一种高可靠性铁路应用的GPS数字光纤直放站制造技术

技术编号:18148246 阅读:72 留言:0更新日期:2018-06-06 22:04
本实用新型专利技术提供了一种高可靠性铁路应用的GPS数字光纤直放站,包括通过光纤连接的近端机和若干远端机,其中近端机通过GPS天线与GPS卫星连接,远端机与重发天线连接,所述的近端机包括主用线路和备用线路,每条线路均包括依次连接的近端机滤波器、低噪放LNA和含变频的近端机数字中频模块;所述的每个远端机均包括通过合路器连接的主备含变频的远端机数字中频模块和主备功率放大器,其中,主备功率放大器依次通过射频开关和远端机滤波器与重发天线连接。本实用新型专利技术采用定制GPS有源天线,解决了室内和隧道内GPS信号覆盖问题,支持多种组网方式,星型、链型、环型和混合型组网,为定制GPS有源天线提供DC5V~12V/200m馈电射频接口。

A GPS digital optical repeater for high reliability Railway applications

The utility model provides a GPS digital optical fiber direct replay station for high reliability Railway applications, including a near end machine and a number of remote machines connected through a fiber optic connection, in which the near end machine is connected to a GPS satellite through a GPS antenna and the remote machine is connected to a retransmission antenna. The near end machine includes the main line and the standby line, each line is wrapped. A close end machine filter, a low noise amplifier LNA and a frequency conversion near end digital medium frequency module are included, each of which includes a remote digital medium frequency module and a master power amplifier, which are mainly equipped with a inverter connected by a circuit device, in which the main power amplifier is in turn through a radio frequency switch and a remote machine filter. The device is connected to the retransmission antenna. The utility model uses a custom GPS active antenna to solve the problem of GPS signal coverage in indoor and tunnel, support a variety of networking modes, star type, chain type, ring type and mixed networking, and provide a DC5V to 12V/200m feed RF interface for a custom GPS active antenna.

【技术实现步骤摘要】
一种高可靠性铁路应用的GPS数字光纤直放站
本技术涉及GPS通信系统领域,具体是一种高可靠性铁路应用的GPS数字光纤直放站。
技术介绍
目前中国铁路一直处于高速发展阶段,列车数量不断增长,所以新建了多个动车编组站。动车出入库检查和部分编组时在室内进行,但室内无法接收到GPS信号,对动车和车厢定位无法有效进行。此外,列车在长大隧道内也会长时间无法接收GPS定位信号,故无法进行GPS跟踪与定位,给列车安全带了隐患。为满足室内和隧道内的GPS信号覆盖,以前采用GPS模拟直放站来解决弱场覆盖问题,但模拟直放站存在以下几个问题:①需求光纤资源多;②近端机无法多级级联远端机;③光纤损耗对远端机输出功率影响较大;④无法补偿各个远端站之间的时延,无法抑制多径,各个远端之间存在多径干扰等问题。在实际应用过程中带来了一些不便。综上所述,GPS数字光纤直放站解决了模拟直放站存在问题,更加有效的满足室内和隧道内的GPS信号覆盖。
技术实现思路
本技术为了解决现有技术的问题,提供了一种高可靠性铁路应用的GPS数字光纤直放站,采用定制GPS有源天线,解决了室内和隧道内GPS信号覆盖问题,支持多种组网方式,星型、链型、环型和混合型组网,为定制GPS有源天线提供DC5V~12V/200m馈电射频接口。本技术包括通过光纤连接的近端机和若干远端机,其中近端机通过GPS天线与GPS卫星连接,远端机与重发天线连接,所述的近端机包括主用线路和备用线路,每条线路均包括依次连接的近端机滤波器、低噪放LNA和含变频的近端机数字中频模块,其中主备近端机滤波器均与GPS天线连接,主备含变频的近端机数字中频模块均通过光纤与每个远端机连接,主备含变频的近端机数字中频模块之间通过光纤连接;所述的每个远端机均包括通过合路器连接的主备含变频的远端机数字中频模块和主备功率放大器,其中,主备功率放大器依次通过射频开关和远端机滤波器与重发天线连接,每个远端机的主备含变频的远端机数字中频模块之间通过光纤连接,每个远端机的主备含变频的远端机数字中频模块通过光纤与含变频的近端机数字中频模块连接或者与相邻的远端机中的含变频的远端机数字中频模块连接。所述的近端机中各模块均连接有近端机主备电源模块和近端机主备MCU控制模块。所述的远端机中模块均连接有远端机主备电源模块和远端机主备MCU控制模块。所述的近端机和远端机之间的组网方式为星型、链型或环型。所述的主备含变频的近端机数字中频模块和主备含变频的远端机数字中频模块均通过光模块与光纤连接。本技术主要应用原理为GPS有源接收天线将接收到的GPS信号通过GPS数字光纤直放站近端机进行低噪放放大后,再经过下变频器将GPS信号变频到中频信号(IF),经模拟信号/数字信号转换(ADC)变换到数字信号,由数字处理单元将数字信号打包并转换为串行数据方式,再经数字光模块发送到GPS数字光纤直放站远端机。远端机接收到近端机下行数字信号,由数字处理单元解帧,再通过数字滤波处理,将得到的数字信号恢复为中频信号(IF),再经上变频到GPS信号,再由功放模块放大后由重发天线将GPS信号覆盖到弱场去。本技术有益效果在于:1.具有时延调整功能,时延调整范围不小于100μs;2.支持远程升级功能,网管软件支持远程升级功能,便于工程升级软件;3.支持多种组网方式,星型、链型、环型和混合型组网;4.满足防护等级为IP55要求,支持室外安装;6.采用关键模块冗余备份方式,主用模块故障后自动切换至备用模块,如电源模块,控制单元、功放模块和数字中频模块(含变频)、低噪放等;7.具备2路冗余接收方式,提高设备接收质量;8.支持级联若干台远端机。附图说明图1为GPS数字光纤直放站应用拓扑图。图2为GPS数字光纤直放站拓扑图。图3为GPS数字光纤直放站星型组网图。图4为GPS数字光纤直放站环型组网图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术做进一步说明。本技术应用拓扑图如图1所示,包括通过光纤连接的近端机和若干远端机,其中近端机通过GPS天线与GPS卫星连接,远端机与重发天线连接。本技术具体拓扑图如图2所示,所述的近端机包括主用线路和备用线路,每条线路均包括依次连接的近端机滤波器、低噪放LNA和含变频的近端机数字中频模块,其中主备近端机滤波器均与GPS天线连接,主备含变频的近端机数字中频模块均通过光纤与每个远端机连接,主备含变频的近端机数字中频模块之间通过光纤连接;所述的每个远端机均包括通过合路器连接的主备含变频的远端机数字中频模块和主备功率放大器,其中,主备功率放大器依次通过射频开关和远端机滤波器与重发天线连接,每个远端机的主备含变频的远端机数字中频模块之间通过光纤连接,每个远端机的主备含变频的远端机数字中频模块通过光纤与含变频的近端机数字中频模块连接或者与相邻的远端机中的含变频的远端机数字中频模块连接。所述的近端机中各模块均连接有近端机主备电源模块和近端机主备MCU控制模块。所述的远端机中模块均连接有远端机主备电源模块和远端机主备MCU控制模块。所述的近端机和远端机之间的组网方式为星型(如图3所示)、链型或环型(如图4所示)。所述的主备含变频的近端机数字中频模块和主备含变频的远端机数字中频模块均通过光模块与光纤连接。本技术主要应用原理为GPS有源接收天线将接收到的GPS信号通过GPS数字光纤直放站近端机进行低噪放放大后,再经过下变频器将GPS信号变频到中频信号(IF),经模拟信号/数字信号转换(ADC)变换到数字信号,由数字处理单元将数字信号打包并转换为串行数据方式,再经数字光模块发送到GPS数字光纤直放站远端机。远端机接收到近端机下行数字信号,由数字处理单元解帧,再通过数字滤波处理,将得到的数字信号恢复为中频信号(IF),再经上变频到GPS信号,再由功放模块放大后由重发天线将GPS信号覆盖到弱场去。安装与结构要求:(1)设备接口走线均采用下走线方式,以便挂壁安装;(2)本机能适应隧道内恶劣环境和无人值守的工作条件,机箱采用全密封外壳,防护等级支持IP55,体积和重量尽量小和轻;(3)满足电磁兼容屏蔽要求,电源接头采用防水航空接头,带屏蔽密封功能;(4)机箱设计合理,便于安装,适合挂壁、机柜等安装方式;(5)具有各种光接口,如FC/PC,FC/APC等。主要技术指标:(1)频率范围:1575.42MHz±2MHz;(2)输入阻抗:50Ohm;(3)最大增益:50±3dB;(4)增益调节:0~30dB;(5)最大输出功率:40dBm±2dBm、30dBm±2dBm、20dBm±2dBm、10dBm±2dBm、0dBm±2dBm等,不限于上述最大输出功率值;(6)ALC控制范围:≥15dBm;(7)传输时延:≤15μs;(8)时延调整范围:>100μs;(8)噪声系数:≤4dB;(10)带内平坦度:≤1.5dB(p-p);(11)输入输出驻波(VSWR):≤1.4;(12)天线供电输出:DC5~12V/200mA;(13)环型切换时间不大于10s。电源与环境要求:(1)电源要求:1)供电:交流AC220V,波动范围:AC154~286V;50Hz±5Hz;或直流DC48V,波动范围:DC-40~-57V;2)电源接头采用航本文档来自技高网...
一种高可靠性铁路应用的GPS数字光纤直放站

【技术保护点】
一种高可靠性铁路应用的GPS数字光纤直放站,包括通过光纤连接的近端机和若干远端机,其中近端机通过GPS天线与GPS卫星连接,远端机与重发天线连接,其特征在于:所述的近端机包括主用线路和备用线路,每条线路均包括依次连接的近端机滤波器、低噪放LNA和含变频的近端机数字中频模块,其中主备近端机滤波器均与GPS天线连接,主备含变频的近端机数字中频模块均通过光纤与每个远端机连接,主备含变频的近端机数字中频模块之间通过光纤连接;所述的每个远端机均包括通过合路器连接的主备含变频的远端机数字中频模块和主备功率放大器,其中,主备功率放大器依次通过射频开关和远端机滤波器与重发天线连接,每个远端机的主备含变频的远端机数字中频模块之间通过光纤连接,每个远端机的主备含变频的远端机数字中频模块通过光纤与含变频的近端机数字中频模块连接或者与相邻的远端机中的含变频的远端机数字中频模块连接。

【技术特征摘要】
1.一种高可靠性铁路应用的GPS数字光纤直放站,包括通过光纤连接的近端机和若干远端机,其中近端机通过GPS天线与GPS卫星连接,远端机与重发天线连接,其特征在于:所述的近端机包括主用线路和备用线路,每条线路均包括依次连接的近端机滤波器、低噪放LNA和含变频的近端机数字中频模块,其中主备近端机滤波器均与GPS天线连接,主备含变频的近端机数字中频模块均通过光纤与每个远端机连接,主备含变频的近端机数字中频模块之间通过光纤连接;所述的每个远端机均包括通过合路器连接的主备含变频的远端机数字中频模块和主备功率放大器,其中,主备功率放大器依次通过射频开关和远端机滤波器与重发天线连接,每个远端机的主备含变频的远端机数字中频模块之间通过光纤连接,每个远端机的主备含变频的远端机数字中频模块通过光...

【专利技术属性】
技术研发人员:倪小龙
申请(专利权)人:南京泰通科技股份有限公司
类型:新型
国别省市:江苏,32

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