用于无线调车机车信号和监控系统的移频中继装置的制作方法

本实用新型涉及一种无线调车机车信号和监控系统，尤其是涉及一种用于无线调车机车信号和监控系统的移频中继装。

背景技术：

无线调车机车信号和监控系统(以下简称stp系统)是一套应用于车站的调车安全防护系统，主要由地面设备和车载设备组成。stp系统通过无线数传电台实现地面设备与车载设备间的通信，对站场内多台机车的调车作业实现无线监控和安全防护。因此，无线通信质量直接影响到地面设备与车载设备数据交互的稳定性、实时性和准确性。

在无线通信网络建设过程中，由于各车站复杂的地理地势环境(例如：站场面积过大，车站两侧进站信号机距离较远，站内存在隧道、山区、桥梁、障碍物等)，无线信号不能完全覆盖整个车站，直接影响到地面设备与车载设备通信的稳定性，进而影响stp系统对站内机车调车作业的安全防护。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于无线调车机车信号和监控系统的移频中继装置，该装置针对复杂地理环境车站的无线通信环境，利用频率波长长、空间衰落小、绕射能力强的中频信号作为传输信号，增强无线通信传输能力，扩大无线通信的覆盖范围。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种用于无线调车机车信号和监控系统的移频中继装置，该装置安装在地面通信楼基站和受控列车之间，所述的移频中继装置包括相互之间通过中频信号通信连接的近端主机和远端分机，所述的近端主机设在地面通信楼基站处并与地面通信楼基站通信连接，所述的远端分机设在通信楼基站覆盖边缘处并与受控列车通信连接。

优选地，所述的近端主机包括依次连接的耦合电路、第一变频电路、第一放大电路和定向天线，所述的耦合电路与地面通信楼基站通信连接。

优选地，所述的第一变频电路为400mhz转200mhz的变频电路。

优选地，所述的远端分机包括依次连接的施主天线、滤波电路、第二变频电路、第二放大电路以及通信接口，所述的施主天线与近端主机的定向天线通信连接，所述的通信接口与受控列车通信连接。

优选地，所述的第二变频电路为200mhz转400mhz的变频电路。

优选地，所述的通信接口为rs485串口。

优选地，所述的近端主机和远端分机均设有一个。

优选地，所述的近端主机设有一个，所述的远端分机设有多个。

优选地，所述的装置还包括泄漏电缆，该泄漏电缆接在远端分机和受控机车之间。

优选地，所述的泄漏电缆采用400mhz频率泄漏电缆，该400mhz频率泄漏电缆敷设隧道内。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型采用中频信号作为传输信号，传输距离远，具有良好的绕射性；

2、本实用新型近端主机与stp地面主机数据交互均采用rs485串口通讯模式，可以灵活与地面通信基站配套使用；

3、本实用新型一台近端主机最多可配置4台远端分机，实现灵活的组网方式与最高性价比；

4、本实用新型近端主机与远端分机之间采用无线中频信号传输，不需要敷设光纤等设备，减少通信设备数量，降低运营成本；

5、本实用新型主要设备少，模块集成化程度高，备件通用，可靠性高。

附图说明

图1为本实用新型移频中继装置的架构图；

图2为本实用新型近端主机的结构示意图；

图3为本实用新型远端分机的结构示意图；

图4为本实用新型移频中继的原理图；

图5为本实用新型移频中继隧道方案架构图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，一种用于无线调车机车信号和监控系统的移频中继装置，该装置安装在地面通信楼基站3和受控列车之间，所述的移频中继装置包括相互之间通过中频信号通信连接的近端主机1和远端分机2，所述的近端主机1设在地面通信楼基站3处并与地面通信楼基站3通信连接，所述的远端分机2设在通信楼基站覆盖边缘处并与受控列车通信连接。

如图2所示，所述的近端主机1包括依次连接的耦合电路11、第一变频电路12、第一放大电路13和定向天线14，所述的耦合电路11与地面通信楼基站3通信连接；所述的近端主机从地面通信楼基站耦合部分通信能量，经变频和放大处理，调制到中频信号，由定向天线发送至远端分机。所述的第一变频电路为400mhz转200mhz的变频电路。

如图3所示，所述的远端分机2包括依次连接的施主天线21、滤波电路22、第二变频电路23、第二放大电路24以及通信接口25，所述的施主天线21与近端主机的定向天线14通信连接，所述的通信接口25与受控列车通信连接。所述的第二变频电路为200mhz转400mhz的变频电路。

如图5所示，所述的装置还包括泄漏电缆4，该泄漏电缆4接在远端分机2和受控机车之间。所述的泄漏电缆4采用400mhz频率泄漏电缆，该400mhz频率泄漏电缆敷设隧道内。

本实用新型在地面通信楼基站设置近端设备近端主机，在通信楼基站覆盖边缘设置远端分机。同一个车站必须配置一台近端主机，远端分机可以配置有一台或多台，分别实现“一对一”或者“一对多”的系统分布方式。

地面通信楼基站通过全向天线向覆盖区发送400mhz频率信号，基站覆盖区内受控机车与基站的通信频率为400mhz。近端主机从基站耦合小部分通信能量，移频至200mhz(中频信号)频率信号并经过放大处理后，由定向天线发送至远端分机。远端分机的施主天线接收空中200mhz频率信号，远端分机对接收信号进行滤波、变频至400mhz频率信号，通过400mhz频率定向转发天线发送给受控机车，在远端分机定向转发天线覆盖区内的受控机车与地面通信楼基站的通信频率仍为400mhz。

下行方向：近端主机从基站耦合小部分通信能量，经变频和放大处理，调制到200mhz(中频信号)频率信号，由定向天线发送至远端分机。端分机的施主天线接收空中200mhz频率信号，经滤波、变频和放大处理后，通过定向转发天线将400mhz频率信号发送给受控机车。

上行方向：远端分机接收来自延伸区域受控机车的400mhz频率电台信号，经滤波、变频和放大处理后，通过200mhz定向天线发送给近端主机。近端主机的施主天线接收空中200mhz频率信号，经滤波、变频和放大处理后，还原成受控机车的400mhz频率电台信号，以rs485串口形式传递给stp系统的地面主机，完成整个无线通信的链路连接。

本实用新型中频信号只用于近端机与远端机之间通信，不影响受监控机车与地面通信楼基站之间通信。本方案由近端主机和远端分机组成，可以灵活与地面通信基站配套使用，信道个数可根据车站现场实际需要配备。同时，近端主机与远端分机可进行“一对一”或“一对多”形式配置，覆盖效率高，效果明显。

图4为移频中继方案原理图，地面通信楼基站向覆盖区发送400mhz频率信号，近端主机从基站耦合小部分通信能量，移频至200mhz(中频信号)频率信号并经过放大处理后发送至远端分机。远端分机的施主天线接收空中200mhz频率信号，远端分机对接收信号进行滤波、变频、放大后还原至400mhz频率信号，发送给延伸区域内的受控机车。

对于车站内有隧道的自然环境以及无线环境，由于隧道对信号的特殊影响，如果采用一般的定向天线进行覆盖，其信号的传播方向与隧道的延伸方向一致，无线信号在隧道中传播时衰减较大，如果隧道弯度较大或长度较长时，定向天线覆盖区域不能完全覆盖整个隧道。因此，在隧道中使用定向天线覆盖仍然不能很好的解决信号的快衰落问题，

图5为移频中继隧道方案架构图，针对山区铁路隧道的场景特点及覆盖难点，采用“近端主机+远端分机+泄漏电缆”的组网方式完成无线通信覆盖；泄漏电缆具有良好的信号传输功能，在隧道中采用泄漏电缆覆盖方式能很好的解决隧道的覆盖问题。

地面通信基站与无线通信覆盖范围内的受控机车以400mhz频率交互数据，近端主机从基站耦合小部分通信能量，移频至200mhz(中频信号)频率信号并经过放大处理后，由全向天线发送至车站两侧的远端分机。车站两侧的远端分机的施主天线接收空中200mhz频率信号，远端分机对接收信号进行滤波、变频至400mhz频率信号，通过隧道内敷设的400mhz频率泄漏电缆发送给隧道内的受控机车，实现受控机车与地面通信基站之间的无线数据交互。

本实用新型已经在stp-ka型无线调车机车信号和监控系统中广泛使用，不仅能解决由于车站较大的无线通信问题，还能解决站内存在存在隧道、桥梁、障碍物等车站的信号覆盖问题，极大程度上解决了复杂地理环境车站的无线通信问题，降低了各方面的成本消耗，保证了车地通信的稳定和安全性，得到了用户的一致好评。本方案有益于stp-ka型无线调车机车信号和监控系统的推广和使用，具备良好可实施性和经济效益。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。