Подземная система радиосвязи

Полезная модель относится к области электрорадиотехники и может быть использована при построении систем радиосвязи в широком диапазоне частот на заглубленных объектах, например, в туннелях метрополитена. Сущность полезной модели состоит в том, что на требуемом объекте прокладывается излучающий радиочастотный кабель, выступающий в роли территориально распределенной приемопередающей антенны. К данному кабелю через стандартные радиочастотные ответвители подключаются приемопередатчики базовых станций требуемых стандартов радиосвязи. Предлагаемый кабель имеет круговую диаграмму направленности в плоскости, перпендикулярной продольной оси кабеля. Электромагнитная энергия излучается равномерно по всей длине кабеля. Таким образом абонентские станции (мобильные телефоны) требуемого объекта оказываются в зоне непрерывного радиопокрытия соответствующих систем связи. ИЛ.2.

Полезная модель относиться к области электрорадиотехники и может быть использована при построении систем радиосвязи в широком диапазоне частот на заглубленных объектах, например, в туннелях метрополитена, автомобильных туннелях, угледобывающих шахтах и др.

Известны различные конструкции излучающих коаксиальных кабелей, которые сочетают в себе свойства радиопередающей линии и протяженной антенны. В этих устройствах функцию ответвления и излучения выполняют отверстия (щели) или группы отверстий, выполненные во внешнем проводнике отрезка коаксиальной линии. WO 9917401, H01Q 13/20, Н04В 5/00 1999 г. Патент РФ 2231180, H01Q 13/22, H01P 3/06, 2004 г.

Излучающие кабели используют во всевозможных туннелях, авто и железных дорог, метро, подземных сооружениях, например многоэтажных автостоянках, подвалах крупных зданий и даже во дворах за крупными многоэтажными зданиями из железобетона, и они предназначены для ликвидации «мертвых» зон или зон «радиотени», в которые не проникают радиоволны.

Известны излучающие кабели с неравномерным размещением излучающих отверстий вдоль кабеля. Патент США 5276413, H01Q 13/20, 1994 г. В этом кабеле использовано периодическое изменение плотности размещения отверстий от начала к концу излучающего кабеля. Плотность размещения отверстий периодически удваивается, по мере того как системные потери при перемещении вдоль кабеля увеличиваются до заданной граничной величины, выше которой качество связи неприемлемо. Системные потери в излучающем кабеле определяются как сумма потерь на распространение в кабеле плюс потери на распространение электромагнитной энергии излучения от кабеля до дипольной антенны приемника, расположенной на расстоянии 2 метров от излучающего кабеля.

Прототипом заявляемой системы служит «Система внутрикорабельной аварийной связи». Патент РФ 2108671, Н04В 7/177 1985 г. Система содержит симметричную направленную линию, вдоль которой расположены абонентские приборы телефонной связи, малогабаритные приемопередатчики, портативные радиостанции и блоки сопряжения абонентских приборов телефонной связи с приемопередатчиками. Для приема и передачи речевой информации используется физическая цепь кабельной линии, по которой передаются электромагнитные волны. Сигналы с приемопередатчиков передаются по двухпроводной линии связи в обе стороны и через блок сопряжения поступают на другие приемопередатчики, эти же сигналы проходят через приемопередатчики, усиливаются в блоке сопряжения и излучаются в отсеках объекта. Излучение принимается портативными радиостанциями.

Недостатком этой системы является то, что она не обеспечивает гарантированной связи в туннелях, угледобывающих шахтах и других протяженных объектах.

Целью полезной модели является повышение надежности и живучести системы радиосвязи в протяженных туннелях.

Поставленная цель достигается тем, что подземная система радиосвязи, состоящая из абонентских радиостанций, размещенных в подвижных объектах, базовых радиостанций и канализатора в виде излучающегося кабеля, при этом в систему дополнительно введены радиочастотные ответвители, соединительные неизлучающие фидеры и широкополосные волновые объединители, при чем абонентские станции выполнены в виде мобильных телефонов и установлены на движущимся объекте (поезде) и соединены с базовыми радиостанциями через широкополосные волновые объединители, неизлучающие фидеры, радиочастотные ответвители и излучающие кабели, при этом излучающие кабели содержат центральный проводник, диэлектрик, провод утечки и наружный проводник, при чем в качестве центрального проводника используется алюминиевый, покрытый медью проводник, а в качестве диэлектрика используется вспененный полиэтилен малой плотности с высокой скоростью распространения сигнала, который обеспечивает среду с малыми потерями для передачи радиочастотной энергии между центральной жилой и наружными проводниками, а наружный проводник - экран состоит из полукруглой алюминиевой ленты, который разделен слоем полиэтилена с малыми потерями.

На Фиг.1 представлена блок-схема заявляемой системы. Она содержит:

1 - подземный излучающий кабель (2,5 ГГц);

2 - радиочастотные ответвители;

3 - широкополосные волновые объединители;

4 - базовые радиостанции;

5 - подвижные объекты (вагоны электропоезда);

6 - абонентские радиостанции (мобильные телефоны);

7 - стенки туннеля; 8 - соединительные неизлучающие фидеры;

На Фиг.2 представлен подземный излучающий кабель. Он сдержит:

9 - центральный проводник;

10 - диэлектрик;

11 - провод утечки;

12 - наружный проводник;

13 - полиэтиленовый промежуточный слой;

14 - внутренний экран;

15 - негорючая оболочка.

На требуемом объекте (например, в туннелях метрополитена, прокладывается излучающий широкополосный радиочастотный кабель 1, рабочая частота которого составляет 2,5 ГГц. Этот кабель выступает в роли территориально распределительной приемопередающей антенны. К данному кабелю (1) через стандартные радиочастотные ответвители 2 и соединительные неизлучающие фидеры 8, через широкополосные волновые ответвители 3 подключены приемопередатчики базовых радиостанций 4 требуемых стандартов радиосвязи.

Благодаря широкой полосе рабочих частот (2,5 ГГц) излучающего кабеля, в метрополитене возможна организация работы одновременно нескольких систем подвижной радиосвязи (стандарты TETRA, NMT-450, GSM, UMTS, CDMA2000/EV-DO, LTE, семейства протоколов 802.11/16, а также любых аналоговых систем подвижной радиосвязи). На Фиг.1 схематично показано как включение двух базовых станций 4 разных стандартов через широкополосный волновые ответвители 3 и соединительный неизлучающий фидер 8 к излучающему кабелю 1, закрепленному на стене 7 туннеля. Кабель 1 установлен прямо на бетон с использованием стандартных металлических фиксаторов, что обеспечивает быструю установку, снижение стоимости, более эстетичный вид. В качестве центрального проводника используется алюминиевый проводник, а в качестве диэлектрика используется вспененный полиэтилен малой плотности с высокой скоростью распространения сигнала, который обеспечивает среду с малыми потерями для передачи радиочастотной (РЧ) энергии между центральной жилой и наружными проводниками. Наружные экраны состоят из полукруглой алюминиевой ленты, которые разделены слоем полиэтилена с малыми потерями. Провода утечки в оплетке используются для обеспечения контакта между двумя наружными экранами при подсоединении разъемов. Кабель 1 имеет круговую диаграмму направленности в плоскости, перпендикулярной продольной оси кабеля. Электромагнитная энергия излучается равномерно по всей длине кабеля.

При движении подвижного объекта (поезда) 5 все абонентские радиостанции 6 разных стандартов внутри него оказываются в пределах радиопокрытия соответствующих систем радиосвязи. При этом на этапе проектирования и монтажа трассы не нужно учитывать ориентацию кабеля в пространстве.

Заявляемая система монтируется на объектах (на стены, потолки и пр.) с помощью стандартных металлических фиксаторов и не требуется дополнительной ориентации (юстировки) в пространстве. Количество, типы и характеристики компонентов системы, кроме излучающего кабеля, выбираются, исходя из требований при построении систем радиосвязи конкретных стандартов.

Подземная система радиосвязи, состоящая из абонентских радиостанций, размещенных в подвижных объектах, базовых радиостанций и канализатора в виде излучающегося кабеля, отличающаяся тем, что в систему дополнительно введены радиочастотные ответвители, соединительные неизлучающие фидеры и широкополосные волновые объединители, причем абонентские станции выполнены в виде мобильных телефонов и установлены на движущемся объекте, а к излучающему кабелю, выполняющему роль приемопередающей антенны, через радиочастотные ответвители, неизлучающие фидеры и широкополосные волновые объединители подключены приемопередатчики базовых радиостанций требуемых стандартов радиосвязи, при этом излучающий кабель содержит центральный проводник, диэлектрик, провод утечки и наружный проводник, а в качестве центрального проводника используется алюминиевый, покрытый медью проводник, причем в качестве диэлектрика используется вспененный полиэтилен малой плотности с высокой скоростью распространения сигнала, который обеспечивает среду с малыми потерями для передачи радиочастотной энергии между центральной жилой и наружными проводниками, а наружный проводник - экран состоит из полукруглой алюминиевой ленты, который разделен слоем полиэтилена с малыми потерями.