CN103744060A - Uhf全船信号覆盖方法 - Google Patents

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Abstract

UHF全船信号覆盖方法,根据系统的初步设计，详细列出从机柜内信号源至每一个室内天线路径上所有的设备和材料；通过分析全船影响信号传输的介质以及衰减参数，调整线路布置方案，并通过适当的整体或局部信号补偿，最终达到符合设计的要求。根据UHF信号的传播和衰减特性要求，对于现场UHF辐射传导装置的经济合理准确布局，通过信号补偿的方式保证系统设计的完整性，降低可能存在的风险。满足语音通讯外，传感器和仪表的数据传输，人员安全监控等功能的应用都将通过UHF信号覆盖得以实现。

Description

UHF全船信号覆盖方法
技术领域
本发明涉及国际专利分类G01S采用无线电波的反射或再辐射的定位或存在检测技术，尤其是UHF全船信号覆盖方法。
背景技术
在海洋工程船舶及平台项目中，为满足作业及联络需要，超高频UHF信号全船覆盖的应用日益增多。
事实上，UHF信号在金属表面会大幅衰减，为克服机舱或某些封闭区域对信号的屏蔽效应，需要通过敷设馈线电缆和分布室内天线等手段，以使全船任何有需要的地点和区域，都能实现UHF无线通信，这一类技术被归入UHF信号全船覆盖。
UHF信号覆盖在陆地楼宇、大型场所或大型结构物中都有应用，但设计和计算相对简单，并且对信号的强度具体要求计算并不严格。但是，在海洋工程船舶及平台中，由于舱室均为钢板结构，舱室的布置较为复杂，以及还可能存在其他各种恶劣的噪音环境，由于任何传输介质对信号传输均存在衰减现象，以及受到传输路径及距离的影响。
中国专利申请CN203057524U公开了一种用于海上船只紧急救援所使用的无线电应急示位标EPIRB装置，该装置整体由应急无线电示位标漂浮体和自动充气的通信气球构成。内部由电源供电模块、主控制模块、GPS接收模块、信号发射模块、信号接收模块、自动充气装置组成。漂浮体采用406MHz卫星通信频段发射报警信息；信气球内部集成与主控模块相连的信号发射与接收模块，接收模块接收附近船员便携子信标发射的UHF频段信号确定附近船员数量及位置信息，信号发射模块采用VHF频段无线发射求救信号。
发明内容
本发明的目的是提供一种UHF全船信号覆盖方法，通过适当的整体或局部信号补偿，最终达到符合设计的要求。
本发明的目的将通过以下技术措施来实现：根据系统的初步设计，详细列出从机柜内信号源至每一个室内天线路径上所有的设备和材料；通过分析全船影响信号传输的介质以及衰减参数，调整线路布置方案，并通过适当的整体或局部信号补偿，最终达到符合设计的要求。
尤其是，先期对室内天线和馈线电缆进行布置，对机舱区域以及狭长的通道区域采用泄漏电缆敷设，泄漏电缆的敷设避开网线等在UHF频段通讯的电缆，机舱及室内天线的安装取在舱室的中间位置，舱室内有大型机械设备，天线的位置作调整，整个系统网络采用树形网络结构。
尤其是，信号的强度衰减主要体现在信号波幅的变窄，但换算成对数dB后信号的强度可以通过求和的形式计算；依据下面的公式：
室内天线功率=信号源输出功率-合成器损耗–耦合器损耗–馈线电缆损耗+放大器放大dB倍数–泄漏电缆损耗+室内天线的放大dB倍数；
根据每个设备或元件以及材料的衰减参数，计算出室内天线终端的功率；其中电缆的损耗应考虑长度及电缆不同型号规格，该公式作为一般性的理论计算公式。
尤其是，在整体信号强度偏弱的情况下，前端加入功率放大器可以对系统进行有效的补偿，但在局部区域信号强度差的地方，只需要在后端加入功率放大器；对于区域面积大，室内天线难以完全覆盖的情况，通过在该区域敷设泄漏电缆来达到信号覆盖要求。
本发明的优点和效果：根据UHF信号的传播和衰减特性要求，对于现场UHF辐射传导装置的经济合理准确布局，通过信号补偿的方式保证系统设计的完整性，降低可能存在的风险。满足语音通讯外，传感器和仪表的数据传输，人员安全监控等功能的应用都将通过UHF信号覆盖得以实现。
具体实施方式
本发明原理在于，通过分析全船影响信号传输的介质以及衰减参数，如耦合器、分支器、馈线电缆、放大器、泄漏电缆等，结合分析和计算模型计算的结论，合理调整线路布置方案，并通过适当的整体或局部信号补偿，最终达到符合设计的要求。
本发明中，提供并满足信号覆盖的富余量，以满足在实际生产建造过程中可能出现的误差需求，避免在现场出现问题给工期和材料带来不必要的浪费。
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
本发明中，先期对室内天线和馈线电缆进行布置，对机舱区域以及狭长的通道区域采用泄漏电缆敷设，泄漏电缆的敷设避开网线等在UHF频段通讯的电缆，机舱及室内天线的安装取在舱室的中间位置，舱室内有大型机械设备，天线的位置作调整，整个系统网络采用树形网络结构。
本发明中，根据系统的初步设计，详细列出从机柜内信号源至每一个室内天线路径上所有的设备和材料。为了信号能够实现精确覆盖，如到机舱某一区域路径可能经过信号合成器、耦合器、馈线电缆、放大器、功率分支器或泄漏电缆等，需要逐一列清。
本发明中，信号的强度衰减主要体现在信号波幅的变窄，但换算成对数dB后信号的强度可以通过求和的形式计算；依据下面的公式：
室内天线功率=信号源输出功率-合成器损耗–耦合器损耗–馈线电缆损耗+放大器放大dB倍数–泄漏电缆损耗+室内天线的放大dB倍数；
根据每个设备或元件以及材料的衰减参数，计算出室内天线终端的功率；其中电缆的损耗应考虑长度及电缆不同型号规格，该公式作为一般性的理论计算公式。
实际情况中，每一个分支线路可能存在多个分支器，耦合器的情况，需要把所有数据计算在内。
本发明中，在整体信号强度偏弱的情况下，前端加入功率放大器可以对系统进行有效的补偿，但在局部区域信号强度差的地方，只需要在后端加入功率放大器；对于区域面积大，室内天线难以完全覆盖的情况，通过在该区域敷设泄漏电缆来达到信号覆盖要求。
本发明实施例中，系统下行链路覆盖的标称模式下，对甲板室的顶部设备或电缆的计测定：
测试信号频率f470MHz，中继器发射功率Pt40W，信号强度46.02dBm；
耦合器、分流器和连接器的损失：TX组合器中继器的损失9.00dB，双工器插入损耗2.50dB，定向耦合器耦合损耗6dB，定向耦合器的插入损耗1.6dB，2路配电SP2损失3.1dB，3路配电SP3损失,4.9dB，4路配电SP4损失6.3dB，N型电缆连接器损失0.1-0.40dB；
供电电缆损失：1/2"型电缆长度0m衰减系数4.82dB/100m，30m处纵向衰减损失1.45dB；
辐射电缆损失：c95%IEC-96耦合损耗70dB，10m自由空间路径损耗45.94dB，外部金属结构损耗25.00dB，雷利光强度衰减6.00dB，12dB灵敏度SINAD Pr接收机检测系统总损失111.44dBm。
所以，每个室内天线的功率依据前述补偿调整。
前述中，仅作为理论计算的室内天线终端辐射功率，还需要根据信号辐射的空间损耗来计算评估在指定范围内信号的强度，是否满足接收机要求的最低接收电平，以确定设计是否符合要求。
本发明满足人员作业时对讲通讯的需求，克服机舱对信号的屏蔽作用，保障人员良好的沟通环境。

Claims (4)

1.UHF全船信号覆盖方法,其特征在于，根据系统的初步设计，详细列出从机柜内信号源至每一个室内天线路径上所有的设备和材料；通过分析全船影响信号传输的介质以及衰减参数，调整线路布置方案，并通过适当的整体或局部信号补偿，最终达到符合设计的要求。
2.如权利要求1所述的UHF全船信号覆盖方法，其特征在于，先期对室内天线和馈线电缆进行布置，对机舱区域以及狭长的通道区域采用泄漏电缆敷设，泄漏电缆的敷设避开网线等在UHF频段通讯的电缆，机舱及室内天线的安装取在舱室的中间位置，舱室内有大型机械设备，天线的位置作调整，整个系统网络采用树形网络结构。
3.如权利要求1所述的UHF全船信号覆盖方法，其特征在于，信号的强度衰减主要体现在信号波幅的变窄，但换算成对数dB后信号的强度可以通过求和的形式计算；依据下面的公式：
室内天线功率=信号源输出功率-合成器损耗–耦合器损耗–馈线电缆损耗+放大器放大dB倍数–泄漏电缆损耗+室内天线的放大dB倍数；
根据每个设备或元件以及材料的衰减参数，计算出室内天线终端的功率；其中电缆的损耗应考虑长度及电缆不同型号规格，该公式作为一般性的理论计算公式。
4.如权利要求1所述的UHF全船信号覆盖方法，其特征在于，在整体信号强度偏弱的情况下，前端加入功率放大器可以对系统进行有效的补偿，但在局部区域信号强度差的地方，只需要在后端加入功率放大器；对于区域面积大，室内天线难以完全覆盖的情况，通过在该区域敷设泄漏电缆来达到信号覆盖要求。
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