一种多信道漏泄通信系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种多信道漏泄通信系统，包括直流稳压电源、基地电台、天线共用器、天线、双向中继器、功率分配器和漏泄电缆。直流稳压电源输出端分别与基地电台和天线共用器的电源输入端相连；天线共用器分别与基地电台、天线交互式连接；天线共用器通过漏泄电缆与双向中继器交互式连接。天线共用器分别与基地电台、天线交互式连接。天线共用器包括同轴隔离器、合路器、耦合器、双工器、射频放大器和分路器。双向中继器通过漏泄电缆和功率分配器或中继器交互式连接。本实用新型实现了多个信道通过同一根漏泄电缆向井下各巷道传输，并实现了井巷网络信号全覆盖。这不仅减少了网络组件成本，还大大加强了系统的灵活性、实用性和经济性。
【专利说明】一种多信道漏泄通信系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种多信道漏泄通信系统。
【背景技术】
[0002]随着国家对煤矿信息化建设的日益重视和对煤矿安全监管的日益加强，我国煤矿逐渐走向了信息化和安全化，这使得矿井下的各类传感、执行和通信设备应用越来越广泛。目前，在矿井下所用的移动通信设备主要有漏泄通信系统及WIFI宽带通信。由于组建漏泄通信系统网络的成本较低，技术难度不大，通信覆盖范围广，所以漏泄通信系统是煤矿井下移动通信所采用的主要通信方式。
[0003]随着业务的发展，为了实现井下与井上的互通和井下多层工作面业务的必要通信，对漏泄通信提出了更高的要求。现有的煤矿井下移动通信的漏泄通信仍然以单信道通信为主。在现有的单信道漏泄通信网络中，同一时间只能实现一对用户相互通信，其他用户必须排队等待。这在信道拥挤的情况下无法满足高效、快速通信的需求。若要同一时间实现多个一对一的通信，网络建设成本巨大。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的在于提供一种多信道漏泄通信系统，该系统能够实现多个信道共用一根漏泄电缆进行双向通信，这不仅大大减少了网络建设成本，还提高了通信质量。
[0005]为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案:一种多信道漏泄通信系统，包括直流稳压电源、基地电台、天线共用器、天线、双向中继器、功率分配器和漏泄电缆。所述的基地电台包括基地电台发射机和基地电台接收机。所述的天线共用器的输入端与基地电台发射机的输出端相连，所述的天线共用器的输出端与基地电台接收机的输入端相连。所述的直流稳压电源其输出端分别与基地电台和天线共用器的电源输入端相连；所述的天线共用器分别与基地电台、天线交互式连接；所述的天线共用器通过漏泄电缆与双向中继器交互式连接。所述的功率分配器根据网络情况可选。通过采用天线共用器，实现了多个基地电台共用一根深入井下的漏泄电缆，这不仅大大减少了铺设成本，还提高了无线信号覆盖范围及通信质量。
[0006]具体地说，直流稳压电源输出12V直流电压给基地电台发射机和接收机，输出18V直流电压给天线共用器。在天线共用器中设有一个馈电模块，天线共用器通过该馈电模块输出18V直流电压到漏泄电缆，为井下的双向中继器和功率分配器等提供工作电源。在本实用新型中，基地电台假设为4组，即设漏泄通信系统为4信道。天线的作用是用来辐射和接收电磁波，将已调载波的能量变成电磁波向所需要的方向有效的传送出去；天线不仅可以增大发射机发射到空间某点的场强和接收机接收空间电磁波的能力，还能够识别电磁波并抗干扰。双向中继器的作用是将天线共用器发送来的信号进行放大，然后沿漏泄电缆向井巷深处辐射，同时将井巷深处接收的信号放大传送到天线共用器；双向中继器可将无线信号双向放大，用以补偿射频信号在漏泄电缆中的传输损耗。漏泄电缆的作用是将来自于天线共用器的射频信号在其周围形成一个均匀磁场，同时将信号传输至下一级双向中继器。漏泄电缆传输频段较宽，既能通话，又能传输各种数据信息，具有信号覆盖均匀、应用范围广、传输性能稳定等特点。
[0007]所述的天线共用器通过高频电缆分别与基地电台、天线交互式连接。通过使用高频电缆传输信号，可以大大减少信号的传输损耗，提高系统的通信质量。
[0008]进一步的，所述的天线共用器包括同轴隔离器、合路器、耦合器、天线双工器、电缆双工器、射频放大器和分路器。所述的同轴隔离器的输入端与基地电台发射机的输出端相连，输出端与合路器的输入端相连，合路器的输出端与I禹合器的输入端相连；I禹合器的输出端分别与天线双工器和电缆双工器的输入端相连；天线双工器和天线交互式连接，电缆双工器与漏泄电缆交互式连接，天线双工器和电缆双工器的输出端均与射频放大器的输入端相连；射频放大器的输出端与分路器的输入端相连，分路器的输出端与基地电台接收机的输入端相连。所述的同轴隔离器的输入端通过高频电缆与基地电台发射机的输出端相连，所述的分路器通过高频电缆与基地电台接收机的输入端相连。
[0009]具体地说，合路器可以将多路信号合为一路进行传输，且不损坏信号传输质量。分路器可以将一路信号分为多路进行传输，且不损坏信号传输质量。耦合器能够将输入信号功率分为一路大功率信号和一路小功率信号，分别输出至天线双工器和电缆双工器。双工器的作用是将输入和输出信号相隔离，保证输入和输出都能同时正常工作。双工器是由两组不同频率的阻带滤波器组成，能够有效避免本机发射信号传输到接收机。通过使用同轴隔离器、合路器、分路器、耦合器、天线双工器和电缆双工器的共同作用，实现了多个信道信号的双向、无干扰传输。
[0010]进一步的，根据网络情况，可以将所述的双向中继器通过漏泄电缆和功率分配器交互式连接，所述的功率分配器通过漏泄电缆和下一级双向中继器交互式连接；在不需要功率分配器进行功率分配的地方，可以将双向中继器通过漏泄电缆与下一级双向中继器直接相连。所述的下一级双向中继器用于在功率分配器将信号分路后，将信号放大保证信号能够向井巷深处辐射。功率分配器不仅能将漏泄电缆中的信号进行分路，从而将无线信号引入分支巷道，使通信系统适应巷道结构并实现信号的全面覆盖，还可以用于链路中补偿电源的接入。根据进行巷道的分布情况，在井巷分支处设置功率分配器，由于功率分配器具有良好的阻抗匹配性，不仅能够实现信号的全面覆盖，还能够通过双向中继器保证信号的传输质量。
[0011]由以上技术方案可知，本实用新型通过设置天线共用器实现了多个信道通过同一根漏泄电缆向井下各巷道传输，并通过双向中继器和漏泄电缆实现了井巷网络信号全覆盖。这不仅减少了网络组件成本，还大大加强了系统的灵活性、实用性和经济性。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是本实用新型的系统图；
[0013]图2是本实用新型的工作原理图。
[0014]其中:
[0015]1、直流稳压电源，2、基地电台，3、天线共用器，4、天线，5、漏泄电缆，6、双向中继器，7、功率分配器，8、第二级漏泄电缆，9、第二级双向中继器，21、基地电台发射机，22、基地电台接收机，31、合路器，32、耦合器，33、天线双工器，34、分路器，35、射频放大器，36、电缆双工器，37、同轴隔离器。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图对本实用新型做进一步说明:
[0017]如图1所示的一种多信道漏泄通信系统，包括直流稳压电源1、基地电台2、天线共用器3、天线4、双向中继器6和漏泄电缆5。所述的基地电台2包括基地电台发射机21和基地电台接收机22。所述的天线共用器3的输入端与基地电台发射机21的输出端相连，所述的天线共用器3的输出端与基地电台接收机22的输入端相连。所述的直流稳压电源I其输出端分别与基地电台2和天线共用器3的电源输入端相连。所述的天线共用器3分别与基地电台2、天线4交互式连接。所述的天线共用器3通过漏泄电缆5与双向中继器6交互式连接。通过采用天线共用器3，实现了多个基地电台2共用一根深入井下的漏泄电缆5，这不仅大大减少了铺设成本，还提高了无线信号覆盖范围及通信质量。
[0018]具体地说，直流稳压电源I输出12V直流电压给基地电台发射机21和基地电台接收机22，输出18V直流电压给天线共用器3。在天线共用器3中设有一个馈电模块，天线共用器3通过该馈电模块输出18V直流电压到漏泄电缆5，为井下的双向中继器和功率分配器7等提供工作电源。在本实用新型中，基地电台2假设为4组，即设漏泄通信系统为4信道。功率分配器设置为I个，双向中继器设置为2级。可根据实际需要，设置不同数量的基地电台、功率分配器和双向中继器。天线4的作用是用来辐射和接收电磁波，将已调载波的能量变成电磁波向所需要的方向有效的传送出去；天线不仅可以增大发射机发射到空间某点的场强和接收机接收空间电磁波的能力，还能够识别电磁波并抗干扰。双向中继器6的作用是将天线共用器3发送来的信号进行放大，然后沿漏泄电缆5向井巷深处辐射，同时将井巷深处输出的信号放大传送到天线共用器3 ;双向中继器6可将无线信号双向放大，用以补偿射频信号在漏泄电缆中的传输损耗。漏泄电缆5的作用是将来自于天线共用器的射频信号在其周围形成一个均匀磁场，同时将信号传输至下一级双向中继器。漏泄电缆传输频段较宽，既能通话，又能传输各种数据信息，具有信号覆盖均匀、应用范围广、传输性能稳定等特点。
[0019]所述的天线共用器3通过高频电缆分别与基地电台2、天线4交互式连接。通过使用高频电缆传输信号，可以大大减少信号的传输损耗，提高系统的通信质量。
[0020]进一步的，如图2所示，所述的天线共用器3包括同轴隔离器37、合路器31、耦合器32、天线双工器33、电缆双工器36、射频放大器35和分路器34。所述的同轴隔离器37的输入端与基地电台发射机21的输出端相连，输出端与合路器31的输入端相连,所述的合路器31的输出端与耦合器32的输入端相连。耦合器32的输出端分别与天线双工器33和电缆双工器36的输入端相连。天线双工器33和天线4通过高频电缆交互式连接。电缆双工器36与漏泄电缆5交互式连接。天线双工器33和电缆双工器36的输出端均与射频放大器35的输入端相连。射频放大器35的输出端与分路器34的输入端相连,分路器34的输出端与基地电台接收机22的输入端相连。所述的同轴隔离器31的输入端通过高频电缆与基地电台发射机21的输出端相连，所述的分路器34通过高频电缆与基地电台接收机22的输入端相连。[0021]具体地说，合路器31可以将多路信号合为一路进行传输，且不损坏信号传输质量。分路器34可以将一路信号分为多路进行传输，且不损坏信号传输质量。耦合器32能将输入信号分为一路大功率信号和一路小功率信号，分别传送至天线双工器33和电缆双工器36。双工器的作用是将输入和输出信号相隔离，保证输入和输出都能同时正常工作。双工器它是由两组不同频率的阻带滤波器组成，能够有效避免本机发射信号传输到接收机。通过使用合路器31、分路器34、耦合器32、天线双工器33和电缆双工器36的共同作用，实现了多个信道信号的双向、无干扰传输。
[0022]进一步的，根据网络情况，可以将所述的双向中继器6通过漏泄电缆和功率分配器7交互式连接，所述的功率分配器7通过第二级漏泄电缆8和第二级双向中继器9交互式连接。所述的第二级双向中继器9用于在功率分配器7将信号分路后，保证信号能够向井巷深处辐射。功率分配器7不仅能将漏泄电缆中的信号进行分路，从而将无线信号引入分支巷道，使通信系统适应巷道结构并实现信号的全面覆盖，还可以用于链路中补偿电源的接入。根据进行巷道的分布情况，在不同位置设置功率分配器7，不仅能够实现信号的全面覆盖，还能够通过双向中继器保证信号的传输质量。根据网络情况，也可以将双向中继器通过漏泄电缆与下一级双向中继器相连。
[0023]本实用新型的具体使用过程如下:
[0024]本实用新型所述的多信道漏泄通信系统的信号发送过程为:首先基地电台2输出射频信号通过高频电缆传递到天线共用器3内部的同轴隔离器37，经过信号隔离后在合路器31作用下将多路射频信号合为一路；其次，信号经耦合器32耦合出一路大功率信号和一路小功率信号，分别传送至天线双工器33和电缆双工器36，通过双工器将信号发送至天线4和漏泄电缆5。接收信号的过程为:首先天线4和漏泄电缆5接收的高频信号分别进入到天线双工器33和电缆双工器36 ;其次，两路信号进入射频放大器35放大；再次，将放大后的信号传送至分路器34将高频信号均匀分配到各基地电台的接收机上。发射信号和接收信号的过程是同时进行的，因为同轴隔离器单向导通性37和双工器收发隔离性的存在，两路信号工作时互不影响。
[0025]以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。
【权利要求】
1.一种多信道漏泄通信系统，其特征在于:包括直流稳压电源、基地电台、天线共用器、天线、双向中继器、功率分配器和漏泄电缆；所述的直流稳压电源其输出端分别与基地电台和天线共用器的电源输入端相连；所述的天线共用器分别与基地电台、天线交互式连接；所述的天线共用器通过漏泄电缆与双向中继器交互式连接。
2.根据权利要求1所述的一种多信道漏泄通信系统，其特征在于:所述的天线共用器通过高频电缆分别与基地电台、天线交互式连接。
3.根据权利要求1所述的一种多信道漏泄通信系统，其特征在于:所述的天线共用器包括同轴隔离器、合路器、耦合器、天线双工器、电缆双工器、射频放大器和分路器；所述的同轴隔离器的输入端与基底电台发射机的输出端相连，输出端与合路器的输入端相连，合路器的输出端与耦合器的输入端相连；耦合器的输出端分别与天线双工器和电缆双工器的输入端相连；天线双工器和天线交互式连接，电缆双工器与漏泄电缆交互式连接，天线双工器和电缆双工器的输出端均与射频放大器的输入端相连；射频放大器的输出端与分路器的输入端相连，分路器的输出端与基地电台接收机的输入端相连。
4.根据权利要求1所述的一种多信道漏泄通信系统，其特征在于:所述的双向中继器通过漏泄电缆和功率分配器或下一级双向中继器交互式连接，所述的功率分配器通过漏泄电缆和下一级双向中继器交互式连接。
5.根据权利要求3所述的一种多信道漏泄通信系统，其特征在于:所述的同轴隔离器的输入端通过高频电缆与基地电台发射机的输出端相连，所述的分路器输出端通过高频电缆与基地电台接收机的输入端相连。
【文档编号】H04W16/26GK203708494SQ201320812802
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2013年12月12日 优先权日:2013年12月12日
【发明者】魏臻, 程运安, 李超海, 陈运钦, 徐自军, 赵惠军, 朱陈军, 汤俊 申请人:合肥工大高科信息科技股份有限公司