CN103957687A - 一种用于卫星通信车舱内的电磁辐射隔离系统 - Google Patents
一种用于卫星通信车舱内的电磁辐射隔离系统 Download PDFInfo
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Abstract
一种用于卫星通信车舱内的电磁辐射隔离系统,包括卫星天线、空调室外机、吸盘天线、云台摄像机、大功率照明灯、从车舱内伸出的电动升降杆、车舱内的卫星功率放大器、对外接口配电盘、设备机柜、会议桌接口盒、电视墙,车底盘上的电动支撑腿等辐射源,本发明采用设备合理布局、辐射源主动屏蔽处理、舱内被动屏蔽处理等电磁辐射隔离手段,实现了卫星通信车舱内的电磁辐射隔离。本发明切实可行、实施简便、布局合理,使卫星通信车舱内工作人员处于安全的电磁环境中。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于卫星通信车舱内的电磁辐射隔离系统,特别是针对通信车舱内电磁环境,提高电磁屏蔽效能,降低电磁辐射对屏蔽空间内工作人员的影响,属于移动卫星通信车的电磁辐射隔离领域。
背景技术
随着卫星通信的普及,尤其在应急通信方面,卫星通信由于不受地理位置及距离的限制,只要对卫星可视即可使用卫星通信,不依赖于无线基站、有线传输等通信手段,因此卫星通信车越来越多的应用到了各个领域。然而卫星通信过程中会在通信链路周围形成高频电磁场,以及舱内其他各种电子设备在工作过程中也会产生电磁场,可以说卫星通信车内的电磁环境非常的复杂,如果不对舱内的电磁辐射进行合理的隔离和屏蔽,将会对操作人员形成较大的危害。现有的卫星通信车中,电磁辐射隔离的处理一般不规范、不系统或仅单一采用某种隔离处理方法,一般的卫星通信车舱内的电磁辐射量超过国家电磁辐射防护标准,达到40~200uW/cm2甚至更高,卫星通信车的电磁辐射将对操作人员或卫星通信车周围的人造成一定的危害。射频辐射对机体的主要作用,是引起神经衰弱症候群和反映在心血管系统的植物神经功能失调,主要症状为神经衰弱症候群。比如普遍感到头痛、头晕、周身不适,疲倦无力、失眠多梦、记忆力减退、口干舌燥;部分人员则发生嗜睡、发热多汗、麻木胸闷、心悸等症状;体检发现,少部分人员血压下降或升高,皮肤感觉低下,心动过缓或过速、心电图窦性心律不齐等;且发现少数人有脱发现象。
发明内容
本发明的技术解决问题:针对现有通信车内电磁辐射隔离方法的不足,提供一种用于卫星通信车舱内的电磁辐射隔离系统,采用设备合理布局、辐射源主动屏蔽处理、舱内被动屏蔽处理等电磁辐射隔离手段,改善不同信号源以及电子线路形成的电磁场对舱内电磁环境的影响,使得舱内及车体周围的电磁辐射强度能够达到国家规定的高频电磁波辐射屏蔽的范围之内。
本发明的技术解决方案:一种用于卫星通信车舱内的电磁辐射隔离系统,包括车舱顶的卫星天线(1)、空调室外机(10)、吸盘天线(6)、云台摄像机(11)、大功率照明灯(12)、从车舱内伸出的电动升降杆(7)、车舱内的卫星功率放大器(2)、对外接口配电盘(8)、设备机柜(3)、会议桌接口盒(23)、电视墙(5)、车底盘上的电动支撑腿(9);卫星天线(1)安装于车舱顶上靠近车头一侧,卫星功率放大器(2)位于卫星天线(1)下方的车顶内壁上,空调室外机(10)位于车舱顶的中部,从车舱内伸出的电动升降杆(7)位于电动车舱顶靠近车尾一侧,云台摄像机(11)和大功率照明灯(12)安装于电动升降杆(7)顶部,吸盘天线(6)分布于车舱顶的两侧,设备机柜(3)安装于车舱靠近车头的地板上,且位于车舱顶卫星天线(1)的正下方,卫星功率放大器(2)安装于设备机柜(3)的顶部,对外接口配电盘(8)安装于车舱后侧的地板上,会议桌接口盒(23)安装在位于车舱内中部地板上的会议桌(4)桌面上,电视墙(5)连接车舱顶与车舱地板,且位于电动升降杆(7)与会议桌(4)之间,车舱底的电动支撑腿(9)位于车底盘上;
卫星天线(1)引出的电源线、控制线、射频线、波导外侧分别套上与电源线、控制线、射频线或波导的线径相匹配的、材质为铜镀锌的中空屏蔽网,套上中空屏蔽网的电源线、控制线、射频线、波导从卫星天线(1)底部穿进车舱内,电源线、控制线、射频线布置从经车舱顶壁侧壁的开导线槽中进入设备机柜(3)内,套上中空屏蔽网的波导连接至卫星功率放大器(2);
吸盘天线(6)引出的射频线外侧套上金属波纹管,沿着车顶开设的平行于车长的导线槽引至设备机柜顶上的位置,通过弯管(15)进入车舱内的设备机柜;
空调室外机(10)引出的电源线和控制线经车舱顶壁和车舱侧壁开设的导线槽连接至设备机柜(3);
云台摄像机(11)、大功率照明灯(12)引出的电源线、信号线和控制线外侧套上金属波纹管绕电动升降杆(7)连接至电视墙(5),会议桌接口盒(23)引出的电源线和信号线分别套上金属波纹管经会议桌的桌面下方的距离30cm以上的两条导线槽连接至电视墙(5),对外接口配电盘(8)引出的电源线和多种信号线分别套上金属波纹管沿车舱地板的导线槽引至电视墙(5),电视墙上装有主显示器、辅助显示器和LED显示屏,主显示器、辅助显示器、引出的电源线、信号线及LED显示屏引出的电源线、控制线就近沿电视墙和车舱侧壁的导线槽引至设备机柜,电源线与信号线和控制线走不同的导线槽;
云台摄像机(11)、大功率照明灯(12)、对外接口配电盘(8)和会议桌接口盒(23)引进电视墙的电源线、信号线和控制线就近沿车舱内侧壁的导线槽连接至设备机柜(3),电源线与信号线和控制线走不同的导线槽;
电动支撑腿(9)引出的电源线、控制线外侧套上金属波纹管沿着车辆底盘下方走至设备机柜(3)的下方位置,通过弯管进入车舱内的设备机柜。
设备机柜(3)包含N个机柜,N个机柜之间需要进行电磁辐射隔离,N为正整数。
所述卫星功率放大器(2)位于卫星天线(1)正下方的车顶内壁上,四周有金属屏蔽壳。
所述吸盘天线(6)为多个,每两个吸盘天线距离不小于1米。
所述设备机柜(3)包括第一机柜(16)、第二机柜(17)、…、第N机柜,第一机柜(16)内设备的电源线沿第一机柜(16)右侧的导线槽接至电源插排(19),第一机柜(16)内设备的信号线、控制线通过绑线棍(14)引至第一机柜(16)左侧的导线槽再接至第一机柜(16)或第二机柜(17)至第N机柜中需要连接的设备;第二机柜(17)内设备的信号线、控制线通过绑线棍(14)引至右侧的导线槽再接至第一机柜(16)或第二机柜(17)至第N机柜中需要连接的设备,第二机柜(17)内设备的电源线沿第二机柜(17)左侧的导线槽接至电源插排(19);第N机柜内设备的电源线沿第N机柜右侧的导线槽接至电源插排(19),第N机柜内设备的信号线、控制线通过绑线棍(14)引至左侧的导线槽再接至第一机柜(16)至第N机柜中需要连接的设备。
本发明与现有技术相比的有益效果是:
(1)本发明采用合理的设备布局,有效的减小了不同辐射源之间的相互耦合辐射干扰。
(2)本发明所述主要辐射源单独隔离于卫星通信车舱外,使得工作人员在舱内受到舱体的屏蔽保护,另外从距离上电磁辐射大小明显减少。
(3)本发明中使用中空的屏蔽网对卫星天线的电源线、控制线、射频线、波导进行处理,使得电磁辐射因线缆传输中造成的辐射大大减小。
(4)本发明使用金属波纹管对穿车顶、电视墙、地板、车舱顶壁和车舱侧壁的电源线、信号线和控制线进行处理,有效的屏蔽了电磁辐射,同时金属波纹管的选择对线缆还具有防尘防磨损等优点。
(5)本发明中对电源线和信号线以及控制线分开隔离处理,做到强弱电分开,减小了强电信号对弱电信号的干扰。
(6)本发明中同类线缆一起走线,不同类线缆分开走线,同频率线缆一起走线,不同频线缆分开走线,减小了信号之间的相互干扰。
(7)本发明中辐射源采用主动场屏蔽,使其不对限定范围之外的任何生物机体或仪器设备发生影响;舱内采用被动场屏蔽,外部场源不对卫星通信车舱内的生物的机体或仪器设备发生作用。
附图说明
图1为卫星通信车整体布局图;
图2为卫星通信车车顶俯视图;
图3为卫星通信车舱内设备机柜布局图;
图4a为卫星通信车电视墙布局图;
图4b为卫星通信车电视墙的走线布局图;
图5为卫星通信车舱内会议桌布局图。
具体实施方式
本发明的基本思路:考虑到操作人员在卫星通信车舱内工作时,由于车上各类设备较多,形成复杂的电磁环境,有效的采取电磁辐射隔离处理,增加了操作人员的安全性,加强了卫星通信车上设备的稳定性和抗干扰性,设计一种卫星通信车舱内电磁辐射隔离系统。
下面结合附图对本发明进行详细说明,如图1所示,一种用于卫星通信车舱内的电磁辐射隔离系统,包括车舱顶的卫星天线1、空调室外机10、吸盘天线6、云台摄像机11、大功率照明灯12(功率为0.5-5KW)、从车舱内伸出的电动升降杆7、车舱内的卫星功率放大器2、对外接口配电盘8、设备机柜3、会议桌接口盒23、电视墙5,车底盘上的电动支撑腿9;卫星天线1安装于车舱顶上靠近车头一侧,卫星功率放大器2位于天线正下方的车顶内壁上,四周有金属屏蔽壳,空调室外机位于车舱顶的中部,从车舱内伸出的电动升降杆7位于车舱顶靠近车尾一侧,云台摄像机11和大功率照明灯12安装于电动升降杆顶部,吸盘天线为多个,分布于车舱顶的两侧,每两个吸盘天线距离不小于1米,设备机柜3安装于车舱靠近车头的地板上,且位于车舱顶卫星天线1的正下方,卫星功率放大器2安装于设备机柜3的顶部,卫星功率放大器2的四周使用金属材料的型材进行隔离,对外接口配电盘8安装于车舱后侧的地板上,会议桌接口盒23安装在位于车舱内中部地板上的会议桌4桌面上,电视墙5连接车舱顶与车舱地板,且位于电动升降杆7与会议桌4之间,车舱底的电动支撑腿9位于车底盘上。
卫星天线1的电源线、控制线、射频线、波导外侧分别套上与线径相匹配的、材质为铜镀锌的中空屏蔽网,套上中空屏蔽网的电源线、控制线、射频线、波导从卫星天线1底部穿进车舱内,电源线、控制线、射频线布置从经车舱顶壁侧壁的开导线槽中进入设备机柜3内,套上中空屏蔽网的卫星天线1的波导连接至卫星功率放大器2。中空屏蔽网的大小与所套线缆的线径大小相匹配即可。
如图2所示,吸盘天线6引出的射频线外侧套上金属波纹管,就近沿着车顶开设的平行于车长的导线槽引至设备机柜顶上的位置,通过弯管15进入车舱内的设备机柜。射频线的选择可根据长度来具体确定,长度小于5米的射频线可选择Ф3或Ф5的双屏蔽低损耗线,长度大于5米的射频线可选择Ф7或Ф10的双屏蔽低损耗线。金属波纹管的直径大小可选择与射频线线径相匹配的型号,车顶两侧开设的方管型导线槽大小与金属波纹管直径大小相匹配即可。弯管15的直径一般为Ф50。多个吸盘天线的摆放,互相之间距离不小于1米,减小短波通信之间的频率干扰。
空调室外机10及空调室内机引出的电源线和控制线经车舱顶壁和车舱侧壁开设的导线槽连接至设备机柜3的配电盘和空调控制器中。
如图5所示,会议桌接口盒23引出的电源线和信号线分别套上金属波纹管经会议桌4的桌面下方的距离30cm以上的两条导线槽连接至电视墙5。金属波纹管直径的大小与会议桌接口盒23所引出的电源线、信号线2组线缆的粗细相匹配即可,会议桌4下方的两条导线槽选用金属材质,位置左右对应,大小一致,具体大小与电源线及信号线较粗的一股所套的金属波纹管直径相匹配即可。
云台摄像机11、大功率照明灯12引出的电源线、信号线和控制线外侧套上金属波纹管绕电动升降杆连接至电视墙5。对外接口配电盘8引出的电源线和多种信号线分别套上金属波纹管沿车舱地板的导线槽引至电视墙5。
如图4a和4b所示,电视墙5上装有主显示器20、辅助显示器22和LED显示屏21等,主显示器20、辅助显示器22引出的电源线、信号线及LED显示屏21引出的电源线、控制线就近沿电视墙和车舱侧壁的导线槽引至设备机柜,电源线与信号线和控制线走不同的导线槽。
云台摄像机11、大功率照明灯12、对外接口配电盘8和会议桌接口盒23引进电视墙的电源线、信号线和控制线就近沿车舱内侧壁的导线槽连接至设备机柜3,电源线与信号线和控制线走不同的导线槽,导线槽的大小与所埋设的线缆的直径相匹配即可。
电动支撑腿9引出的电源线、控制线外侧套上金属波纹管沿着车辆底盘下方走至设备机柜3的下方位置,通过弯管进入车舱内的设备机柜。
以设备机柜3为3个举例说明,两个或者多个机柜的布局方式一样,如图3所示,设备机柜3由第一机柜16、第二机柜17、第三机柜18三组机柜组成,不同机柜内的设备一般根据同类设备一组机柜进行区分安装,主要考虑设备的辐射及干扰问题、操作简便性、散热性等特点。第一机柜16主要为配电盘以及电源类的设备,比如UPS、取力发电机或柴油发电机、电源管理器、充电机、电源接口板等设备。第二机柜17为音视频类设备,比如音视频矩阵、VGA矩阵、音视频分配器、调音台、音箱功放、监视器、图像编解码器、视频会议、硬盘录像机、中控主机等设备。第三机柜18为通信类设备,比如卫星调制解调器、解调器、单兵图传设备、3G图传设备、MSTP设备、VOIP、交换机、路由器、工控机等设备。第一机柜16内设备的电源线沿第一机柜16右侧的导线槽接至电源插排19,第一机柜16内设备的信号线、控制线通过绑线棍14引至左侧的导线槽再接至具体的设备端;第二机柜17内设备的信号线、控制线通过绑线棍14引至右侧的导线槽再接至具体的设备端,第二机柜17内设备的电源线沿第二机柜17左侧的导线槽接至电源插排19;第三机柜18内设备的电源线沿第三机柜18右侧的导线槽接至电源插排19,第三机柜18内设备的信号线、控制线通过绑线棍14引至左侧的导线槽再接至具体的设备端。连接设备的电缆的长度不应过长,稍有富裕,预留5cm-10cm即可,避免线缆过长而进行盘绕,降低抗磁场干扰能力。由于空间限制不同线缆之间必须靠近时,采用正交走向而不采用平行走向。所有设备的接地端子接至接地铜排13,接地铜排13通过接地扁带接至卫星通信车信号地上,可有效地抑制车载设备通过地电流相互干扰、降低电磁辐射对周围环境的影响,提高设备在外界干扰场作用下工作的稳定性,以及提高设备抗静电、防感应雷击的能力。
卫星通信车舱体采用大板骨架式双层屏蔽结构,舱体侧壁上少开孔,必要开孔时开小孔口,且开孔口处均采取有效的屏蔽措施。如玻璃窗口,采用双层玻璃,内夹屏蔽丝网,接缝处采用的密封橡胶条内也嵌有屏蔽丝网。舱体内部装饰采用防静电装饰材料。舱门采用双道金属丝网屏蔽条结构,门框采用导电氧化和密集拉铆等措施。
经测试,本方案的卫星通信车舱内的电磁辐射量可达到5~10uW/cm2,远低于国家电磁辐射防护限值40uW/cm2,已经在实际应用中取得了良好的效果。
本发明未详细阐述部分属于本领域公知技术。
Claims (4)
1.一种用于卫星通信车舱内的电磁辐射隔离系统,其特征在于:包括车舱顶的卫星天线(1)、空调室外机(10)、吸盘天线(6)、云台摄像机(11)、大功率照明灯(12)、从车舱内伸出的电动升降杆(7)、车舱内的卫星功率放大器(2)、对外接口配电盘(8)、设备机柜(3)、会议桌接口盒(23)、电视墙(5)、车底盘上的电动支撑腿(9);卫星天线(1)安装于车舱顶上靠近车头一侧,卫星功率放大器(2)位于卫星天线(1)下方的车顶内壁上,空调室外机(10)位于车舱顶的中部,从车舱内伸出的电动升降杆(7)位于电动车舱顶靠近车尾一侧,云台摄像机(11)和大功率照明灯(12)安装于电动升降杆(7)顶部,吸盘天线(6)分布于车舱顶的两侧,设备机柜(3)安装于车舱靠近车头的地板上,且位于车舱顶卫星天线(1)的正下方,卫星功率放大器(2)安装于设备机柜(3)的顶部,对外接口配电盘(8)安装于车舱后侧的地板上,会议桌接口盒(23)安装在位于车舱内中部地板上的会议桌(4)桌面上,电视墙(5)连接车舱顶与车舱地板,且位于电动升降杆(7)与会议桌(4)之间,车舱底的电动支撑腿(9)位于车底盘上;
卫星天线(1)引出的电源线、控制线、射频线、波导外侧分别套上与电源线、控制线、射频线或波导的线径相匹配的、材质为铜镀锌的中空屏蔽网,套上中空屏蔽网的电源线、控制线、射频线、波导从卫星天线(1)底部穿进车舱内,电源线、控制线、射频线布置从经车舱顶壁侧壁的开导线槽中进入设备机柜(3)内,套上中空屏蔽网的波导连接至卫星功率放大器(2);
吸盘天线(6)引出的射频线外侧套上金属波纹管,沿着车顶开设的平行于车长的导线槽引至设备机柜顶上的位置,通过弯管(15)进入车舱内的设备机柜;
空调室外机(10)引出的电源线和控制线经车舱顶壁和车舱侧壁开设的导线槽连接至设备机柜(3);
云台摄像机(11)、大功率照明灯(12)引出的电源线、信号线和控制线外侧套上金属波纹管绕电动升降杆(7)连接至电视墙(5),会议桌接口盒(23)引出的电源线和信号线分别套上金属波纹管经会议桌的桌面下方的距离30cm以上的两条导线槽连接至电视墙(5),对外接口配电盘(8)引出的电源线和多种信号线分别套上金属波纹管沿车舱地板的导线槽引至电视墙(5),电视墙上装有主显示器、辅助显示器和LED显示屏,主显示器、辅助显示器、引出的电源线、信号线及LED显示屏引出的电源线、控制线就近沿电视墙和车舱侧壁的导线槽引至设备机柜,电源线与信号线和控制线走不同的导线槽;
云台摄像机(11)、大功率照明灯(12)、对外接口配电盘(8)和会议桌接口盒(23)引进电视墙的电源线、信号线和控制线就近沿车舱内侧壁的导线槽连接至设备机柜(3),电源线与信号线和控制线走不同的导线槽;
电动支撑腿(9)引出的电源线、控制线外侧套上金属波纹管沿着车辆底盘下方走至设备机柜3的下方位置,通过弯管进入车舱内的设备机柜。
设备机柜(3)包含N个机柜,N个机柜之间需要进行电磁辐射隔离,N为正整数。
2.根据权利要求1所述的一种用于卫星通信车舱内的电磁辐射隔离系统,其特征在于:所述卫星功率放大器(2)位于卫星天线(1)正下方的车顶内壁上,四周有金属屏蔽壳。
3.根据权利要求1所述的一种用于卫星通信车舱内的电磁辐射隔离系统,其特征在于:所述吸盘天线(6)为多个,每两个吸盘天线距离不小于1米。
4.根据权利要求1所述的一种用于卫星通信车舱内的电磁辐射隔离系统,其特征在于:所述设备机柜(3)包括第一机柜(16)、第二机柜(17)、…、第N机柜,第一机柜(16)内设备的电源线沿第一机柜(16)右侧的导线槽接至电源插排(19),第一机柜(16)内设备的信号线、控制线通过绑线棍(14)引至第一机柜(16)左侧的导线槽再接至第一机柜(16)或第二机柜(17)至第N机柜中需要连接的设备;第二机柜(17)内设备的信号线、控制线通过绑线棍(14)引至右侧的导线槽再接至第一机柜(16)或第二机柜(17)至第N机柜中需要连接的设备,第二机柜(17)内设备的电源线沿第二机柜(17)左侧的导线槽接至电源插排(19);第N机柜内设备的电源线沿第N机柜右侧的导线槽接至电源插排(19),第N机柜内设备的信号线、控制线通过绑线棍(14)引至左侧的导线槽再接至第一机柜(16)至第N机柜中需要连接的设备。
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