CN203482201U - 一种智能微波中继系统及智能海上微波中继站 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种智能微波中继系统，包括：用于发射/接收微波信号的微波天线、用于调整所述微波天线方位的伺服系统、以及用于处理所述微波信号的中继单元。本实用新型同时还公开了一种智能海上微波中继站。采用本实用新型的技术方案，实现了在远航轮船上通过普通手机就能够获取良好的微波信号，保证了微波信号的传输质量。
Description
技术领域
本实用新型涉及无线通信中的中继站技术，尤其涉及一种智能微波中继系统及智能海上微波中继站。
背景技术
伴随着游艇度假、海上观光等海上旅游产业的迅速兴起，海上旅游产业对远海通信服务的需求大大提高。然而，当轮船逐渐驶向远海，陆地的基站信号因传播距离限制，将无法对轮船进行信号覆盖，从而导致用户无法进行正常的通信，这将给用户带来不便。
轮船信号覆盖技术可以解决上述问题，现有的轮船信号覆盖技术主要有两种，一种是直接通过卫星电话进行通信，如图1所示，这种通信方式要求用户配备专用的卫星手机并且开通卫星业务使用权，才可以通过卫星手机与外界进行通信；而另外一种则是通过卫星传输的方式，如图2所示，将陆地网信号通过卫星地面站发射给卫星，卫星将信号转发给处于远海的轮船，轮船上相应的卫星接收设备通过对卫星信号的接收、解调，最后转化成普通通信基站能够解调的信号，再通过基站发射普通手机制式信号给用户。如此，用户只需要有普通的手机也能在远海进行手机通信。
上述两种轮船信号覆盖技术中，陆地至轮船信号的传输都是通过卫星转发的方式进行的，以“卫星地面站—卫星—卫星接收发射设备”为传输链路。
现有的以卫星为传输方式的轮船信号覆盖技术存在如下缺陷：直接通过卫星电话的通信方式，要求用户必须具备“卫星电话”终端，普通手机无法使用；卫星电话发射功率受限，上行链路易受干扰，不能保证信号及时准确地传送给卫星；卫星电话接收能力有限，由于卫星信号本身较弱，处于船舱内的卫星电话基本无法接收到卫星信号，甚至在船甲板上也无法保证能够接收、解调出卫星信号。以卫星通信为传输方式的轮船普通手机信号覆盖方式，轮船上的卫星天线接收频段受限，部分区域只能接收到C频段或Ku频段；轮船上的卫星天线及配套的伺服系统体积庞大，而轮船表面可利用空间有限；对伺服系统灵敏度要求高，若天线不能准确、及时地对准卫星，容易造成信号丢失，引发传输链路中断，需重新搜索卫星，通信连续性得不到保证；卫星子系统设备技术要求高，维修难度高，故障恢复时间长。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种智能微波中继系统及智能海上微波中继站，能够实现在远航轮船上通过普通手机获取良好的微波信号，保证微波信号的传输质量。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种智能微波中继系统，所述智能微波中继系统包括：用于发射/接收微波信号的微波天线、用于调整所述微波天线方位的伺服系统、以及用于处理所述微波信号的中继单元；其中，
所述微波天线与所述中继单元以及所述伺服系统连接；所述伺服系统与所述中继单元连接。
所述微波天线至少包括：
用于发射微波信号至陆地微波站以及接收所述陆地微波站发射的微波信号的第一微波天线；
用于发射微波信号至目标中继站以及接收所述目标中继站发射的微波信号的第二微波天线；
用于向轮船发射微波信号以及接收所述轮船发射的微波信号的第三微波天线；
所述第一微波天线、所述第二微波天线、所述第三微波天线均与所述中继单元以及所述伺服系统连接。
所述伺服系统至少包括：
用于调整所述第一微波天线方位的第一伺服系统；
用于调整所述第二微波天线方位的第二伺服系统；
用于调整所述第三微波天线方位的第三伺服系统；
所述第一伺服系统与所述第一微波天线连接；所述第二伺服系统与所述第二微波天线连接；所述第三伺服系统与所述第三微波天线连接；所述第一伺服系统、所述第二伺服系统、所述第三伺服系统均与所述中继单元连接。
所述第一伺服系统上设置有固定所述第一微波天线的第一机械转轴；通过控制所述第一机械转轴的转动，所述第一微波天线的方位与所述陆地微波站上的天线方位相对；
所述第二伺服系统上设置有固定所述第二微波天线的第二机械转轴；通过控制所述第二机械转轴的转动，所述第二微波天线的方位与所述目标中继站上的天线方位相对；
所述第三伺服系统上设置有固定所述第三微波天线的第三机械转轴；通过控制所述第三机械转轴的转动，所述第三微波天线的方位与轮船上的天线方位相对。
一种智能海上微波中继站，所述智能海上微波中继站包括：通信浮标、智能微波中继系统以及动力能源系统；其中，
所述通信浮标包括用于承载所述智能微波中继系统以及所述动力能源系统的浮标体、用于将所述浮标体固定于海上的锚系；
所述智能微波中继系统包括用于发射/接收微波信号的微波天线、用于调整所述微波天线方位的伺服系统、以及用于处理所述微波信号的中继单元；其中，所述微波天线与所述中继单元以及所述伺服系统连接；所述伺服系统与所述中继单元相连接；
所述动力能源系统包括用于将光能转化为电能的太阳能电池、用于将风能转换为电能的发电风车、以及用于存储电能的蓄电池；
所述动力能源系统与所述通信浮标以及所述智能微波中继系统连接。
所述微波天线至少包括：
用于发射微波信号至陆地微波站以及接收所述陆地微波站发射的微波信号的第一微波天线；
用于发射微波信号至目标中继站以及接收所述目标中继站发射的微波信号的第二微波天线；
用于向轮船发射微波信号以及接收所述轮船发射的微波信号的第三微波天线；
所述第一微波天线、所述第二微波天线、所述第三微波天线均与所述中继单元以及所述伺服系统连接。
所述伺服系统至少包括：
用于调整所述第一微波天线方位的第一伺服系统；
用于调整所述第二微波天线方位的第二伺服系统；
用于调整所述第三微波天线方位的第三伺服系统；
所述第一伺服系统与所述第一微波天线连接；所述第二伺服系统与所述第二微波天线连接；所述第三伺服系统与所述第三微波天线连接；所述第一伺服系统、所述第二伺服系统、所述第三伺服系统均与所述中继单元连接。
所述第一伺服系统上设置有用于监测所述浮标体所处的经纬度以及偏移角度的第一监测单元；
所述第二伺服系统上设置有用于监测所述浮标体所处的经纬度以及偏移角度的第二监测单元；
所述第三伺服系统上设置有用于监测所述浮标体所处的经纬度以及偏移角度的第三监测单元。
所述第一伺服系统上设置有固定所述第一微波天线的第一机械转轴；所述第一伺服系统通过控制所述第一机械转轴的转动，使所述第一微波天线的方位与所述陆地微波站上的天线方位相对；
所述第二伺服系统上设置有固定所述第二微波天线的第二机械转轴；通过控制所述第二机械转轴的转动，所述第二微波天线的方位与所述目标中继站上的天线方位相对；
所述第三伺服系统上设置有固定所述第三微波天线的第三机械转轴；通过控制所述第三机械转轴的转动，所述第三微波天线的方位与轮船上的天线方位相对。
本实用新型实施例记载的智能微波中继系统，包括：用于发射/接收微波信号的微波天线、用于调整所述微波天线方位的伺服系统、以及用于处理所述微波信号的中继单元。本实用新型记载的智能海上微波中继站，包括：通信浮标、智能微波中继系统以及动力能源系统；所述通信浮标包括用于承载所述智能微波中继系统以及所述动力能源系统的浮标体、用于将所述浮标体固定于海上的锚系；所述智能微波中继系统包括用于发射/接收微波信号的微波天线、用于调整所述微波天线方位的伺服系统、以及用于处理所述微波信号的中继单元；所述动力能源系统包括用于将光能转化为电能的太阳能电池、用于将风能转换为电能的发电风车、以及用于存储电能的蓄电池。相对于卫星手机通信方式，本中继站通过将微波信号传送给轮船微波系统，轮船微波系统再将微波信号转换成普通的手机信号进入船舱室内，解决了用户在船舱内无法通信的问题。本中继站通过有效的微波传输，实现海上微波传输链路，解决了部分海上区域无卫星信号覆盖的问题。相对于卫星船载系统，本中继站的微波天线体积小，解决卫星天线占用空间巨大的问题，可满足众多大小不一的轮船、游艇的空间要求。本中继站可根据实际情况，保证微波信号的传输质量，降低信号灵敏度的要求，提高了信号连续传输的可靠性，解决了卫星信号灵敏度要求苛刻及易断线的问题。
附图说明
图1为现有技术中基于卫星电话的通信方式示意图；
图2为现有技术中以卫星通信为传输方式的轮船普通手机信号覆盖方式示意图；
图3为本实用新型实施例智能微波中继系统的结构组成示意图；
图4为本实用新型实施例智能海上微波中继站的结构组成示意图；
图5为本实用新型实施例智能海上微波中继站的物理结构图；
图6为本实用新型实施例基于智能海上微波中继站的远航轮船信号覆盖方式示意图；
图7为本实用新型实施例智能海上微波中继站的工作原理图。
具体实施方式
为了能够更加详尽地了解本实用新型的特点与技术内容，下面结合附图对本实用新型的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本实用新型。
本实用新型实施例记载了一种智能微波中继系统，如图3所示，所述智能微波中继系统包括：用于发射/接收微波信号的微波天线31、用于调整所述微波天线方位的伺服系统32、以及用于处理所述微波信号的中继单元33；其中，
所述微波天线31与所述中继单元33以及所述伺服系统32连接；所述伺服系统32与所述中继单元33相连接。
优选地，所述微波天线31至少包括：
用于发射微波信号至陆地微波站以及接收所述陆地微波站发射的微波信号的第一微波天线311；
用于发射微波信号至目标中继站以及接收所述目标中继站发射的微波信号的第二微波天线312；
用于向轮船发射微波信号以及接收所述轮船发射的微波信号的第三微波天线313；
所述第一微波天线311、所述第二微波天线312、所述第三微波天线313均与所述中继单元33以及所述伺服系统32连接。
优选地，所述伺服系统32至少包括：
用于调整所述第一微波天线311方位的第一伺服系统321；
用于调整所述第二微波天线312方位的第二伺服系统322；
用于调整所述第三微波天线313方位的第三伺服系统323；
所述第一伺服系统321与所述第一微波天线311连接；所述第二伺服系统322与所述第二微波天线312连接；所述第三伺服系统323与所述第三微波天线313连接；所述第一伺服系统321、所述第二伺服系统322、所述第三伺服系统323均与所述中继单元33连接。
优选地，所述第一伺服系统321上设置有固定所述第一微波天线311的第一机械转轴；通过控制所述第一机械转轴的转动，所述第一微波天线311的方位与所述陆地微波站上的天线方位相对；
所述第二伺服系统322上设置有固定所述第二微波天线312的第二机械转轴；通过控制所述第二机械转轴的转动，所述第二微波天线312的方位与所述目标中继站上的天线方位相对；
所述第三伺服系统323上设置有固定所述第三微波天线313的第三机械转轴；通过控制所述第三机械转轴的转动，所述第三微波天线313的方位与轮船上的天线方位相对。
本实用新型实施例还记载了一种智能海上微波中继站，如图4、图5所示，所述智能海上微波中继站包括：通信浮标41、智能微波中继系统42以及动力能源系统43；其中，
所述通信浮标41包括用于承载所述智能微波中继系统以及所述动力能源系统的浮标体411、用于将所述浮标体固定于海上的锚系412；
所述智能微波中继系统42包括用于发射/接收微波信号的微波天线31、用于调整所述微波天线方位的伺服系统32、以及用于处理所述微波信号的中继单元33；其中，所述微波天线31与所述中继单元33以及所述伺服系统32连接；所述伺服系统32与所述中继单元33相连接；
所述动力能源系统43包括用于将光能转化为电能的太阳能电池431、用于将风能转换为电能的发电风车432、以及用于存储电能的蓄电池433；
所述动力能源43与所述通信浮标41以及所述智能微波中继系统42连接。
优选地，所述微波天线31至少包括：
用于发射微波信号至陆地微波站以及接收所述陆地微波站发射的微波信号的第一微波天线311；
用于发射微波信号至目标中继站以及接收所述目标中继站发射的微波信号的第二微波天线312；
用于向轮船发射微波信号以及接收所述轮船发射的微波信号的第三微波天线313；
所述第一微波天线311、所述第二微波天线312、所述第三微波天线313均与所述中继单元33以及所述伺服系统32连接。
优选地，所述伺服系统32至少包括：
用于调整所述第一微波天线311方位的第一伺服系统321；
用于调整所述第二微波天线312方位的第二伺服系统322；
用于调整所述第三微波天线313方位的第三伺服系统323；
所述第一伺服系统321与所述第一微波天线311连接；所述第二伺服系统322与所述第二微波天线312连接；所述第三伺服系统323与所述第三微波天线313连接；所述第一伺服系统321、所述第二伺服系统322、所述第三伺服系统323均与所述中继单元33连接。
优选地，所述第一伺服系统321上设置有用于监测所述浮标体所处的经纬度以及偏移角度的第一监测单元；
所述第二伺服系统322上设置有用于监测所述浮标体所处的经纬度以及偏移角度的第二监测单元；
所述第三伺服系统323上设置有用于监测所述浮标体所处的经纬度以及偏移角度的第三监测单元。
所述第一伺服系统321上设置有用于监测所述浮标体所处的经纬度以及偏移角度的第一监测单元；
所述第二伺服系统322上设置有用于监测所述浮标体所处的经纬度以及偏移角度的第二监测单元；
所述第三伺服系统323上设置有用于监测所述浮标体所处的经纬度以及偏移角度的第三监测单元。
优选地，所述第一伺服系统321上设置有固定所述第一微波天线311的第一机械转轴；通过控制所述第一机械转轴的转动，所述第一微波天线311的方位与所述陆地微波站上的天线方位相对；
所述第二伺服系统322上设置有固定所述第二微波天线312的第二机械转轴；通过控制所述第二机械转轴的转动，所述第二微波天线312的方位与所述目标中继站上的天线方位相对；
所述第三伺服系统323上设置有固定所述第三微波天线313的第三机械转轴；通过控制所述第三机械转轴的转动，所述第三微波天线313的方位与轮船上的天线方位相对。
图6为本实用新型实施例基于智能海上微波中继站的远航轮船信号覆盖方式示意图，如图6所示，当轮船驶离陆地一段距离后，已无法收到来自陆地的基站信号，此时，陆地微波站将基站信号转换成微波信号，通过陆地微波天线向海上智能微波中继站发射。由于智能微波中继站有锚系的固定，因此，智能微波中继站的经纬度坐标已确定，故可计算确定陆地微波天线的发射接收角度，而中继站的微波天线也可确定自身的发射接收角度，从而保证了微波天线间的“正面相对”，如图7所示。当海浪、风力等原因导致漂浮体发生一定角度旋转时，伺服系统可计算出偏移角度，并通过自身的机械转动调整微波天线的角度，以保证微波天线间的“正面相对”，如图7所示。
本实用新型实施例中，基于经纬度坐标和伺服系统智能地对微波天线的角度进行调整，可以保证陆地、智能海上微波中继站、轮船上的微波天线间都能够两两“正面相对”，从而提高了微波信号传输的可靠性，实现了微波信号在海上能够顺利中继的过程。
以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。
Claims (9)
1.一种智能微波中继系统，其特征在于，所述智能微波中继系统包括：用于发射/接收微波信号的微波天线、用于调整所述微波天线方位的伺服系统、以及用于处理所述微波信号的中继单元；其中，
所述微波天线与所述中继单元以及所述伺服系统连接；所述伺服系统与所述中继单元连接。
2.根据权利要求1所述的智能微波中继系统，其特征在于，所述微波天线至少包括：
用于发射微波信号至陆地微波站以及接收所述陆地微波站发射的微波信号的第一微波天线；
用于发射微波信号至目标中继站以及接收所述目标中继站发射的微波信号的第二微波天线；
用于向轮船发射微波信号以及接收所述轮船发射的微波信号的第三微波天线；
所述第一微波天线、所述第二微波天线、所述第三微波天线均与所述中继单元以及所述伺服系统连接。
3.根据权利要求2所述的智能微波中继系统，其特征在于，所述伺服系统至少包括：
用于调整所述第一微波天线方位的第一伺服系统；
用于调整所述第二微波天线方位的第二伺服系统；
用于调整所述第三微波天线方位的第三伺服系统；
所述第一伺服系统与所述第一微波天线连接；所述第二伺服系统与所述第二微波天线连接；所述第三伺服系统与所述第三微波天线连接；所述第一伺服系统、所述第二伺服系统、所述第三伺服系统均与所述中继单元连接。
4.根据权利要求3所述的智能微波中继系统，其特征在于，
所述第一伺服系统上设置有固定所述第一微波天线的第一机械转轴；通过控制所述第一机械转轴的转动，所述第一微波天线的方位与所述陆地微波站上的天线方位相对；
所述第二伺服系统上设置有固定所述第二微波天线的第二机械转轴；通过控制所述第二机械转轴的转动，所述第二微波天线的方位与所述目标中继站上的天线方位相对；
所述第三伺服系统上设置有固定所述第三微波天线的第三机械转轴；通过控制所述第三机械转轴的转动，所述第三微波天线的方位与轮船上的天线方位相对。
5.一种智能海上微波中继站，其特征在于，所述智能海上微波中继站包括：通信浮标、智能微波中继系统以及动力能源系统；其中，
所述通信浮标包括用于承载所述智能微波中继系统以及所述动力能源系统的浮标体、用于将所述浮标体固定于海上的锚系；
所述智能微波中继系统包括用于发射/接收微波信号的微波天线、用于调整所述微波天线方位的伺服系统、以及用于处理所述微波信号的中继单元；其中，所述微波天线与所述中继单元以及所述伺服系统连接；所述伺服系统与所述中继单元相连接；
所述动力能源系统包括用于将光能转化为电能的太阳能电池、用于将风能转换为电能的发电风车、以及用于存储电能的蓄电池；
所述动力能源系统与所述通信浮标以及所述智能微波中继系统连接。
6.根据权利要求5所述的智能海上微波中继站，其特征在于，所述微波天线至少包括：
用于发射微波信号至陆地微波站以及接收所述陆地微波站发射的微波信号的第一微波天线；
用于发射微波信号至目标中继站以及接收所述目标中继站发射的微波信号的第二微波天线；
用于向轮船发射微波信号以及接收所述轮船发射的微波信号的第三微波天线；
所述第一微波天线、所述第二微波天线、所述第三微波天线均与所述中继单元以及所述伺服系统连接。
7.根据权利要求6所述的智能海上微波中继站，其特征在于，所述伺服系统至少包括：
用于调整所述第一微波天线方位的第一伺服系统；
用于调整所述第二微波天线方位的第二伺服系统；
用于调整所述第三微波天线方位的第三伺服系统；
所述第一伺服系统与所述第一微波天线连接；所述第二伺服系统与所述第二微波天线连接；所述第三伺服系统与所述第三微波天线连接；所述第一伺服系统、所述第二伺服系统、所述第三伺服系统均与所述中继单元连接。
8.根据权利要求7所述的智能海上微波中继站，其特征在于，
所述第一伺服系统上设置有用于监测所述浮标体所处的经纬度以及偏移角度的第一监测单元；
所述第二伺服系统上设置有用于监测所述浮标体所处的经纬度以及偏移角度的第二监测单元；
所述第三伺服系统上设置有用于监测所述浮标体所处的经纬度以及偏移角度的第三监测单元。
9.根据权利要求8所述的智能海上微波中继站，其特征在于，
所述第一伺服系统上设置有固定所述第一微波天线的第一机械转轴；所述第一伺服系统通过控制所述第一机械转轴的转动，使所述第一微波天线的方位与所述陆地微波站上的天线方位相对；
所述第二伺服系统上设置有固定所述第二微波天线的第二机械转轴；通过控制所述第二机械转轴的转动，所述第二微波天线的方位与所述目标中继站上的天线方位相对；
所述第三伺服系统上设置有固定所述第三微波天线的第三机械转轴；通过控制所述第三机械转轴的转动，所述第三微波天线的方位与轮船上的天线方位相对。
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Cited By (3)
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| CN105691555A (zh) * | 2016-03-15 | 2016-06-22 | 浙江海洋学院 | 一种海洋通信系统 |
| CN113517917A (zh) * | 2021-04-09 | 2021-10-19 | 深圳市腾远智拓电子有限公司 | 一种海上超视距微波无线传输系统和方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20140312 |
|
| CX01 | Expiry of patent term |