3g信號(hào)無(wú)源轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種3G信號(hào)無(wú)源轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)，其特征是兩通信點(diǎn)之間有天然障礙物，無(wú)法保證3G基站信號(hào)有效覆蓋通信點(diǎn)，選擇與基站和通信點(diǎn)都在直視距離的中繼點(diǎn)，設(shè)置信號(hào)無(wú)源轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)，本系統(tǒng)包括高增益拋物面天線、組合式立桿、饋線、3G監(jiān)控?cái)z像頭等部件，可以實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)通信信號(hào)、使溝道中的3G監(jiān)控?cái)z像頭有效通信、從而實(shí)現(xiàn)泥石流監(jiān)控的目的。本發(fā)明相比增設(shè)基站、有源直放站，可以大幅度降低成本，同時(shí)避免了信號(hào)干擾，提高了上下行數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽慷?，中繼點(diǎn)無(wú)需供電、機(jī)房和人值守，非常適合地理偏遠(yuǎn)，信號(hào)無(wú)法全面覆蓋的山區(qū)地形。
【專利說(shuō)明】3G信號(hào)無(wú)源轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通信【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種對(duì)3G移動(dòng)通信上下行信號(hào)改變傳輸方向，進(jìn)行放大的無(wú)源中繼站。
【背景技術(shù)】
[0002]移動(dòng)通信帶給人們前所未有的方便，各類科研觀測(cè)信號(hào)也可以通過(guò)移動(dòng)通信來(lái)實(shí)現(xiàn)傳輸，移動(dòng)通信覆蓋了人們主要的生活居住區(qū)，由于移動(dòng)通信的信號(hào)覆蓋屬地面蜂窩無(wú)線覆蓋，在邊遠(yuǎn)地區(qū)和山區(qū)存在許多信號(hào)盲區(qū)，3G通信頻段屬微波波段，信號(hào)傳輸主要靠直射信號(hào)和反射信號(hào)，信號(hào)繞射能力極其微弱，在移動(dòng)通信領(lǐng)域，當(dāng)兩通信點(diǎn)之間在視距范圍之內(nèi)有天然的障礙物，將導(dǎo)致信號(hào)急劇衰減，為加強(qiáng)信號(hào)覆蓋可以增加基站數(shù)目，另一種普遍采用的技術(shù)是加設(shè)有源直放站解決微波阻擋、實(shí)現(xiàn)信號(hào)的放大轉(zhuǎn)發(fā)。然而在實(shí)際應(yīng)用中，偏遠(yuǎn)地區(qū)基站數(shù)目有限，有源直放站存在諸多弊端，它屬于同頻自干擾系統(tǒng)，收發(fā)使用同一頻率。同頻無(wú)線直放站由于前、后向天線安裝地點(diǎn)較近，不可避免地發(fā)生耦合，如果系統(tǒng)增益太大，直放站前、后天線之間的隔離度較小時(shí)，直放站就會(huì)發(fā)生自激振蕩，造成基站控制信道阻塞。另外，有源直放站的建設(shè)和維護(hù)成本是一筆不小的開(kāi)支。因此本發(fā)明采用無(wú)源技術(shù)實(shí)現(xiàn)信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)。具有如下優(yōu)點(diǎn)。
[0003]1、本發(fā)明無(wú)需建設(shè)昂貴的直放站，大大節(jié)省通信成本。
[0004]2、本發(fā)明采用無(wú)電源工作，不需要太陽(yáng)能供電系統(tǒng)，因此安裝維護(hù)簡(jiǎn)單，甚至可無(wú)故障免維修運(yùn)行，無(wú)需電路、機(jī)房和人值守，非常適合地理偏遠(yuǎn)，信號(hào)無(wú)法覆蓋的山溝等地。
[0005]3、本發(fā)明無(wú)源中繼，避免了有源直放站中的信號(hào)自激干擾問(wèn)題，采用成熟電路部件，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)容易，便于推廣應(yīng)用。
[0006]4、本發(fā)明采用組合立桿搭建，攜帶方便，組裝簡(jiǎn)單，非常適合于交通不便，人工搬運(yùn)上山安裝困難的場(chǎng)合。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明提出了一種成本低廉的無(wú)源3G信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)覆蓋系統(tǒng)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定、便于安裝維護(hù)等特點(diǎn)。
[0008]包括:1)高增益拋物面天線對(duì)準(zhǔn)移動(dòng)通信基站，與基站進(jìn)行上下行信號(hào)通信。2)信號(hào)分配系統(tǒng)，應(yīng)用功率分配器實(shí)現(xiàn)多個(gè)方向覆蓋點(diǎn)的移動(dòng)通信信號(hào)覆蓋。3) —個(gè)或多個(gè)高增益拋物面天線對(duì)準(zhǔn)需要進(jìn)行移動(dòng)通信的區(qū)域。4)立桿和饋線連接系統(tǒng)。5)3G監(jiān)控?cái)z像系統(tǒng)。
[0009]工作原理如下:當(dāng)兩通信點(diǎn)之間有高山阻隔時(shí)，在高山上同時(shí)和兩個(gè)通信點(diǎn)可視的位置，安裝無(wú)源信號(hào)中繼系統(tǒng)；當(dāng)固定通信基站信號(hào)與對(duì)準(zhǔn)基站的高增益天線通信，之后信號(hào)經(jīng)由饋線、功率分配器，傳輸給對(duì)準(zhǔn)覆蓋點(diǎn)的高增益天線，高增益天線負(fù)責(zé)把信號(hào)發(fā)送給對(duì)應(yīng)要通信覆蓋的地點(diǎn)，使覆蓋點(diǎn)的3G監(jiān)控?cái)z像頭有效通信。信號(hào)上行時(shí)，分析方式反向，高增益天線接收3G攝像頭信號(hào)，再通過(guò)功率分配器，高增益天線發(fā)送給固定通信基站。【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是本發(fā)明實(shí)施原理圖。圖2是組合立桿原理和在立桿上架設(shè)天線的構(gòu)造示意圖。
[0011]圖2中I為避雷針、2為高增益天線1、3為高增益天線2、4為用來(lái)固定組合立桿的螺絲、5為拉緊平衡用的鋼絲。
[0012]圖3是本發(fā)明A基站、8通信點(diǎn)、C監(jiān)控點(diǎn)的地形剖析圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]參照?qǐng)D1、圖2，本發(fā)明包括I為避雷針、2為高增益天線1、3為高增益天線2、4為用來(lái)固定組合立桿的螺絲、5為拉近平衡用的鋼絲、I個(gè)3G視頻監(jiān)控設(shè)備。實(shí)施例本發(fā)明按圖1連接線路。
[0014]由圖3可見(jiàn)，圖中A為固定通信基站、B為通信點(diǎn)、C為監(jiān)測(cè)點(diǎn)；dl為A到B的距離；d2為B到C的距離；
圖3中的參數(shù)均為不固定的變值。其值的大小根據(jù)地理位置的距離和地形的不同而不同。為了進(jìn)一步描述本方法達(dá)到的性能，現(xiàn)以具體參數(shù)帶入圖3。代入的具體參數(shù)如下:dl=3.25km;d2=0.436km;
假設(shè)基站發(fā)信功率為20W (43dbm),發(fā)射頻率為2GHz，計(jì)算如下:
高增益天線增益為Gl=G2=24dBi 基站發(fā)射天線的增益Gt=16dBi ;
Pt為發(fā)射功率電平(dBm)，Pt=43dbm;
Pr為接收功率電平(dBm) ; Pr=Pt-LO;
Lt為發(fā)射機(jī)至發(fā)射天線之間的饋線損耗(dB);
Lt=3.64dB ；
LI為基站到高增益板式定向天線之間的自由空間損耗；
自由空間損耗由下式求出:
L=92.4+201gF+201gd ；
式中，L為自由空間損耗(dB) ;F為工作頻率(GHz) ;d為路徑距離(km);
Ll=92.4+201g2+201g3.25=108.62dB;
L2為高增益天線到監(jiān)控點(diǎn)的自由空間損耗；
12=92.4+201g2+201g0.436=91.22dB;
Gt，Gl，G2四微波無(wú)線增益(dB)；
L0=Lt+Ll+L2-Gl-G2-Gt;
Pr0=Pt-L0=43+24+24+16-3.64-108.62-91.22=-96.48dB
但是實(shí)際中，用場(chǎng)強(qiáng)儀在監(jiān)控點(diǎn)測(cè)得電平比理論計(jì)算電平低5-6dB左右，所以說(shuō)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為_(kāi)91dB左右，能夠滿足正常通信。
[0015]本發(fā)明安裝結(jié)構(gòu)如下:固定基站利用已有的設(shè)備，直接調(diào)整高增益天線對(duì)準(zhǔn)基站。高增益天線如圖2所示架設(shè)在組合立桿上，饋線、高增益天線的連接處采用黑膠泥以防下雨進(jìn)水，長(zhǎng)期太陽(yáng)光下，造成損耗增大，阻礙信號(hào)傳輸?shù)?。視頻監(jiān)控采用3G無(wú)線視頻錄像機(jī)，太陽(yáng)能系統(tǒng)進(jìn)行供電，分別架設(shè)在溝道里組合立桿上。按照?qǐng)D1，圖2連接成本發(fā)明3G信號(hào)無(wú)源轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)。
【權(quán)利要求】
1.一種3G信號(hào)無(wú)源轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)，它包括高增益拋物面天線、饋線、組合式立桿、3G監(jiān)控?cái)z像頭等部件組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的3G信號(hào)無(wú)源轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)，其特征在于通過(guò)天饋線系統(tǒng)改變?cè)瓉?lái)基站3G信號(hào)傳播方向，實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)山溝信號(hào)強(qiáng)度，達(dá)到3G監(jiān)控?cái)z像頭順利通信的目的。
3.高增益天線可選用柵網(wǎng)式拋物面天線，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、方向性強(qiáng)、工作頻帶寬、增益高、工作距離遠(yuǎn)、結(jié)構(gòu)輕巧、架設(shè)方便、風(fēng)阻小等優(yōu)點(diǎn)，它能有效的提高傳輸距離，增加信號(hào)的強(qiáng)度和通信的可靠性，采用高增益定向天線和基站進(jìn)行通信可以有效提高通信點(diǎn)上信號(hào)強(qiáng)度，保證通信質(zhì)量，增強(qiáng)天線的方向性，可以有效改變3G信號(hào)傳輸路徑，克服障礙物對(duì)3G信號(hào)的遮擋。
【文檔編號(hào)】H04B7/145GK103795454SQ201410024572
【公開(kāi)日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2014年1月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月20日
【發(fā)明者】周慶國(guó), 陳春林, 嚴(yán)鳳龍, 張金生 申請(qǐng)人:蘭州大學(xué)