RU2302078C1

RU2302078C1 - Radio-technical information system

Info

Publication number: RU2302078C1
Application number: RU2006119593/09A
Authority: RU
Inventors: Борис Михайлович Егоров (RU); Борис Михайлович Егоров; Владимир Петрович Панов (RU); Владимир Петрович Панов; Виктор Владимирович Приходько (RU); Виктор Владимирович Приходько
Original assignee: Борис Михайлович Егоров; Владимир Петрович Панов; Виктор Владимирович Приходько
Priority date: 2006-06-06
Filing date: 2006-06-06
Publication date: 2007-06-27

Abstract

FIELD: radio-technical information systems using elements designed for other purposes, unrelated to informational purposes.

SUBSTANCE: radio-technical information system contains at least one passive repeater mounted on air power line support, and power supply of ground-based radio-technical equipment is connected primarily to power lines through energy takeoff device. Passive repeater is also functionally connected to ground-based radio-technological equipment located near it and containing an active repeater. At intermediate repeating stations pairs of passive repeaters are located primarily on neighboring air power line supports.

EFFECT: realization of information support without substantial investments into construction of masts due to usage of air power lines, usage of same air power line as electric supply, increased reliability of radio-technical information system, decreased operation costs.

3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к системам радиосвязи, а точнее к радиотехническим информационным системам (РИС), использующим элементы, сооруженные для других назначений, не относящихся к информационным. Изобретение позволяет увеличить технико-экономическую эффективность РИС с учетом всех компонентов, влияющих на ее полную стоимость и технические показатели.The invention relates to radio communication systems, and more specifically to radio-technical information systems (RIS), using elements constructed for other purposes, not related to information. The invention allows to increase the technical and economic efficiency of RIS, taking into account all the components that affect its full cost and technical indicators.

Известно использование всеохватывающей инфраструктуры высоковольтных воздушных линий электропередачи (ВЛЭП) для передачи информации. Так, информацию передают непосредственно по проводам ВЛЭП (патенты RU №488352, 2114507, 2144730, 2161371, 2165675, 2178952, 2186464, 2273955), при этом сложной задачей является отфильтровка высоковольтного 50-герцового (силового) сигнала. Подобные информационные системы предназначены для частот до 1 МГц, используемых преимущественно для передачи технологической информации.It is known to use an all-encompassing infrastructure of high voltage overhead power lines (HVL) for transmitting information. So, information is transmitted directly via the VLEP wires (patents RU No. 488352, 2114507, 2144730, 2161371, 2165675, 2178952, 2186464, 2273955), while a difficult task is to filter out the high-voltage 50 Hz (power) signal. Such information systems are designed for frequencies up to 1 MHz, used primarily for the transfer of technological information.

Известны предложения о монтаже на опорах ВЛЭП системы сотовой связи с антеннами сотовой связи и приемопередающим устройством сотовой станции, которое через модем подключено к линии электропередачи для приема информации с установленного на опорах метеооборудования (пат. RU 2276393) или с устройств учета потребления энергоресурсов (заявка RU 2004134457). Установка на опорах ВЛЭП такой системы сопряжена с большой сложностью обеспечения ее электроизоляции от высоковольтной линии, предотвращения влияния создаваемых ВЛЭП радиопомех и трудностями обслуживания.There are proposals on the installation of a cellular communication system with cellular antennas and a cellular station transceiver on the VLEP poles, which is connected via a modem to a power line to receive information from meteorological equipment installed on poles (US Pat. RU 2276393) or from energy metering devices (RU application 2004134457). The installation of such a system on the VLEP poles is fraught with great difficulty in ensuring its electrical isolation from the high-voltage line, preventing the influence of the radio interference created by the VLEP and service difficulties.

ВЛЭП также используется для волоконно-оптических линий связи (ВОЛС). При этом кабель ВОЛС навивают или подвешивают на грозозащитный трос и/или фазные провода. Часто применяют протяжку между опорами ЛЭП самонесущего кабеля ВОЛС (патенты RU №2115984, 2137165, 2171486, 2172510) стоимостью около 300 тыс. руб. за километр. Последняя технология перспективна на ЛЭП 35 и 110 кВ. Самонесущий кабель может прожигаться при подвешивании на ЛЭП 220 кВ и практически не применяется на ЛЭП 330 кВ и выше. На ЛЭП 6-10 кВ такой кабель используется редко, т.к. он часто является объектом для вандализма. Отвод кабеля в сторону от магистрального ВОЛС при низкой плотности потребителей нерентабелен даже в долгосрочной перспективе.VLEP is also used for fiber optic communication lines (FOCL). In this case, the fiber-optic cable is wound or suspended on a lightning protection cable and / or phase wires. Often, a pull is used between the power transmission line poles of the FOCL self-supporting cable (patents RU No. 21115984, 2137165, 2171486, 2172510) worth about 300 thousand rubles. per kilometer. The latest technology is promising on power lines of 35 and 110 kV. Self-supporting cable can be burned when suspended on 220 kV power lines and is practically not used on 330 kV power lines and above. On a 6-10 kV power transmission line, such a cable is rarely used, because he is often the target of vandalism. Leaving the cable away from the main FOCL at a low consumer density is unprofitable even in the long term.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является РИС, в состав радиотехнического оборудования которой входит по крайней мере один установленный на мачте пассивный ретранслятор для передачи и/или приема информации (Радиотехника. Энциклопедия/ под ред. Ю.Л.Мороза и др. - М.: Изд. дом «Додэка-XXI», 2002. С.62-64, 459, 491-496).Closest to the claimed technical solution is RIS, the radio equipment of which includes at least one passive transponder mounted on the mast for transmitting and / or receiving information (Radio Engineering. Encyclopedia / edited by Yu.L. Moroz et al. - M. : Publishing House "Dodeca-XXI", 2002. S.62-64, 459, 491-496).

Недостатком прототипа является то, что в нем используются специально построенные конструктивно сложные и дорогостоящие мачты с размещенными на них ретрансляторами. Сооружение и эксплуатация таких линий связи РИС большой протяженности требует значительных затрат на строительство мачт и внешнее энергоснабжение радиотехнического оборудования, что приводит в итоге к повышенной стоимости услуг РИС и, следовательно, к малой рентабельности или вообще к ее нерентабельности при малой плотности потребителей.The disadvantage of the prototype is that it uses specially constructed structurally complex and expensive masts with repeaters placed on them. The construction and operation of such long-distance RIS communication lines requires significant costs for the construction of masts and external power supply of radio equipment, which ultimately leads to an increased cost of RIS services and, consequently, to low profitability or even its unprofitability at low consumer density.

Предложена РИС, в состав радиотехнического оборудования которой входит по крайней мере один установленный на мачте пассивный ретранслятор для передачи и/или приема информации.RIS is proposed, the radio equipment of which includes at least one passive transponder mounted on the mast for transmitting and / or receiving information.

Существенными, отличительными от прототипа признаками являются следующие: в качестве мачты использована опора воздушной линии электропередачи, а блок питания наземного радиотехнического оборудования подключен преимущественно к указанной линии электропередачи через устройство отбора электроэнергии.Significant, distinguishing features from the prototype are the following: an overhead power line support was used as a mast, and the power supply unit of ground-based radio equipment is connected mainly to the specified power line through an electric power take-off device.

Кроме того, для обеспечения многократной ретрансляции РИС содержит N>1 пассивных функционально связанных ретрансляторов, каждый из которых функционально связан с расположенным в его районе наземным радиотехническим оборудованием, содержащим активный ретранслятор.In addition, to ensure multiple relaying, the RIS contains N> 1 passive functionally coupled relays, each of which is functionally connected to ground-based radio equipment located in its area containing an active relay.

Также на промежуточных пунктах ретрансляции пара пассивных ретрансляторов расположена преимущественно на соседних опорах указанной линии электропередачи.Also at the intermediate relay points, a pair of passive repeaters is located mainly on adjacent poles of the specified power line.

Предлагаемая РИС повышает технико-экономическую эффективность благодаря введенным в нее новым элементам и их связям, позволившим использовать составляющие действующих ВЛЭП, как уже готовых линий связи большой протяженности, развлетвленная сеть которых покрывает большую часть территории, в том числе северные и горные районы.The proposed RIS improves technical and economic efficiency thanks to the new elements introduced into it and their connections, which made it possible to use the components of the existing high-voltage lines as ready-made long-distance communication lines whose extensive network covers most of the territory, including northern and mountainous regions.

Ниже изобретение описано более детально со ссылкой на чертежи, схематически иллюстрирующие РИС и ее работу.Below the invention is described in more detail with reference to the drawings, schematically illustrating the FIG and its operation.

На фиг.1 показана заявляемая РИС. На фиг.2 представлена РИС с многократной активной ретрансляцией.Figure 1 shows the claimed FIG. Figure 2 presents the RIS with multiple active relay.

В состав радиотехнического оборудования (фиг.1) РИС входит по крайней мере один пассивный ретранслятор 1, установленный на опоре 2 ВЛЭП (на фигуре показан вариант его расположения на вершине опоры). Блок питания 3 радиотехнического оборудования подключен к источнику электроснабжения, преимущественно к ВЛЭП, через устройство 4 отбора электроэнергии. Пассивный ретранслятор 1 может быть различного типа (Системы связи и радиорелейные линии. Под ред. Н.И.Калашникова. М., Связь, 1977. С.112-115). На фигуре условно показан пассивный ретранслятор 1 отражательного типа. Устройство 4 отбора электроэнергии также может быть различного вида. Например, промышленность Москвы поставляет подстанции различной мощности, включающие устройства антенного (для малых нагрузок) или конденсаторного типа для отбора мощности от ВЛЭП напряжением 110 кВ и выше. Такие подстанции имеют низкую стоимость, просты по конструкции и не требуют постоянного обслуживания. В качестве антенн могут использоваться грозозащитные тросы 5 ВЛЭП. На фигуре показан вариант функционального соединения 6 грозозащитного троса 5 с устройством 4 отбора электроэнергии и последнего - функциональным соединением 7 с блоком питания 3. Опоры ВЛЭП в зависимости от напряжения имеют высоты от 20 до 40 метров, но вдоль ВЛЭП лес полностью вырублен, и это создает более благоприятные, чем в прототипе, условия распространения радиосигнала.The composition of the radio equipment (Fig. 1) RIS includes at least one passive repeater 1 mounted on the VLEP support 2 (the figure shows a variant of its location on the top of the support). The power supply unit 3 of the radio equipment is connected to a power source, mainly to a high-voltage line, through a power take-off device 4. Passive repeater 1 can be of various types (communication systems and radio relay lines. Edited by N.I. Kalashnikov. M., Communication, 1977. S.112-115). The figure conventionally shows a passive repeater 1 of the reflective type. The device 4 power selection can also be of various types. For example, the Moscow industry supplies substations of various capacities, including antenna devices (for small loads) or a capacitor type for power take-off from a high-voltage power line with a voltage of 110 kV and higher. Such substations are low cost, simple in design and do not require constant maintenance. As antennas can be used lightning protection cables 5 VLEP. The figure shows a variant of the functional connection 6 of the lightning protection cable 5 with the power take-off device 4, and the latter - by the functional connection 7 with the power supply 3. Depending on the voltage, the VLEP supports have heights of 20 to 40 meters, but along the VLEP the forest is completely cut down, and this creates more favorable than in the prototype, the conditions for the propagation of the radio signal.

При работе РИС радиотехническое оборудование посылает радиосигнал на установленный на опоре ВЛЭП пассивный ретранслятор 1, который изменяет в нужном направлении распространение радиосигнала (или принимает его с нужного направления) до его попадания на другое радиотехническое оборудование или на следующий пассивный ретранслятор, который может быть установлен на опоре ВЛЭП. Таким путем можно передавать радиосигнал вдоль линии ВЛЭП на значительные расстояния или переправлять его на радиорелейную линию или другую линию ВЛЭП, в том числе пересекающие данную. Достоинством такой РИС является ее энергоснабжение от этой же ВЛЭП. Также установка на опоре только пассивного ретранслятора избавляет от необходимости обеспечивать всепогодную высоковольтную электроизоляцию радиотехнического оборудования (например, изолятор на 500 кВ имеет длину утечки по нему 9 м) и исключает влияние помех, создаваемых ВЛЭП и передаваемых по ее электропроводам сигналов другого назначения.In the operation of RIS, the radio equipment sends a radio signal to a passive repeater 1 installed on the VLEP support, which changes the propagation of the radio signal in the right direction (or receives it from the desired direction) before it reaches other radio equipment or the next passive relay, which can be mounted on the support VLEP. In this way, it is possible to transmit a radio signal along the VLEP line for considerable distances or to forward it to a radio relay line or other VLEP line, including those crossing this one. The advantage of such a RIS is its energy supply from the same high-voltage line. Also, installing only a passive repeater on the support eliminates the need to provide all-weather high-voltage electrical insulation of radio equipment (for example, a 500 kV insulator has a leakage length of 9 m over it) and eliminates the effects of interference from high-voltage power lines and other signals transmitted through its electrical wires.

РИС большой протяженности создается путем многократной ретрансляции. Для этого РИС содержит, как показано на фиг.2, необходимое количество пассивных функционально связанных ретрансляторов 1. Каждый из них функционально связан с расположенным в его районе радиотехническим оборудованием, содержащим активный ретранслятор 8. Радиосигнал активного ретранслятора, направляемый на пассивный ретранслятор, имеет некоторую ширину диаграммы направленности. В тех случаях, когда не допускается попадание этого радиосигнала на другой пассивный ретранслятор, на промежуточных пунктах ретрансляции эти пассивные ретрансляторы располагают преимущественно на соседних опорах ВЛЭП. Для этого случая на фиг.2 радиотехническое оборудование изображено в виде двух функционально соединенных приемопередающих устройств 9 с антеннами 10. Чтобы не загромождать рисунок, на фиг.2 не показаны блоки питания и их связи с грозозащитным тросом, т.к. они такие же, как на фиг.1.Long-distance RIS is created by repeated relaying. To this end, the RIS contains, as shown in FIG. 2, the required number of passively functionally connected transponders 1. Each of them is functionally connected to the radio equipment located in its area containing the active transponder 8. The radio signal of the active transponder directed to the passive transponder has a certain width radiation patterns. In cases where this radio signal is not allowed to reach another passive repeater, at the intermediate relay points, these passive repeaters are located mainly on adjacent VLEP supports. For this case, figure 2 shows the radio equipment in the form of two functionally connected transceiver devices 9 with antennas 10. In order not to clutter up the figure, figure 2 does not show the power supplies and their connection with a lightning protection cable, because they are the same as in figure 1.

Применение изобретения позволит:The application of the invention will allow:

- охватить радиотехнической информационной системой электрофицированную часть территории страны, в том числе ту ее часть, для которой применение аналогов являлось нерентабельным;- to cover the radio-technical information system with the electrified part of the country, including that part for which the use of analogues was unprofitable;

- осуществить информационное обеспечение при минимальных затратах и без капитальных вложений на строительство дорогостоящих мачт, в том числе системы сотовой связи, за счет использования существующих опор ВЛЭП;- to provide information support at minimal cost and without capital investment for the construction of expensive masts, including cellular communications systems, through the use of existing VLEP towers;

- обеспечить энергоснабжение РИС от той же ВЛЭП;- provide power supply for RIS from the same high-voltage power line;

- уменьшить эксплуатационные расходы;- reduce operating costs;

- повысить надежность РИС за счет расположения на опоре только пассивного отражателя;- to increase the reliability of the RIS due to the location on the support of only a passive reflector;

- ускорить информатизацию страны.- accelerate the country's informatization.

Таким образом, отличительные признаки заявляемой РИС обеспечивают появление новых свойств, не достигаемых в прототипе и аналогах. Проведенный анализ позволил установить: аналоги с совокупностью признаков, тождественных всем признакам заявленного технического решения, отсутствуют, что указывает на соответствие заявленной системы сотовой связи условию «новизны».Thus, the distinctive features of the claimed RIS provide the emergence of new properties that are not achieved in the prototype and analogues. The analysis made it possible to establish: analogues with a set of features that are identical to all the features of the claimed technical solution are absent, which indicates the compliance of the claimed cellular communication system with the “novelty” condition.

Результаты поиска известных решений в области радиосвязи с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленной РИС, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Также не выявлена известность влияния предусматриваемых заявленным изобретением существенных признаков на достижение указанного результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».The results of the search for known solutions in the field of radio communications in order to identify signs that match the distinctive features of the claimed RIS from the prototype have shown that they do not follow explicitly from the prior art. Also, the popularity of the influence of the essential features provided for by the claimed invention on the achievement of the specified result has not been revealed. Therefore, the claimed invention meets the condition of patentability "inventive step".

Claims

1. Radio engineering information system, the radio equipment of which includes at least one transponder mounted on a support of an overhead power transmission line (VLEP) for receiving and transmitting information, and the power supply unit of ground radio equipment is connected mainly to the specified VLEP through an electric power selection device characterized in that the repeater is made in the form of a passive repeater installed with the ability to change in the desired direction of propagation of the radio signal and before hitting it on radio equipment intended to be received, for example, radio equipment on the ground, located in the area containing the passive transponder and the active transponder.

2. The radio information system according to claim 1, characterized in that it contains N> 1 passive functionally connected transponders installed on the VLEP supports.

3. The radio information system according to claim 1 or 2, characterized in that the pair of passive repeaters is located mainly on the adjacent supports of the high-voltage power lines.