Uhf全船信號覆蓋方法
【專利摘要】UHF全船信號覆蓋方法,根據(jù)系統(tǒng)的初步設(shè)計，詳細列出從機柜內(nèi)信號源至每一個室內(nèi)天線路徑上所有的設(shè)備和材料；通過分析全船影響信號傳輸?shù)慕橘|(zhì)以及衰減參數(shù)，調(diào)整線路布置方案，并通過適當(dāng)?shù)恼w或局部信號補償，最終達到符合設(shè)計的要求。根據(jù)UHF信號的傳播和衰減特性要求，對于現(xiàn)場UHF輻射傳導(dǎo)裝置的經(jīng)濟合理準(zhǔn)確布局，通過信號補償?shù)姆绞奖ＷC系統(tǒng)設(shè)計的完整性，降低可能存在的風(fēng)險。滿足語音通訊外，傳感器和儀表的數(shù)據(jù)傳輸，人員安全監(jiān)控等功能的應(yīng)用都將通過UHF信號覆蓋得以實現(xiàn)。
【專利說明】UHF全船信號覆蓋方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及國際專利分類GOlS采用無線電波的反射或再輻射的定位或存在檢測技術(shù)，尤其是UHF全船信號覆蓋方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在海洋工程船舶及平臺項目中，為滿足作業(yè)及聯(lián)絡(luò)需要，超高頻UHF信號全船覆蓋的應(yīng)用日益增多。
[0003]事實上，UHF信號在金屬表面會大幅衰減，為克服機艙或某些封閉區(qū)域?qū)π盘柕钠帘涡?yīng)，需要通過敷設(shè)饋線電纜和分布室內(nèi)天線等手段，以使全船任何有需要的地點和區(qū)域，都能實現(xiàn)UHF無線通信，這一類技術(shù)被歸入UHF信號全船覆蓋。
[0004]UHF信號覆蓋在陸地樓宇、大型場所或大型結(jié)構(gòu)物中都有應(yīng)用，但設(shè)計和計算相對簡單，并且對信號的強度具體要求計算并不嚴格。但是，在海洋工程船舶及平臺中，由于艙室均為鋼板結(jié)構(gòu)，艙室的布置較為復(fù)雜，以及還可能存在其他各種惡劣的噪音環(huán)境，由于任何傳輸介質(zhì)對信號傳輸均存在衰減現(xiàn)象，以及受到傳輸路徑及距離的影響。
[0005]中國專利申請CN203057524U公開了一種用于海上船只緊急救援所使用的無線電應(yīng)急示位標(biāo)EPIRB裝置，該裝置整體由應(yīng)急無線電示位標(biāo)漂浮體和自動充氣的通信氣球構(gòu)成。內(nèi)部由電源供電模塊、主控制模塊、GPS接收模塊、信號發(fā)射模塊、信號接收模塊、自動充氣裝置組成。漂浮體采用406MHz衛(wèi)星通信頻段發(fā)射報警信息；信氣球內(nèi)部集成與主控模塊相連的信號發(fā)射與接收模塊，接收模塊接收附近船員便攜子信標(biāo)發(fā)射的UHF頻段信號確定附近船員數(shù)量及位置信息，信號發(fā)射模塊采用VHF頻段無線發(fā)射求救信號。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種UHF全船信號覆蓋方法，通過適當(dāng)?shù)恼w或局部信號補償，最終達到符合設(shè)計的要求。
[0007]本發(fā)明的目的將通過以下技術(shù)措施來實現(xiàn):根據(jù)系統(tǒng)的初步設(shè)計，詳細列出從機柜內(nèi)信號源至每一個室內(nèi)天線路徑上所有的設(shè)備和材料；通過分析全船影響信號傳輸?shù)慕橘|(zhì)以及衰減參數(shù)，調(diào)整線路布置方案，并通過適當(dāng)?shù)恼w或局部信號補償，最終達到符合設(shè)計的要求。
[0008]尤其是，先期對室內(nèi)天線和饋線電纜進行布置，對機艙區(qū)域以及狹長的通道區(qū)域采用泄漏電纜敷設(shè)，泄漏電纜的敷設(shè)避開網(wǎng)線等在UHF頻段通訊的電纜，機艙及室內(nèi)天線的安裝取在艙室的中間位置，艙室內(nèi)有大型機械設(shè)備，天線的位置作調(diào)整，整個系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)采用樹形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
[0009]尤其是，信號的強度衰減主要體現(xiàn)在信號波幅的變窄，但換算成對數(shù)dB后信號的強度可以通過求和的形式計算；依據(jù)下面的公式:
[0010]室內(nèi)天線功率=信號源輸出功率-合成器損耗-耦合器損耗-饋線電纜損耗+放大器放大dB倍數(shù)-泄漏電纜損耗+室內(nèi)天線的放大dB倍數(shù)；[0011]根據(jù)每個設(shè)備或元件以及材料的衰減參數(shù)，計算出室內(nèi)天線終端的功率；其中電纜的損耗應(yīng)考慮長度及電纜不同型號規(guī)格，該公式作為一般性的理論計算公式。
[0012]尤其是，在整體信號強度偏弱的情況下，前端加入功率放大器可以對系統(tǒng)進行有效的補償，但在局部區(qū)域信號強度差的地方，只需要在后端加入功率放大器；對于區(qū)域面積大，室內(nèi)天線難以完全覆蓋的情況，通過在該區(qū)域敷設(shè)泄漏電纜來達到信號覆蓋要求。
[0013]本發(fā)明的優(yōu)點和效果:根據(jù)UHF信號的傳播和衰減特性要求，對于現(xiàn)場UHF輻射傳導(dǎo)裝置的經(jīng)濟合理準(zhǔn)確布局，通過信號補償?shù)姆绞奖ＷC系統(tǒng)設(shè)計的完整性，降低可能存在的風(fēng)險。滿足語音通訊外，傳感器和儀表的數(shù)據(jù)傳輸，人員安全監(jiān)控等功能的應(yīng)用都將通過UHF信號覆蓋得以實現(xiàn)。
【具體實施方式】
[0014]本發(fā)明原理在于，通過分析全船影響信號傳輸?shù)慕橘|(zhì)以及衰減參數(shù)，如耦合器、分支器、饋線電纜、放大器、泄漏電纜等，結(jié)合分析和計算模型計算的結(jié)論，合理調(diào)整線路布置方案，并通過適當(dāng)?shù)恼w或局部信號補償，最終達到符合設(shè)計的要求。
[0015]本發(fā)明中，提供并滿足信號覆蓋的富余量，以滿足在實際生產(chǎn)建造過程中可能出現(xiàn)的誤差需求，避免在現(xiàn)場出現(xiàn)問題給工期和材料帶來不必要的浪費。
[0016]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0017]本發(fā)明中，先期對室內(nèi)天線和饋線電纜進行布置，對機艙區(qū)域以及狹長的通道區(qū)域采用泄漏電纜敷設(shè)，泄漏電纜的敷設(shè)避開網(wǎng)線等在UHF頻段通訊的電纜，機艙及室內(nèi)天線的安裝取在艙室的中間位置，艙室內(nèi)有大型機械設(shè)備，天線的位置作調(diào)整，整個系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)采用樹形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
[0018]本發(fā)明中，根據(jù)系統(tǒng)的初步設(shè)計，詳細列出從機柜內(nèi)信號源至每一個室內(nèi)天線路徑上所有的設(shè)備和材料。為了信號能夠?qū)崿F(xiàn)精確覆蓋，如到機艙某一區(qū)域路徑可能經(jīng)過信號合成器、耦合器、饋線電纜、放大器、功率分支器或泄漏電纜等，需要逐一列清。
[0019]本發(fā)明中，信號的強度衰減主要體現(xiàn)在信號波幅的變窄，但換算成對數(shù)dB后信號的強度可以通過求和的形式計算；依據(jù)下面的公式:
[0020]室內(nèi)天線功率=信號源輸出功率-合成器損耗-耦合器損耗-饋線電纜損耗+放大器放大dB倍數(shù)-泄漏電纜損耗+室內(nèi)天線的放大dB倍數(shù)；
[0021]根據(jù)每個設(shè)備或元件以及材料的衰減參數(shù)，計算出室內(nèi)天線終端的功率；其中電纜的損耗應(yīng)考慮長度及電纜不同型號規(guī)格，該公式作為一般性的理論計算公式。
[0022]實際情況中，每一個分支線路可能存在多個分支器，耦合器的情況，需要把所有數(shù)據(jù)計算在內(nèi)。
[0023]本發(fā)明中，在整體信號強度偏弱的情況下，前端加入功率放大器可以對系統(tǒng)進行有效的補償，但在局部區(qū)域信號強度差的地方，只需要在后端加入功率放大器；對于區(qū)域面積大，室內(nèi)天線難以完全覆蓋的情況，通過在該區(qū)域敷設(shè)泄漏電纜來達到信號覆蓋要求。
[0024]本發(fā)明實施例中，系統(tǒng)下行鏈路覆蓋的標(biāo)稱模式下，對甲板室的頂部設(shè)備或電纜的計測定:
[0025]測試信號頻率f470MHz，中繼器發(fā)射功率Pt40W，信號強度46.02dBm ；
[0026]耦合器、分流器和連接器的損失:TX組合器中繼器的損失9.0OdB，雙工器插入損耗2.50dB,定向I禹合器I禹合損耗6dB,定向I禹合器的插入損耗1.6dB, 2路配電SP2損失3.1dB, 3路配電SP3損失，4.9dB，4路配電SP4損失6.3dB, N型電纜連接器損失
0.1-0.40dB ；
[0027]供電電纜損失:1/2〃型電纜長度Om衰減系數(shù)4.82dB/100m，30m處縱向衰減損失
1.45dB ；
[0028]輻射電纜損失:c95%IEC-96耦合損耗70dB，IOm自由空間路徑損耗45.94dB,外部金屬結(jié)構(gòu)損耗25.0OdB,雷利光強度衰減6.0OdB, 12dB靈敏度SINAD Pr接收機檢測系統(tǒng)總損失 111.44dBm。
[0029]所以，每個室內(nèi)天線的功率依據(jù)前述補償調(diào)整。
[0030]前述中，僅作為理論計算的室內(nèi)天線終端輻射功率，還需要根據(jù)信號輻射的空間損耗來計算評估在指定范圍內(nèi)信號的強度，是否滿足接收機要求的最低接收電平，以確定設(shè)計是否符合要求。
[0031]本發(fā)明滿足人員作業(yè)時對講通訊的需求，克服機艙對信號的屏蔽作用，保障人員良好的溝通環(huán)境。
【權(quán)利要求】
1.UHF全船信號覆蓋方法，其特征在于，根據(jù)系統(tǒng)的初步設(shè)計，詳細列出從機柜內(nèi)信號源至每一個室內(nèi)天線路徑上所有的設(shè)備和材料；通過分析全船影響信號傳輸?shù)慕橘|(zhì)以及衰減參數(shù)，調(diào)整線路布置方案，并通過適當(dāng)?shù)恼w或局部信號補償，最終達到符合設(shè)計的要求。
2.如權(quán)利要求1所述的UHF全船信號覆蓋方法，其特征在于，先期對室內(nèi)天線和饋線電纜進行布置，對機艙區(qū)域以及狹長的通道區(qū)域采用泄漏電纜敷設(shè)，泄漏電纜的敷設(shè)避開網(wǎng)線等在UHF頻段通訊的電纜，機艙及室內(nèi)天線的安裝取在艙室的中間位置，艙室內(nèi)有大型機械設(shè)備，天線的位置作調(diào)整，整個系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)采用樹形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求1所述的UHF全船信號覆蓋方法，其特征在于，信號的強度衰減主要體現(xiàn)在信號波幅的變窄，但換算成對數(shù)dB后信號的強度可以通過求和的形式計算；依據(jù)下面的公式: 室內(nèi)天線功率=信號源輸出功率-合成器損耗-耦合器損耗-饋線電纜損耗+放大器放大dB倍數(shù)-泄漏電纜損耗+室內(nèi)天線的放大dB倍數(shù)； 根據(jù)每個設(shè)備或元件以及材料的衰減參數(shù)，計算出室內(nèi)天線終端的功率；其中電纜的損耗應(yīng)考慮長度及電纜不同型號規(guī)格，該公式作為一般性的理論計算公式。
4.如權(quán)利要求1所述的UHF全船信號覆蓋方法，其特征在于，在整體信號強度偏弱的情況下，前端加入功率放大器可以對系統(tǒng)進行有效的補償，但在局部區(qū)域信號強度差的地方，只需要在后端加入功率放大器；對于區(qū)域面積大，室內(nèi)天線難以完全覆蓋的情況，通過在該區(qū)域敷設(shè)泄漏電纜來達到信號覆蓋要求。
【文檔編號】G01S7/02GK103744060SQ201410014841
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2014年1月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月13日
【發(fā)明者】羅剛, 李靜, 張威, 周天翔, 朱靜波, 馬良, 吳興 申請人:上海中遠船務(wù)工程有限公司