CN102916737B - 投放式无线电中继机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无线电应急通讯，作为应急通讯时将本装置用直升飞机牵挂投放，也可以车辆运输，人背马驮放置地形至高点，用以快速布设中继基站。以适应自然灾害，突发性事件和战争的紧急需要。本发明的目的可以通过以下措施来达到：设计投放式无线电中继机的容器，将无线电中继器和发电系统、天线、蓄电器组合成一体化，以及用直升飞机投放的方式方法，构成投放式无线电中继机的发明。及放大型的用这种中继机或容器实施成安防、气象、环保、核生化、的侦测、监控装置均落在保护范围之内。

Description

投放式无线电中继机

技术领域

本发明涉及一种无线电应急通讯，作为应急通讯时将本装置用直升飞机牵挂投放，也可以车辆运输，人背马驮放置地形至高点，用以快速布设中继基站。以适应自然灾害，突发性事件和战争的紧急需要。

背景技术

在日本健伍公司通讯产品中，公开了TKR-850型中继机技术，它的用途是将产品放置在地形制高点，异频收发，用来覆盖一个固定的通讯范围。不足之处是仅适合作固定使用。这种固定中继站受到有机房有电有路和覆盖范围的限制。灾害来临时非常脆弱，常常由于电源及光纤中断，机房倒塌，专业网和公众网固定台站损坏，信息无法沟通，造成重大损失，比如汶川地震后，震区与外界通讯长达四天不能沟通，先前由我们建设的窦团山固定中继台离北川县城仅直线距离20KM，但由于机房倒塌，道路毁坏，我们赶去支援无法发挥作用。本发明的目是避免上述不足之处，提供在紧急情况时用直升飞机牵挂投放和其它方式快速布设通讯网络而设计的产品——投放式无线电中继机。

根据云南省科技情报院编号为(2010)53b2001446的查验报告结论：

无线电中继器的研究国内有报告，但用飞机直接空投无线电中继器的研究国内公开报道的文献中未见报道。

太阳能直放站的研究国内未见报道，国外罗切斯特技术学院研究出太阳能+风能无需电源的户外无线中继器，国内公开发表的文献未见中继器用太阳能风力互补发电，太阳能板自动打开，风量自控的研究。

摩托罗拉MXD1500中继台的一体化中继器MXD1500是一种包含励激器、接收器、PA及控制器的一体化中继器。但中继器与天线、发电装置一体化的研究国内公一发表的文献中未见报道。

发明内容

投放式无线电中继机通过以下措施来达到：

容器分为下中上三部，下部为锅底状半园球形不倒翁结构(1-1)，底上安触地开关(33)，内部固定蓄电器(16)，下部的上平面布设减震器(3)，减震器向上连接中部(1-2)，中部四周有进风口(4)，进风口覆盖太阳能电池板(5)，所述太阳能电池板(5)背面安装电动推杆(37)，用来电力驱动将所述太阳能电池板(5)，容器外壳四角留有用来安装垂直天线的垂直槽(14)，中部的内壁固定仪器箱(11)，仪器箱(11)向上连接风力发电机(13)；与中部相连的上部呈锥形体(46)，锥形体顶连接天线支撑杆(9)，所述天线支撑杆顶部是钢板或漏斗状钢碗(10)，上面有吊装孔(32)，

投放时飞机牵引绳牵挂电磁铁吸引投放式无线电中继机钢板或漏斗状钢碗放下，落地后电磁铁断电离开，触地开关动作，驱动太阳能电池板从进风口翻出受光照射发电，进风口外露进风发电，以及燃料电池发电供投放式无线电中继机工作。

附图说明

图1是投放式无线电中继机结构图；

图2是投放无线电中继机计算机控制装置连接示意图；

图3是太阳能电池板发电系统传动联接示意图；

图4是风量调控传动联接示意图；

图5是直升飞机牵挂投放联接示意图；

图6是用降落伞投放的无线电中继机的球形、多边形两种款式；

图7是放大型的发电天线中继合为一体的图象气象环境核生化无人科学观测站；

图8是投放式无线电中继机内部仪器箱结构示意图。

具体实施方式：

图1中结构布局和联接是这样实施的：

1、为投放式中继机容器下部分；

2、为蓄电器；

3、为减震器；

4、为进风口；

5、为太阳能电池板；

6、为摄像孔；

7、为出风口；

8、为指示灯孔

9、为天线支撑杆；

10、为漏斗状钢碗；

11、为仪器箱；

12、为风量调节自动风门

13、为风力发电机；

14、为垂直天线安装槽；

15、为平板天线安装孔

16、为蓄电器；

17、为燃料电池；

18、为无线电中继器；

19、为计算机控制装置；

上述名词无线电中继机为本发明一体化设备，无线电中继器为中继机内部的自动接收转发单元属已有技术产品。

投放式无线电中继机的容器结构从底部向上由此联接：容器为上下二部份，下部份(1-1)中底部为重量级不倒翁锅底状(1)，底部中心有一圆孔用以安装触地感应开关(33)，锅底内留有安装蓄电器位置及包含减震的材料(2)，锅的上端剖面用板封口，板上连接减震器(3)，减震器另一端联接上部容器(1-2)，上部份容器外壳下段四周为喇叭状进风口(4)，风口上安装止回阀(31)，上段板上留有摄像头摄像孔(6)，摄像孔周围有出风口百页窗(7)，出风口板材以上外形呈锥形体，锥形体四面留有指示灯安装孔(8)，锥形体顶尖部连接天线支撑杆(9)，用来周围固定天线，支撑杆顶部连接钢板或钢碗(10)，供投放时直升飞机牵挂绳电磁铁(35)吸引投放，另外漏斗状钢碗四面有吊装孔(32)，供普通绳子牵挂吊装或投放。

容器的外壳四周进风口安装覆盖的太阳能电池板(5)，太阳能板背面安装电动推杆(37)，用来电力驱动将太阳能板上翻受光照射或下翻收藏；容器外壳四角留有垂直槽(14)，用来安装垂直天线；出风口外板上留有五孔(15)用于安装悬挂的板状天线，由此容器外壳结构描述完成。

以上描述的“有、留有、连接、联接、固定、安放”之词代表了结构上的不可分割、焊接、螺钉压紧及一体含义。

由此容器内部结构描述完成。

图2中计算机控制装置连接是这样实施的：

图中2.16为蓄电池，13为风力发电机，12为风量调控自动风门，5为太阳能电池板，19为控制器，17为燃料电池，17-1为燃料量自动开关，19-1为电压检测器，18为中继器，18-1为解码器，18-2为发码对讲机，19-1为单片计算机，37为电动推杆，37-1为电动推杆驱动器，其电气线路联接为已有技术。

图3中：(37)是电动推杆；(36)为铰链。

太阳能电池板(5)平时是藏在进风口(4)内框中，当投放式无线电中继机牵挂放置地面后，容器锅状底部触地感应开关(33)触及地面后一定时间，电动推杆(37)受触地感应开关感应的信号传给驱动器驱动，伸出推杆，推动太阳能电池板从内框中翻出受光照射。

图4是风量自动调控阀门

图中22是风门框架，23是风门活动板，24是带齿条联动杆，25是齿轮，26是电机，调控原理是根据蓄电器(2、16)电压高低检测信号通过计算机控制器(19)判别驱动电机(16-1)来调节风门活动板(23)位置状态，从而控制进风量大小，防止蓄电器过充，减少发电机(13)磨损，从而大大延长寿命。

图5为电磁铁牵挂绳结构及牵挂原理

图中(27)是吸引电磁铁，(28)是双股导电线，(29)是电源箱带开关，(30)是尼龙绳，直升飞机投放时，将电磁铁牵挂绳上的双股导电线(28)与电源箱(29)接通供电，并将吸引电磁铁(27)吸附在投放式无线电中继机顶端的钢铁平板(10)上，再将尼龙绳在吸引电磁铁吊装孔上栓牢。尼龙绳另一端固定在机仓上，便将投放式无线电中继机从飞机缓缓放下，在容器底部触及地面后，触地感就开关动作容器上部锥体指示灯亮，提示已在地面垂直放稳，便于雾天和夜间观察，待一定时间或遥控后太阳板自动翻出。

中继机试验工作正常后，关断电源箱电源，吸引电磁铁与钢板脱开，收回电磁铁牵挂绳。本牵挂绳也可用来回收本投放无线电中继机，回收时遥控使容器上部锥体指示灯亮以便光线不足时观察。

图6是用降落伞投放的无线电中继机的两种款式结构

图中41为菱形容器结构的中继机，3是减震器，42是牵吊环，43是全向天线；44为园球形容器结构的中继机，45是园球形容器，半园内装重量级填充物，以便该机成为“不倒翁”状态，落地后能自动竖起，保证全向天线稳定后在顶端垂直。

两种容器内将无线电中继器，蓄电器，燃料电池进行组装。可以维持2-7天的应急通讯。

图7是放大型太阳能风力互补发电系统，天线、无线电中继合为一体的图象监控、气象、环境、核生化无人侦测站的示意图。

图中将投放式无线电中继机容器上部锥形体部份改为分开可转动的单元容器(46)，单元容器受内部的电机(50)驱动转动，容器壁根据需要换成透明材料或透风窗板(47)，容器中心安装空心中轴(48)，既作为转动固定轴又作为穿电线电缆使用。空心轴顶可固定全向天线(49)单元容器外壳还可增加铺设太阳能电池板。

作图象监控时单元容器实际是一个大云台，由于质量沉重，在野外设站，大倍率摄象头抖动率很小。

作无人气象站时，安装雨量计须在单元容器顶开配含仪器的洞，容器壁制作呈百页窗。

作环保、核生化无人侦测站时，大多与气象站相同，单元容器根据需要安装不同形状的结构容器。

实施例：

实施中本放大型投放式无线电中继机制成坚固耐用的不锈钢材料结构，整体容器下用地脚螺丝固定在地基基础上，所有电子电气部件须采取减震加固措施，这样构建成抗毁性高的中继站和无人科学观测站。

作为本发明的进一步改进可作如下实施：

1、用降落伞投放的中继机，由于降落伞落地可能盖住太阳能电池板和风口，因而仅采用蓄电器预先储电或者再加上燃料电池发电，可以维持一定时间(应急关键是保证2-7天的可靠通讯)，附图6。

2、投放式无线电中继机可以不采用锅底状“不倒翁”容器，容器整体可设计成锥形、圆球形、方形、多边体、柱状。底部有减震材料，天线采用全向天线，安装在顶部投放时有稳定姿态作用，附图6。

3、减震器可采用弹簧、海绵、液压、气压等减震器材。

4、底部触地开关和指示灯可设计安装多个位置，以方便从飞机上垂直观察判断中继机投放地面后是否垂直或倾斜，并兼作雾天夜间照明使用，定时遥控开关，回收时更有用处。

5、顶部钢板改为漏斗状钢碗，牵挂绳上吸引电磁铁设计为以之配合的形状，可更快捷准确方便电磁铁落入漏斗状钢碗上。提高工作效益。

6、太阳能电池板的翻出和翻回框内动作，可采用每个电池板一个电动推杆驱动，也可将推动杆设计成雨伞伞骨形状仅由一个电动推杆推动四块太阳能电池板。

7、容器外壳也可粘贴柔性太阳能电池板。

8、本中继机的放大型作为固定机站使用，这时可加大太阳能风力发电量作为功率较大的通讯机站，去掉容器下部锅底状结构，附图7。

9、用车辆和人背马驮运输安放的中继，由于安放时可以有意识将太阳能板朝向南方，风口大多朝南北就可满足发电要求，因而整机外壳可以设计成方型，以扩大太阳能电池板放置面和风口进风量。此时容器下部锅底状部份不用。

10、畜电器采用功率密度更大的锂电池和超级电容器，增加使用寿命和工作时间。

11、容器壳体可采用玻璃钢、碳纤维等轻型材料减轻重量，便于运输投放。

12、本容器有9个部位可安装天线，四角天线槽内可安装四根垂直天线，顶部安装全向反射天线，四面出风口边还可安装悬挂的平板天线，以适合多种选择。

13、容口上部出风口板上留有摄象孔，便于升级安装选择性附件传图象，见图1。

本发明与现有技术相比有如下优点：

1、中继机应急投放，快速布设机站，最短时间形成覆盖网络，在自然灾害、突发性事件、军事行动的通讯领域，增加了新的手段。

2、由于是一体化结构投放时不需专业人员架设安装调试，是一个近似“傻瓜中继”，因此一般人员稍作学习就可安放，大大方便快速建网的需要。

3、对于高海拔、悬岩绝壁、人无法到达危险的架设地点，如雪山顶峰，核生化试验场、野兽出入危险地带有特殊的应用价值。

4、对于国土辽阔，国境线长、高山、沙漠、荒野、草原、海岛、江河、森林尤为适合，对救灾、公安、武警、边防、军队、民兵、防火、油田、交通、地质、大型工地等领域有极其良好的应用前景。

5、本发明由于将无线电中继和发电系统结合在一起，不再受供电限制，可以尽量投放在最高地形制高点，在某些场合原来建设多个机站才能覆盖的地理范围，仅需较少数量投放式无线电中继机就能解决，因而大大减少资金总投资。

6、本发明为一体化结构，抗震设计，放大型中继机建设时仅需做好基础，用地脚螺丝固定整体容器，与混凝土机房比较，更能承受地震破坏，特别是建立应急通讯网极大地提高了抗毁性。

7、本发明消除了固定中继站建设有机房，有电(市电)有路的条件限制更加随意选址并能移动和投放，将会产生意想不到的效果。

Claims (8)

1.一种投放式无线电中继机，其特征在于，包括所述无线电中继机的容器，所述容器的结构分为下中上三部，下部(1-1)为锅底状半圆球形不倒翁结构，所述锅底状半圆球形不倒翁结构的外部安装触地开关(33)，所述锅底状半圆球形不倒翁结构的内部固定有蓄电器(2)，所述锅底状半圆球形不倒翁结构的上端剖面连接减震器(3)；所述减震器(3)向上连接中部(1-2)，所述中部(1-2)四周有进风口(4)，所述进风口(4)安装覆盖太阳能电池板(5)，所述太阳能电池板(5)背面安装电动推杆(37)，用来电力驱动将所述太阳能电池板(5)上翻受光照射或下翻收藏，所述容器的外壳四角留有垂直天线安装槽(14)，所述中部(1-2)的内壁固定仪器箱(11)，所述仪器箱(11)向上连接风力发电机(13)；与中部(1-2)相连的上部结构呈锥形体，所述锥形体顶连接天线支撑杆(9)，所述天线支撑杆(9)顶部连接钢板或漏斗状钢碗(10)，所述钢板或漏斗状钢碗(10)上面有吊装孔(32)，所述投放式无线电中继机投放落地后，所述触地开关(33)动作，驱动太阳能电池板(5)从进风口翻出受光照射进风口外露进风发电，供所述投放式无线电中继机工作。

2.根据权利要求1所述的投放式无线电中继机，其特征在于，所述容器下部(1-1)锅底状半圆球形不倒翁结构内装重量级填充物，使得所述无线电中继机在投放落地后整体容器不倒地自动竖起四角垂直天线和顶部天线支撑杆。

3.根据权利要求1所述的投放式无线电中继机，其特征在于，所述中部(1-2)内壁安装风力发电机(13)，进风口(4)被太阳能电池板(5)覆盖，投放后太阳能电池板翻出受光照射，进风口外露进风，风力发电机(13)发电，这种内藏风力发电机和太阳能电池板的方法提高了运输和投放时的抗毁性。

4.根据权利要求1所述的投放式无线电中继机，其特征在于其投放方式，所述天线支撑杆(9)顶部连接漏斗状钢碗(10)，飞机牵挂绳(30)牵挂电磁铁(27)，电磁铁形状与漏斗状钢碗配合，投放时牵挂绳另一端固定在机仓上，将投放式无线电中继机放下，待地面垂直放稳后关断电磁铁电源，脱开牵挂达到投放，所述飞机牵挂绳(30)还可用来回收上述所述投放式无线电中继机。

5.根据权利要求1所述的投放式无线电中继机，其特征在于电子设备的减震，所述仪器箱(11)内的电子设备周围用减震软材料包裹，所述仪器箱(11)外周围用弹簧悬挂。

6.根据权利要求1所述的投放式无线电中继机，其特征在于，所述投放式无线电中继机利用所述太阳能电池板(5)、风力发电机(13)发电以及燃料电池(17)发电，来维持应急通信。

7.根据权利要求1所述的投放式无线电中继机，其特征在于，所述上部结构的锥形体内，可安装摄像头。

8.根据权利要求1所述的投放式无线电中继机，其特征在于，应用于气象站或环保核生化无人侦测站。