通電話、戶戶通廣播”的發(fā)展目標(biāo)。
本發(fā)明的土壤載波廣播與通信系統(tǒng)，包括用戶端設(shè)備、交換站設(shè)備和傳輸線，其特征在于所述的用戶端設(shè)備包括由通信接收天線、接收解調(diào)器、電話單機(jī)、發(fā)送調(diào)制器、緩沖放大器、功率放大器順序連接構(gòu)成的用戶通訊接收與發(fā)送裝置和由廣播接收天線、廣播接收解調(diào)器、功率放大器、喇叭順序連接構(gòu)成的用戶廣播接收裝置；所述的交換站設(shè)備包括接收天線、由一個(gè)廣播通路和一個(gè)以上的通信通路構(gòu)成的接收解調(diào)器、與廣播通路及通信通路數(shù)對(duì)應(yīng)的電話交換機(jī)、廣播與多路通信發(fā)送調(diào)制器、緩沖放大器、功率放大器、廣播信號(hào)主振及緩沖放大器、通信信號(hào)主振及緩沖放大器和廣播接口；接收天線連接接收解調(diào)器，廣播接口經(jīng)接收解調(diào)器的廣播通路連接廣播信號(hào)主振及緩沖放大器，接收解調(diào)器的通信通路連接通信信號(hào)主振及緩沖放大器，廣播信號(hào)主振及緩沖放大器輸出、通信信號(hào)主振及緩沖放大器輸出和電話交換機(jī)輸出分別接廣播與多路通信發(fā)送調(diào)制器，廣播與多路通信發(fā)送調(diào)制器輸出順序連接緩沖放大器與功放器；所述的傳輸線包括位于用戶端設(shè)備側(cè)的兩根入地地傳線和位于交換站設(shè)備側(cè)的兩根入地地傳線，分別由所述功放器的兩輸出端引出，一根地傳線是埋在土壤中、由鐵絲盤成的園環(huán)，另一根地傳線由地面部分傳輸線連接土壤部分地傳天線構(gòu)成，地面部分傳輸線長(zhǎng)λ/n，土壤部分地傳天線由一根以上長(zhǎng)度大于100米的閉路電視線并聯(lián)并按園環(huán)盤成螺旋圈狀。
所述的用戶端設(shè)備還包括一受話監(jiān)測(cè)器，連接在所述的接收解調(diào)器與發(fā)送調(diào)制器之間；所述交換站設(shè)備還包括一發(fā)訊監(jiān)測(cè)器和一受話監(jiān)測(cè)器，受話監(jiān)測(cè)器與所述接收解調(diào)器的通信通路連接，發(fā)訊監(jiān)測(cè)器連接所述的廣播與多路通信發(fā)送調(diào)制器。
所述用戶端設(shè)備的接收解調(diào)器或交換站設(shè)備的接收解調(diào)器或廣播接收解調(diào)器由調(diào)諧接收電路、至少一級(jí)選頻直放電路、第一帶通濾波器、至少一級(jí)選頻直放電路、二倍頻電路、第二帶通濾波器、三倍頻電路和解調(diào)器順序連接構(gòu)成。
所述的通信接收天線及廣播接收天線是一長(zhǎng)20-30厘米的單股或多股線；所述的由鐵絲盤成的園環(huán)直徑3米，深入土壤2米；所述的傳輸線是長(zhǎng)λ/2米的閉路電視線；所述的地傳天線是6-8根并聯(lián)且端頭密封的閉路電視線，深入土壤0.3-30米。
本發(fā)明選用144.5-285.5KHZ頻段(ITU指定的廣播業(yè)務(wù)用頻段)并分成16個(gè)頻點(diǎn)，其中一個(gè)頻點(diǎn)用于廣播發(fā)送及多點(diǎn)接收，15個(gè)頻點(diǎn)用于電話通信，一個(gè)電話用戶分配一個(gè)頻點(diǎn)(可將一個(gè)頻點(diǎn)分配給1-4個(gè)電話用戶，15個(gè)頻點(diǎn)就可裝60部電話)。采用多頻點(diǎn)調(diào)制發(fā)送與多頻點(diǎn)接收解調(diào)技術(shù)完成15個(gè)用戶的通信及任意多個(gè)用戶的廣播接收需要，當(dāng)電話交換機(jī)與當(dāng)?shù)剜]電通訊網(wǎng)連接后還可實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)有通信網(wǎng)其他用戶間的通信。
下面結(jié)合一個(gè)含有16門用戶電話交換機(jī)的土壤載波廣播與通訊系統(tǒng)實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)。


圖1.土壤載波廣播與通訊系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框2.發(fā)送調(diào)制器實(shí)施電路3.接收解調(diào)器實(shí)施電路圖之一圖4.接收解調(diào)器實(shí)施電路圖之二參見圖1，用戶端設(shè)備包括通信接收天線106、接收解調(diào)器101、電話單機(jī)102、發(fā)送調(diào)制器103、緩沖放大器110、功率放大器104、受話監(jiān)測(cè)器105、廣播接收天線111、廣播接收解調(diào)器107、功率放大器108和喇叭109。功率放大器104輸出兩端分別接地傳線32及由傳輸線31與地傳天線33連接構(gòu)成的地傳線。圖中接收天線106、111可采用20-30厘米的單股或多股塑料導(dǎo)線，地傳線32可用8#鐵絲盤成直徑3米的環(huán)埋在深2米的地下構(gòu)成地網(wǎng)線(工作保護(hù)地網(wǎng))。傳輸線31長(zhǎng)度按λ/n選取(n＝1-10)，以λ/2為最佳，可采用多股鋁鋼膠線，地傳天線33可用6-8根長(zhǎng)度大于100米的-5閉路電視線，并聯(lián)連接且端頭密封后在深0.3～30米的地下盤成螺旋狀(地下絕緣網(wǎng))。圖中省去電源部分。
廣播接收天線111接收到廣播調(diào)幅信號(hào)經(jīng)解調(diào)還原成廣播音頻，再經(jīng)功放108送揚(yáng)聲器109，廣播接收用戶可以有任意多個(gè)，只要處于可接收到土壤載波信號(hào)的區(qū)域內(nèi)都可設(shè)置廣播接收設(shè)備。
通信接收天線106接收的通信調(diào)頻信號(hào)經(jīng)解調(diào)后還原成通信信號(hào)(振鈴、話音等)，一路送電話單機(jī)102，另一路送受話監(jiān)測(cè)器105；用戶的通信信號(hào)送發(fā)送調(diào)制器103，一方面產(chǎn)生調(diào)制載頻(頻控)另一方面對(duì)通信信號(hào)進(jìn)行頻率調(diào)制，再經(jīng)緩沖放大器110、功放104后送地傳天線，受話監(jiān)測(cè)器105同時(shí)還可監(jiān)測(cè)用戶的調(diào)制載頻。
交換站設(shè)備包括接收天線211、由1個(gè)廣播通路和15個(gè)通信通路構(gòu)成的接收解調(diào)器201、16門電話交換機(jī)202、廣播與通信發(fā)送調(diào)制器203、廣播信號(hào)主振及緩沖放大器208、通信信號(hào)主振及緩沖放大器206、緩沖放大器204、功率放大器205，廣播接口207、發(fā)訊監(jiān)測(cè)器210和受話監(jiān)測(cè)器209，圖中40為電信局電話網(wǎng)，功率放大器205輸出兩端分別接地傳線34及由傳輸線35與地傳天線36連接構(gòu)成的地傳線。兩地傳線的結(jié)構(gòu)同用戶端，不再贅述，實(shí)施例在發(fā)送功率為10-15W時(shí)的通信范圍為一半徑約4公里的區(qū)域。
廣播信號(hào)經(jīng)廣播接口207、接收解調(diào)器201的一個(gè)廣播通路送電話交換機(jī)202(其中一個(gè)門為廣播專用)，再經(jīng)電話交換機(jī)202送廣播與通信發(fā)送調(diào)制器203，接收解調(diào)器201的廣播通路同時(shí)觸發(fā)廣播信號(hào)主振及緩沖放大器208，使產(chǎn)生廣播載頻送調(diào)制器203進(jìn)行幅度調(diào)制。
天線211接收的通信信號(hào)經(jīng)接收解調(diào)器201解調(diào)還原成1/15通信信號(hào)送電話交換機(jī)202進(jìn)行選擇交換，然后送發(fā)送調(diào)制器203(也可形成中繼線路進(jìn)入電信局電話網(wǎng)40)，接收解調(diào)器201的相應(yīng)通信通路同時(shí)觸發(fā)通信信號(hào)主振及緩沖放大器206，使產(chǎn)生相應(yīng)用戶的通信載頻(頻控)送調(diào)制器203進(jìn)行頻率調(diào)制，調(diào)制后的信號(hào)經(jīng)緩沖放大204、功率放大205送地傳線發(fā)射形成地波。210用于監(jiān)測(cè)發(fā)訊、209則用于監(jiān)測(cè)受話。
參見圖2，調(diào)制集成片IC1(LM566CN)及其外圍元件構(gòu)成調(diào)制器，載頻由其內(nèi)部電路產(chǎn)生，調(diào)節(jié)外接電容、電阻可改變載頻。集成載頻放大器IC2(TA7240AP)及其外圍元件構(gòu)成一級(jí)緩沖放大器，晶體三極管T1、T2及其外圍元件接成推挽功率放大電路。
通信與廣播的音頻信號(hào)由IC1的5腳輸入，經(jīng)與載頻混頻調(diào)制后送IC2的信號(hào)輸入腳6，由其信號(hào)輸出腳8、12分別通過電位器送T1、T2基極，推挽放大信號(hào)經(jīng)變壓器輸出形成地波發(fā)送。
土壤載波廣播與通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)是地波接收，通常的接收電路采用外差方式，由于外差式技術(shù)中有本振電路，其本身就構(gòu)成了一個(gè)干擾源。此外，在144.5-285.5的頻段內(nèi)還有增益低、易自激、集成器件屏蔽不好等問題，因而不能實(shí)現(xiàn)接收靈敏度與選擇性等指標(biāo)。
本發(fā)明將外差式接收改進(jìn)成直放式接收并進(jìn)行多次變頻從而解決了指標(biāo)要求。圖3示出一種接收電路實(shí)施例，圖4示出另一種接收電路實(shí)施例。
參見圖3，為166KHZ頻點(diǎn)的接收電路，其余頻點(diǎn)的接收電路有相同的電路結(jié)構(gòu)，但元件參數(shù)不同。
接收天線T、線圈L、電容C等構(gòu)成166KHZ的調(diào)諧式接收電路，晶體三極管T1及其外圍元件構(gòu)成第一級(jí)選頻直放電路，晶體三極管T2及其外圍元件構(gòu)成第二級(jí)選頻直放電路，晶體三極管T3及其外圍元件構(gòu)成第三級(jí)選頻直放電路，B1為第一級(jí)帶通濾波器，晶體三極管T4、T5及其外圍元件構(gòu)成第四級(jí)選頻直放電路，晶體三極管T6及其外圍元件構(gòu)成二倍頻電路(332KHZ)，B2為第二級(jí)帶通濾波器，晶體三極管T7、T8及其外圍元件構(gòu)成三倍頻電路(498KHZ)，可由A點(diǎn)輸出載頻信號(hào)，由B點(diǎn)輸出檢波信號(hào)，電阻R1有增益自動(dòng)控制作用。采用選頻直放電路及三次變頻電路，使輸入靈敏度達(dá)到0.5mV/米，檢波輸出500mV，包絡(luò)波形150-10000±3dB，信噪比-36dB。圖3電路一般用于廣播接收解調(diào)。
參見圖4，也以166KHZ頻點(diǎn)接收為例，與圖3電路的不同處是接收調(diào)諧電路后只有兩次變頻，由C點(diǎn)輸出332KHZ的調(diào)制信號(hào)。
集成片IC3(CC4046)及其外圍元件構(gòu)成解調(diào)電路，音頻信號(hào)由電阻器W輸出。IC4為編碼器，IC5為模/數(shù)變換電路、IC6為譯碼驅(qū)動(dòng)電路，LCD為液晶顯示器，IC4、IC5、IC6及LCD一起構(gòu)成受話監(jiān)測(cè)器(105或209)。
IC4可預(yù)設(shè)一種編碼狀態(tài)與用戶對(duì)應(yīng)，以選擇A/D變換器IC5的工作狀態(tài)，LCD顯示器可顯示用戶受話狀態(tài)、用戶載頻等。
本發(fā)明的土壤載波廣播與通訊系統(tǒng)，通過精心設(shè)計(jì)發(fā)送調(diào)制電路、接收解調(diào)電路和地傳線，克服了已有地波通信技術(shù)的不足，而提供了一種適于邊遠(yuǎn)農(nóng)村鄉(xiāng)、鎮(zhèn)、村的廣播與通信系統(tǒng)，雖有地波傳輸效率低的缺點(diǎn)，但與有線廣播與通信相比較，仍有其獨(dú)到的優(yōu)點(diǎn)。廣播與通信容納于同一系統(tǒng)內(nèi)互不干擾，系統(tǒng)初期投資及常年維護(hù)費(fèi)用可比有線廣播與電話節(jié)約80％左右的資金，可實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)、鎮(zhèn)、村廣播電視站以站養(yǎng)站的要求，減輕地方財(cái)政及農(nóng)民負(fù)擔(dān)，實(shí)施本系統(tǒng)可解決農(nóng)村建網(wǎng)籌資難、網(wǎng)絡(luò)維護(hù)難、喇叭與電話入戶難的現(xiàn)實(shí)問題，從而實(shí)現(xiàn)“村村通電話、戶戶通廣播、早日現(xiàn)代化、提前進(jìn)小康”的農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)。該系統(tǒng)還可用于工廠、礦山、學(xué)校及有關(guān)團(tuán)體的內(nèi)、外部通信及廣播。
權(quán)利要求
1.一種土壤載波廣播與通信系統(tǒng)，包括用戶端設(shè)備、交換站設(shè)備和傳輸線，其特征在于所述的用戶端設(shè)備包括由通信接收天線、接收解調(diào)器、電話單機(jī)、發(fā)送調(diào)制器、緩沖放大器、功率放大器順序連接構(gòu)成的用戶通訊接收與發(fā)送裝置和由廣播接收天線、廣播接收解調(diào)器、功率放大器、喇叭順序連接構(gòu)成的用戶廣播接收裝置；所述的交換站設(shè)備包括接收天線、由一個(gè)廣播通路和一個(gè)以上的通信通路構(gòu)成的接收解調(diào)器、與廣播通路及通信通路數(shù)對(duì)應(yīng)的電話交換機(jī)、廣播與多路通信發(fā)送調(diào)制器、緩沖放大器、功率放大器、廣播信號(hào)主振及緩沖放大器、通信信號(hào)主振及緩沖放大器和廣播接口；接收天線連接接收解調(diào)器，廣播接口經(jīng)接收解調(diào)器的廣播通路連接廣播信號(hào)主振及緩沖放大器，接收解調(diào)器的通信通路連接通信信號(hào)主振及緩沖放大器，廣播信號(hào)主振及緩沖放大器輸出、通信信號(hào)主振及緩沖放大器輸出和電話交換機(jī)輸出分別接廣播與多路通信發(fā)送調(diào)制器，廣播與多路通信發(fā)送調(diào)制器輸出順序連接緩沖放大器與功放器；所述的傳輸線包括位于用戶端設(shè)備側(cè)的兩根入地地傳線和位于交換站設(shè)備側(cè)的兩根入地地傳線，分別由所述功放器的兩輸出端引出，一根地傳線是埋在土壤中、由鐵絲盤成的園環(huán)，另一根地傳線由地面部分傳輸線連接土壤部分地傳天線構(gòu)成，地面部分傳輸線長(zhǎng)λ/n，土壤部分地傳天線由一根以上長(zhǎng)度大于100米的閉路電視線并聯(lián)并按園環(huán)盤成螺旋圈狀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的土壤載波廣播與通信系統(tǒng)，其特征在于所述的用戶端設(shè)備還包括一受話監(jiān)測(cè)器，連接在所述的接收解調(diào)器與發(fā)送調(diào)制器之間；所述交換站設(shè)備還包括一發(fā)訊監(jiān)測(cè)器和一受話監(jiān)測(cè)器，受話監(jiān)測(cè)器與所述接收解調(diào)器的通信通路連接，發(fā)訊監(jiān)測(cè)器連接所述的廣播與多路通信發(fā)送調(diào)制器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的土壤載波廣播與通信系統(tǒng)，其特征在于所述用戶端設(shè)備的接收解調(diào)器或交換站設(shè)備的接收解調(diào)器或廣播接收解調(diào)器由調(diào)諧接收電路、至少一級(jí)選頻直放電路、第一帶通濾波器、至少一級(jí)選頻直放電路、二倍頻電路、第二帶通濾波器、三倍頻電路和解調(diào)器順序連接構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的土壤載波廣播與通信系統(tǒng)，其特征在于所述的通信接收天線及廣播接收天線是一長(zhǎng)20-30厘米的單股或多股線；所述的由鐵絲盤成的園環(huán)直徑3米，深入土壤2米；所述的傳輸線是長(zhǎng)λ/2米的閉路電視線；所述的地傳天線是6-8根并聯(lián)且端頭密封的閉路電視線，深入土壤0.3-30米。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種地波傳輸通信系統(tǒng)，由用戶端設(shè)備、交換站設(shè)備及兩側(cè)的地傳線構(gòu)成。用戶端設(shè)備主要包括由接收解調(diào)器、電話機(jī)、發(fā)送調(diào)制器等構(gòu)成的用戶通訊接收與發(fā)送裝置和由廣播接收解調(diào)器、喇叭等構(gòu)成的用戶廣播接收裝置。交換站設(shè)備主要包括電話交換機(jī)、由廣播通路和通信通路構(gòu)成的接收解調(diào)器及廣播與通信的發(fā)送調(diào)制器。一地傳線是直接接地線，另一地傳線由地面部分傳輸線和地下部分地傳天線構(gòu)成。比有線系統(tǒng)投資少，見效快。
文檔編號(hào)H04B1/38GK1144425SQ9610526
公開日1997年3月5日 申請(qǐng)日期1996年5月28日 優(yōu)先權(quán)日1996年5月28日
發(fā)明者李萬良 申請(qǐng)人:李萬良