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
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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