本實(shí)用新型涉及GPS通信系統(tǒng)領(lǐng)域，具體是一種高可靠性鐵路應(yīng)用的GPS無(wú)線直放站。

背景技術(shù)：

目前中國(guó)鐵路一直處于高速發(fā)展階段，列車數(shù)量不斷增長(zhǎng)，所以新建了多個(gè)動(dòng)車編組站。動(dòng)車出入庫(kù)檢查和部分編組時(shí)在室內(nèi)進(jìn)行，但室內(nèi)無(wú)法接收到GPS信號(hào)，對(duì)動(dòng)車和車廂定位無(wú)法有效進(jìn)行。此外，列車在長(zhǎng)大隧道內(nèi)也會(huì)長(zhǎng)時(shí)間無(wú)法接收GPS定位信號(hào)，故無(wú)法進(jìn)行GPS跟蹤與定位，給列車安全帶了隱患。為滿足室內(nèi)和隧道內(nèi)的GPS信號(hào)覆蓋，一種適應(yīng)鐵路應(yīng)用的GPS無(wú)線直放站必不可少。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，提供了一種高可靠性鐵路應(yīng)用的GPS無(wú)線直放站, 采用GPS信號(hào)無(wú)線接收后無(wú)線發(fā)射方式，解決了室內(nèi)和隧道內(nèi)GPS信號(hào)覆蓋，并且采用關(guān)鍵模塊冗余備份方式，主用模塊故障后自動(dòng)切換至備用模塊。

本實(shí)用新型包括主備射頻模塊、主備電源模塊和主備控制模塊，其中主備射頻模塊一端通過(guò)GPS天線連接到GPS衛(wèi)星，另一端通過(guò)合路器連接到重發(fā)天線，主備電源模塊同時(shí)為主備射頻模塊供電，主備控制模塊同時(shí)控制主備射頻模塊；所述的射頻模塊包括依次連接的濾波器、低噪放電路（LNA）、自動(dòng)電平控制（ALC）/衰減電路（ATT）和功率放大電路（PA），其中濾波器與GPS天線連接，功率放大電路（PA）和合路器連接。

進(jìn)一步改進(jìn)，電源模塊通過(guò)輸入接口為GPS天線提供DC5V～12V/200mA饋電。

本實(shí)用新型有益效果在于：

1.支持室內(nèi)和隧道內(nèi)GPS信號(hào)覆蓋，

2.采用GPS信號(hào)無(wú)線接收后無(wú)線發(fā)射方式；

3.采用關(guān)鍵模塊冗余備份方式，主用模塊故障后自動(dòng)切換至備用模塊,如電源模塊，控制單元和射頻模塊等；

4.采用定制GPS有源天線；

5.為定制GPS有源天線提供DC5V～12V/200mA饋電射頻接口；

6.滿足防護(hù)等級(jí)為IP55要求，支持室外安裝；

7.具備2路冗余接收方式，提高設(shè)備接收質(zhì)量。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型電路結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型應(yīng)用拓?fù)淇驁D。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。

本實(shí)用新型電路結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括主備射頻模塊、主備電源模塊和主備控制模塊，其中主備射頻模塊一端通過(guò)GPS天線連接到GPS衛(wèi)星，另一端通過(guò)合路器連接到重發(fā)天線，主備電源模塊同時(shí)為主備射頻模塊供電，主備控制模塊同時(shí)控制主備射頻模塊；所述的射頻模塊包括依次連接的濾波器、低噪放電路（LNA）、自動(dòng)電平控制（ALC）/衰減電路（ATT）和功率放大電路（PA），其中濾波器與GPS天線連接，功率放大電路（PA）和合路器連接。電源模塊通過(guò)輸入接口為GPS天線提供DC5V～12V/200mA饋電。

TWZ-GPS無(wú)線直放站系統(tǒng)包括GPS直放站、GPS有源接收天線、重發(fā)天線等。主要應(yīng)用原理為GPS有源接收天線將接收到的GPS信號(hào)通過(guò)接收電路、濾波電路后，再進(jìn)行放大由重發(fā)天線將GPS信號(hào)覆蓋到弱場(chǎng)去，其典型系統(tǒng)應(yīng)用拓?fù)淇驁D如圖2所示。

功能要求：

（1）支持接入GPS信號(hào)，并可對(duì)其信號(hào)有效放大；

（2）具備完善的保護(hù)、告警功能；本地具有告警指示燈；具有本地調(diào)試接口和遠(yuǎn)程監(jiān)控（網(wǎng)管監(jiān)控）；

（3）具有抗浪涌、4級(jí)防雷等措施，具備過(guò)壓、過(guò)流和短路保護(hù)功能；

（4）具備關(guān)鍵模塊冗余備份方式，主用模塊故障后自動(dòng)切換至備用模塊,如電源模塊，控制單元和射頻模塊等；

（5）具備雙路冗余接收方式，提高設(shè)備接收質(zhì)量。

安裝與結(jié)構(gòu)要求：

（1）設(shè)備接口走線均采用下走線方式，以便掛壁安裝；

（2）本機(jī)能適應(yīng)隧道內(nèi)惡劣環(huán)境和無(wú)人值守的工作條件，機(jī)箱采用全密封外殼，防護(hù)等級(jí)支持IP55，體積和重量盡量小和輕；

（3）滿足電磁兼容屏蔽要求，電源接頭采用防水航空接頭，帶屏蔽密封功能；

（4）機(jī)箱設(shè)計(jì)合理，便于安裝，適合掛壁、機(jī)柜等安裝方式。

主要技術(shù)指標(biāo)：

（1） 頻率范圍（Frequency Range）：1575.42 MHz±2 MHz；

（2） 輸入阻抗（Impedance）： 50 Ohm；

（3） 最大增益（LNA Gain）： 50±3dB；

（4） 增益調(diào)節(jié)（Gain adjust）0～30dB；

（5） 最大輸出功率（Output Power）： 40dBm±2dBm、30dBm±2dBm、20dBm±2dBm、10dBm±2dBm、0dBm±2dBm等，不限于上述最大輸出功率值；

（6） ALC控制范圍：≥15dBm；

（7） 傳輸時(shí)延（Time Delay）：≤ 500ns；

（8） 噪聲系數(shù)（Noise Figure）：≤ 4dB；

（9） 帶內(nèi)平坦度：≤1.5dB（p-p）；

（10） 輸入輸出駐波（VSWR）：≤ 1.4；

（11） 設(shè)備接口形式：N-K；

（12） 天線供電輸出（Feed Power）:DC5～12V/200mA；

（13） 功耗 （Power Assurance）：≤30W。

電源要求：

1）供電：交流AC220V，波動(dòng)范圍：AC154～286V；50Hz±5Hz；

或直流DC48V,波動(dòng)范圍：DC-40～-57V；

2）電源接頭采用航空插頭；

3）具有輸入過(guò)壓保護(hù)、輸出過(guò)壓保護(hù)、輸出過(guò)流保護(hù)；

工作環(huán)境：-25℃～+55℃；

可靠性指標(biāo)：MTBF≥50000h。

電磁兼容要求應(yīng)符合GB/T 24338.5相關(guān)規(guī)定。

機(jī)箱有接地螺栓。

抗電強(qiáng)度：電源接口：絕緣耐壓≥1500V，通信、檢測(cè)接口：絕緣耐壓≥1000V。

抗電磁干擾：電源接口：有抗浪涌、抗尖峰電壓、抗雷擊電路保護(hù)，通信、檢測(cè)接口：有抗浪涌、抗尖峰電壓、抗雷擊電路保護(hù)。

安全保護(hù)：電源接口：輸入過(guò)壓保護(hù)，輸出過(guò)壓保護(hù)，輸出過(guò)流保護(hù)；通信、檢測(cè)接口：要有隔離保護(hù)。

為了防止設(shè)備的電纜接口被損壞，要求有電纜接頭保護(hù)裝置。

本實(shí)用新型具體應(yīng)用途徑很多，以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)，這些改進(jìn)也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。