CN220123080U - 一种矿用5g通信基站 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种矿用5G通信基站，涉及矿用5G通信系统领域，包括：壳体；电源，安装在所述壳体内，为矿用5G通信基站供电；5G射频拉远单元，安装在所述壳体内，其通过光纤接口与外部基站控制器或远端汇聚站连接；天线，安装在所述壳体外；隔离电容板，安装在所述壳体内，连接在所述5G射频拉远单元和所述天线之间，用于限制所述5G射频拉远单元和所述天线之间的线路上传输的能量，使得所述5G射频拉远单元和所述天线之间的线路满足煤矿井下通信的本质安全要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及矿用5G通信系统领域，尤其涉及煤矿井下应用的5G通信基站。
背景技术
目前煤矿井下应用的通信网络包括工业以太网、4G网络、WiFi无线网络等多种形式，随着5G通信技术的不断发展，5G网络具有大带宽、低延时、易部署、易维护的特点，非常适合煤矿的应用场景。然而，根据煤矿应用场景及标准，地面普通5G基站不能直接在井下使用，需要进行改造和认证，例如pRRU和天线连接的部分需要满足本质安全的要求。
实用新型内容
本实用新型提供一种矿用5G通信基站，旨在提供一种满足煤矿井下通信的本质安全要求的5G通信基站。
本实用新型提供的矿用5G通信基站，包括：壳体；电源，安装在所述壳体内，为矿用5G通信基站供电；5G射频拉远单元，安装在所述壳体内，其通过光纤接口与外部基站控制器或远端汇聚站连接；天线，安装在所述壳体外；隔离电容板，安装在所述壳体内，连接在所述5G射频拉远单元和所述天线之间，用于限制所述5G射频拉远单元和所述天线之间的线路上传输的能量，使得所述5G射频拉远单元和所述天线之间的线路满足煤矿井下通信的本质安全要求。
优选地，n个第一SMA接口，每个第一SMA接口分别连接所述5G射频拉远单元的一个射频接口；n个第二SMA接口，每个第二SMA接口分别连接所述天线的一个天线接口；n条信号线，每条信号线上串联2只隔离电容，一端连接一个第一SMA接口，另一端连接一个第二SMA接口；n条屏蔽线，每条屏蔽线上串联2只隔离电容，一端连接一个第一SMA接口，另一端连接一个第二SMA接口。
优选地，每个隔离电容小于0.05uF，耐压值不小于1500V，输送能量值小于1500uJ。
优选地，n的取值为4。
优先地，所述5G射频拉远单元具有4个射频接口；所述天线包括第一天线和第二天线，所述第一天线和所述第二天线均具有两个天线接口。
优选地，所述5G通信基站的发射阈功率不大于6W。
优选地，所述壳体上具有一个电源接口，所述电源通过所述电源接口接入外部电源。
优选地，所述电源的输入电压为AC127V±10％，输出电压为DC48V。
优选地，所述壳体是防爆壳体。
优选地，所述防爆壳体具有透明观察窗口。
本实用新型提供的矿用5G通信基站，在5G射频拉远单元和天线之间连接隔离电容板，通过隔离电容板限制所述5G射频拉远单元和所述天线之间的线路上传输的能量，使得5G射频拉远单元和天线之间的线路满足煤矿井下通信的本质安全要求，提高了煤矿井下使用5G通信基站的安全性。
附图说明
图1是本实用新型提供的矿用5G通信基站的结构示意图。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
根据矿用5G产品的相关标准及检验要求，本实用新型提供了一种可应用在煤矿井下的矿用5G通信基站，该5G通信基站具有1个电源接口，可通过外部电源供电；该5G通信基站还具有1个信号传输光接口(简称光纤接口)，可与外部基站控制器(BBU)或远端汇聚站(RHUB)，共同完成5G通信系统组网功能。
参见图1，一种矿用5G通信基站包括：壳体1，安装在壳体1内的电源3、5G射频拉远单元(pRRU)4和隔离电容板5，安装在壳体1外部的天线6。其中：
壳体1是满足矿用隔爆要求的防爆壳体，用于保护壳体1内部的电源3、5G射频拉远单元(pRRU)4和隔离电容板5等部件。另外，壳体1具有观察窗口2，该观察窗口2是透明观察窗口，可以采用玻璃，便于井下操作人员通过透明观察窗口2观察矿用5G通信基站的工作情况，例如，可以在壳体1内安装用于指示电源等各个模块的工作情况的指示灯，这样，井下操作人员通过透明观察窗口2观察壳体1内的指示灯，就可以知道矿用5G通信基站的工作状态。
电源3，安装在防爆壳体1内，用于为矿用5G通信基站供电，具体地说，电源3为5G射频拉远单元(pRRU)4供电。电源3是由外部供电的电源，具体地说，电源3通过壳体1上设置的电源接口接入外部电源，该外部电源为电源3输入的电压为AC127V±10％，经转换后，电源3的输出电压为DC48V。
5G射频拉远单元(pRRU)4，安装在所述壳体1内，其通过壳体1上设置的信号传输光接口(简称光纤接口)与外部基站控制器(BBU)或远端汇聚站(RHUB)连接，实现完成5G通信系统组网。另外，5G射频拉远单元(pRRU)4与安装在壳体1外部的天线6连接，完成5G射频信号收发。
天线6，安装在壳体1外，与安装在壳体1内的5G射频拉远单元(pRRU)4连接。
为确保5G射频拉远单元(pRRU)4和天线6连接的部分满足本质安全的要求，本实用新型在5G射频拉远单元(pRRU)4和天线6之间增加了隔离电容板5，通过隔离电容板5，将5G射频拉远单元(pRRU)4和天线6之间线路(发射线路)上传输/输送的能量限制在指定范围内，确保本质安全的要求，满足矿井应用场景下的相关标准。具体地说，隔离电容板5，安装在壳体1内，连接在5G射频拉远单元4(pRRU)和天线6之间，用于限制5G射频拉远单元(pRRU)4和天线6之间的线路上传输的能量，使得5G射频拉远单元(pRRU)4和天线6之间的线路满足煤矿井下通信的本质安全要求。具体地说，该隔离电容板5包括：n个第一SMA接口，每个第一SMA接口分别连接5G射频拉远单元(pRRU)4的一个射频接口；n个第二SMA接口，每个第二SMA接口分别连接天线6的一个天线接口；n条信号线，每条信号线上串联2只隔离电容，一端连接一个第一SMA接口，另一端连接一个第二SMA接口；n条屏蔽线，每条屏蔽线上串联2只隔离电容，一端连接一个第一SMA接口，另一端连接一个第二SMA接口。
本实用新型可以通过公式E＝1.5*0.5C*U2＝1.5*0.5C*(√2*UM)2＝1.5*C*(UM)2，确定在E＝1500uJ时允许使用的最大电容0.051uF。也就是说，使用低于0.05uF的电容时，可以保证线路传输的能量小于1500uJ，满足本安要求。也就是说，本实用新型中每个隔离电容小于0.05uF，输送能量值小于1500uJ。上述公式中，1.5是安全系数；C是电容的电容容值；U是电容两端的最大电压√2*UM；UM为设备的最大工作电压AC127V*110％。在满足上述电容容量和输送能量值的基础上，优选耐压值不小于1500V的电容。
其中，n的取值为正整数，图1所示的实施例以n的取值为4为例，5G射频拉远单元(pRRU)4具有4个射频接口ANT0、ANT1、ANT2、ANT3，天线6包括第一天线(即天线1)和第二天线(即天线2)，第一天线和第二天线是双极天线，均具有两个天线接口。图1中，隔离电容板5左侧有4个SMA接口，分别连接5G射频拉远单元(pRRU)4的4个射频接口ANT0、ANT1、ANT2、ANT3，隔离电容板5右侧的4个SMA接口分别连接天线1的2个天线接口和天线2的2个天线接口。每个接口都连有信号线和屏蔽线，总共8条线路。隔离电容板5选取16只隔离电容(简称电容)，焊接在印刷电路板上，其中每两个电容为一组，串联连接在一条线路中，防止其中1个电容短路后，线路仍能满足隔离作用，确保安全性。
在5G射频拉远单元(pRRU)4和天线6连接的部分满足本质安全的同时，本实用新型可以选用发射功率较小的5G射频拉远单元(pRRU)4，并匹配合理放大增益的天线，确保矿用5G通信基站总发射功率不超过标准，具体地说，根据5G射频拉远单元(pRRU)4的发射功率和天线6的放大增益，合理选择5G射频拉远单元(pRRU)4和天线6，使得矿用5G通信基站的发射阈功率不大于6W，满足矿用通信标准。
本实用新型通过在5G射频拉远单元(pRRU)4和天线6增加隔离电容板5，确保5G射频拉远单元(pRRU)4和天线6之间的线路满足煤矿井下通信的本质安全要求，提高了煤矿井下使用5G通信基站的安全性。另外，通过合理选择5G射频拉远单元(pRRU)4和天线6，可以使矿用5G通信基站的发射阈功率不大于6W，满足矿用通信标准。
以上参照附图说明了本实用新型的优选实施例，并非因此局限本实用新型的权利范围。本领域技术人员不脱离本实用新型的范围和实质内所作的任何修改、等同替换和改进，均应在本实用新型的权利范围之内。
Claims (10)
1.一种矿用5G通信基站，其特征在于，包括：
壳体；
电源，安装在所述壳体内，为矿用5G通信基站供电；
5G射频拉远单元，安装在所述壳体内，其通过光纤接口与外部基站控制器或远端汇聚站连接；
天线，安装在所述壳体外；
隔离电容板，安装在所述壳体内，连接在所述5G射频拉远单元和所述天线之间，用于限制所述5G射频拉远单元和所述天线之间的线路上传输的能量，使得所述5G射频拉远单元和所述天线之间的线路满足煤矿井下通信的本质安全要求。
2.根据权利要求1所述的矿用5G通信基站，其特征在于，所述隔离电容板包括：
n个第一SMA接口，每个第一SMA接口分别连接所述5G射频拉远单元的一个射频接口；
n个第二SMA接口，每个第二SMA接口分别连接所述天线的一个天线接口；
n条信号线，每条信号线上串联2只隔离电容，一端连接一个第一SMA接口，另一端连接一个第二SMA接口；
n条屏蔽线，每条屏蔽线上串联2只隔离电容，一端连接一个第一SMA接口，另一端连接一个第二SMA接口。
3.根据权利要求2所述的矿用5G通信基站，其特征在于，每个隔离电容小于0.05uF，输送能量值小于1500uJ。
4.根据权利要求2所述的矿用5G通信基站，其特征在于，n的取值为4。
5.根据权利要求4所述的矿用5G通信基站，其特征在于，
所述5G射频拉远单元具有4个射频接口；
所述天线包括第一天线和第二天线，所述第一天线和所述第二天线均具有两个天线接口。
6.根据权利要求1所述的矿用5G通信基站，其特征在于，所述5G通信基站的发射阈功率不大于6W。
7.根据权利要求1所述的矿用5G通信基站，其特征在于，所述壳体上具有一个电源接口，所述电源通过所述电源接口接入外部电源。
8.根据权利要求7所述的矿用5G通信基站，其特征在于，所述电源的输入电压为AC127V±10％，输出电压为DC48V。
9.根据权利要求1所述的矿用5G通信基站，其特征在于，所述壳体是防爆壳体。
10.根据权利要求9所述的矿用5G通信基站，其特征在于，所述防爆壳体具有透明观察窗口。
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