高可靠性铁路应用的GPS光纤直放站的制作方法

本发明涉及gps通信系统领域，具体是一种高可靠性铁路应用的gps光纤直放站。

背景技术：

目前中国铁路一直处于高速发展阶段，列车数量不断增长，所以新建了多个动车编组站。动车出入库检查和部分编组时在室内进行，但室内无法接收到gps信号，对动车和车厢定位无法有效进行。此外，列车在长大隧道内也会长时间无法接收gps定位信号，故无法进行gps跟踪与定位，给列车安全带了隐患。为满足室内和隧道内的gps信号覆盖，一种适应高可靠性铁路应用的gps光纤直放站必不可少。

技术实现要素：

本发明为了解决现有技术的问题，提供了一种高可靠性铁路应用的gps光纤直放站,采用gps信号无线接收后无线发射方式，解决了室内和隧道内gps信号覆盖,并且关键模块冗余备份。

本发明包括通过光纤连接的近端机和远端机,近端机和远端机均包括主备射频模块、主备电源模块和主备控制模块，主备电源模块同时为主备射频模块供电，主备控制模块同时控制主备射频模块；主备近端机射频模块均包括依次连接的滤波器、低噪放模块和光模块，滤波器通过gps天线和gps卫星连接；远端机主备射频模块均包括依次连接的光模块、自动电平控制/衰减电路和功率放大电路，其中主备射频模块的功率放大电路通过合路器和重发天线连接。

进一步改进，所述的近端机电源模块通过输入接口为gps天线提供dc5v～12v/200ma馈电。

进一步改进，所述的近端机主备射频模块中，低噪放模块通过分合路器与光模块连接。

本发明有益效果在于：

1．支持室内和隧道内gps信号覆盖；

2．采用光分布式组网方式；

3．采用定制gps有源天线；

4．为定制gps有源天线提供dc5v～12v/200ma馈电射频接口；

5．满足防护等级为ip55要求，支持室外安装；

6.采用关键模块冗余备份方式，主用模块故障后自动切换至备用模块,如电源模块，控制单元和射频模块等；

7．具备2路冗余接收方式，提高设备接收质量；

8．支持双路光纤冗余星型组网方式，任意一路光纤故障后仍能保证gps光纤直放站正常工作；

9．支持若干路光接口，可接入若干台远端机。

附图说明

图1为本发明电路结构示意图。

图2为本发明应用拓扑框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

本发明电路结构如图1所示，包括通过光纤连接的近端机和远端机,近端机和远端机均包括主备射频模块、主备电源模块和主备控制模块，主备电源模块同时为主备射频模块供电，主备控制模块同时控制主备射频模块；主备近端机射频模块均包括依次连接的滤波器、低噪放模块和光模块，滤波器通过gps天线和gps卫星连接；远端机主备射频模块均包括依次连接的光模块、自动电平控制/衰减电路和功率放大电路，其中主备射频模块的功率放大电路通过合路器和重发天线连接。

twz-gps无线直放站系统包括gps直放站、gps有源接收天线、重发天线等。主要应用原理为gps有源接收天线将接收到的gps信号通过接收电路、滤波电路后，再进行放大由重发天线将gps信号覆盖到弱场去，其典型系统应用拓扑框图如图2所示。

功能要求：

（1）支持接入gps信号，并可对其信号有效放大；

（2）具备完善的保护、告警功能；本地具有告警指示灯；具有本地调试接口和远程监控(网管监控）；

（3）具有抗浪涌、4级防雷等措施，具备过压、过流和短路保护功能；

（4）支持双路光纤冗余星型组网方式，任意一路光纤故障后仍能保证gps光纤直放站正常工作；

（5）具备关键模块冗余备份方式，主用模块故障后自动切换至备用模块,如电源模块，控制单元和射频模块等；

（6）具备双路冗余接收方式，提高设备接收质量；

（7）支持若干路光接口，可接入若干台远端机。

安装与结构要求：

（1）设备接口走线均采用下走线方式，以便挂壁安装；

（2）本机能适应隧道内恶劣环境和无人值守的工作条件，机箱采用全密封外壳，防护等级支持ip55，体积和重量尽量小和轻；

（3）满足电磁兼容屏蔽要求，电源接头采用防水航空接头，带屏蔽密封功能；

（4）机箱设计合理，便于安装，适合挂壁、机柜等安装方式；

（5）具有各种光接口，如fc/pc,fc/apc等。

主要技术指标：

（1）频率范围（frequencyrange）：1575.42mhz±2mhz；

（2）输入阻抗（impedance）：50ohm；

（3）最大增益（lnagain）：50±3db；

（4）增益调节（gainadjust）0～30db；

（5）最大输出功率（outputpower）：40dbm±2dbm、30dbm±2dbm、20dbm±2dbm、10dbm±2dbm、0dbm±2dbm等，不限于上述最大输出功率值；

（6）alc控制范围：≥15dbm；

（7）传输时延（timedelay）：≤500ns；

（8）噪声系数（noisefigure）：≤4db；

（9）带内平坦度：≤1.5db（p-p）；

（10）输入输出驻波（vswr）：≤1.4；

（11）设备接口形式：n-k；

（12）天线供电输出（feedpower）:dc5～12v/200ma；

（13）功耗（powerassurance）：≤30w。

电源要求：

1）供电：交流ac220v，波动范围：ac154～286v；50hz±5hz；

或直流dc48v,波动范围：dc-40～-57v；

2）电源接头采用航空插头；

3）具有输入过压保护、输出过压保护、输出过流保护；

工作环境：-25℃～+55℃；

可靠性指标：mtbf≥50000h。

电磁兼容要求应符合gb/t24338.5相关规定。

机箱有接地螺栓。

抗电强度：电源接口：绝缘耐压≥1500v，通信、检测接口：绝缘耐压≥1000v。

抗电磁干扰：电源接口：有抗浪涌、抗尖峰电压、抗雷击电路保护，通信、检测接口：有抗浪涌、抗尖峰电压、抗雷击电路保护。

安全保护：电源接口：输入过压保护，输出过压保护，输出过流保护；通信、检测接口：要有隔离保护。

为了防止设备的电缆接口被损坏，要求有电缆接头保护装置。

本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

技术特征：

技术总结
本发明提供了一种高可靠性铁路应用的GPS光纤直放站，包括通过光纤连接的近端机和远端机,近端机和远端机均包括主备射频模块、主备电源模块和主备控制模块；主备近端机射频模块均包括依次连接的滤波器、低噪放模块和光模块，滤波器通过GPS天线和GPS卫星连接；主备远端机射频模块均包括依次连接的光模块、自动电平控制/衰减电路和功率放大电路，其中主备射频模块的功率放大电路通过合路器和重发天线连接。本发明采用GPS信号无线接收后无线发射方式，解决了室内和隧道内GPS信号覆盖,并且关键模块冗余备份。

技术研发人员：倪小龙;吉荣新
受保护的技术使用者：南京泰通科技股份有限公司
技术研发日：2016.12.31
技术公布日：2017.08.18