CN107070528A - 高可靠性铁路应用的gps光纤直放站 - Google Patents

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Abstract

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。

Description

高可靠性铁路应用的GPS光纤直放站
技术领域
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。
发明内容
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（Frequency Range）：1575.42 MHz±2 MHz；
（2） 输入阻抗（Impedance）： 50 Ohm；
（3） 最大增益（LNA Gain）：50±3dB；
（4） 增益调节（Gain adjust）0～30dB；
（5） 最大输出功率（Output Power）： 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（Time Delay）：≤ 500ns；
（8） 噪声系数（Noise Figure）：≤ 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（Feed Power）:DC5～12V/200mA；
（13） 功耗 （Power Assurance）：≤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/T 24338.5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。

Claims (3)

1.一种高可靠性铁路应用的GPS光纤直放站，其特征在于：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。
2.根据权利要求1所述的高可靠性铁路应用的GPS光纤直放站，其特征在于：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。
3.根据权利要求1所述的高可靠性铁路应用的GPS光纤直放站，其特征在于：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。
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