鐵路檸條塔平調(diào)對講機(jī)系統(tǒng)信號覆蓋方案

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1、鐵路檸條塔平調(diào)對講機(jī)系統(tǒng)信號覆蓋方案 紅檸鐵路檸條塔調(diào)車場平調(diào)對講機(jī)系統(tǒng)信號覆蓋方案 1、 概述 檸條塔調(diào)車場位于__西省__市__縣境內(nèi)是紅檸鐵路的重要組成部分。該調(diào)車場是一處長約2000多米寬約50米的露天調(diào)車場其西邊有兩條弧形平行隧道相連（檸條塔調(diào)車場平面示意圖見下圖1）距隧道口正面約350米處有一個高大儲煤倉。從兩條隧道的隧道口往正東看視線均受到高大儲煤倉的阻擋。東面是一段長約2公里的直線高架鐵路橋。平調(diào)系統(tǒng)要求對講機(jī)信號既要能較好地覆蓋露天調(diào)車場同時又要能覆蓋調(diào)車場西邊的兩條600-700米的隧道和東邊高架鐵路橋。調(diào)車場使用兩對異頻單工頻點進(jìn)行調(diào)車作業(yè)。鐵路線上有密集的機(jī)

2、車輸電線和支撐鐵塔對信號形成衰減和帶來干擾。這給該系統(tǒng)的信號覆蓋組網(wǎng)帶來了一定困難。 通過使用中繼轉(zhuǎn)發(fā)臺并將該轉(zhuǎn)發(fā)臺架設(shè)到能俯看整個調(diào)車場的樓頂上使轉(zhuǎn)發(fā)信號能視距覆蓋整個調(diào)車場及東邊的高架鐵路橋。為了增加覆蓋距離我們在設(shè)計中還將使用高增益全向天線。為了對西邊的隧道進(jìn)行信號覆蓋我們設(shè)計采用2套1拖2的光纖直放站對兩個隧道進(jìn)行雙頻信號全隧道覆蓋。 二、無線環(huán)境測試 測試工具：摩托羅拉手持機(jī)GP3688(5W) 2臺 檸條塔調(diào)車場是由一個帶狀平面加兩個彎曲的隧道組成由于鐵路線上架有密集的輸電線將會對對講機(jī)信號的傳播造成較大的衰減。在距隧道口350米處有兩個高大儲煤倉阻擋了隧道內(nèi)及隧道口處

3、的對講機(jī)與平面調(diào)車場對講機(jī)之間的無線電信號的傳播。且隧道口前1/3段為圓弧走向后2/3段為直線走向。 在距隧道口175米（隧道口與高大儲煤倉之間的中間位置）處設(shè)置一部摩托羅拉GP3688手持機(jī)另一部摩托羅拉GP3688手持機(jī)從隧道口往隧道內(nèi)邊通話邊移動在移動至洞內(nèi)100米處時通話噪音開始變大；當(dāng)移動到洞內(nèi)150米處時通話有掉字現(xiàn)象通話噪音很大；當(dāng)移動到洞內(nèi)200米處時已無法進(jìn)行通話。 在距隧道口175米（隧道口與高大儲煤倉之間的中間位置）處設(shè)置一部摩托羅拉GP3688手持機(jī)另一部摩托羅拉GP3688手持機(jī)從高大儲煤倉的東面往檸條塔車站的東方邊行徑邊通話在步行至距高大儲煤倉1.1公里處通

4、話噪音開始變大；在步行至距高大儲煤倉1.5公里處通話有掉字現(xiàn)象通話噪音很大在此待一段時間發(fā)現(xiàn)：信號不穩(wěn)定有時信號還還可以有時根本就聽不到對方講話。 在靠近高大儲煤倉的煤礦樓三樓頂上設(shè)置一部摩托羅拉GP3688手持機(jī)另一部摩托羅拉GP3688手持機(jī)從西邊的隧道內(nèi)往檸條塔車站的東邊的鐵路高架橋邊方向通話邊移動：從右隧道內(nèi)移動至距隧道口50米（洞內(nèi)）處開始能正常通話繼續(xù)沿鐵路線移動穿過高大儲煤倉一直移動至東邊的鐵路高架橋起始點上這一段距離內(nèi)的通話品質(zhì)良好；從鐵路高架橋起始點再往東移動再經(jīng)過1公里通話噪音開始變大。從左隧道內(nèi)移動至距隧道口10米（洞內(nèi)）處開始能正常通話繼續(xù)沿鐵路線移動穿過高大儲煤倉

5、一直移動至東邊的鐵路高架橋起始點上這一段距離內(nèi)的通話品質(zhì)良好；從鐵路高架橋起始點再往東移動再經(jīng)過1公里通話噪音開始變大。 測試結(jié)論：從上述測試結(jié)果可以看出：在靠近高大儲煤倉的煤礦樓三樓頂上設(shè)置中繼轉(zhuǎn)發(fā)臺的天線能對整個檸條塔車站的露天（隧道內(nèi)除外）平面調(diào)車場進(jìn)行良好的信號覆蓋。如果中繼轉(zhuǎn)發(fā)臺采用10dBi的高增益全向天線可有效提高通信距離和提高遠(yuǎn)距離的通話品質(zhì)。 3、 設(shè)計方案 1、 設(shè)計思想 為了既能覆蓋露天調(diào)車場又能覆蓋隧道本設(shè)計方案采用2臺異頻中繼臺覆蓋露天調(diào)車場再用2套1拖2的光纖直放站覆蓋兩條隧道信號覆蓋示意圖見上圖1。在信號覆蓋的邊緣場強(qiáng)要不小于-85dBm（高可靠的信令

6、解碼場強(qiáng)最小值）。 2、 設(shè)計方案 圖2 電插座 遠(yuǎn)端機(jī) 隧道 全向天線 光纖 2臺中繼臺架設(shè)在靠近高大儲煤倉的煤礦樓的三樓2副天線架設(shè)在煤礦樓的三樓頂用于全視距覆蓋調(diào)車場。從2臺中繼臺天線口接入耦合器將耦合出來的射頻信號調(diào)制2臺光近端機(jī)后將光由光纜傳輸?shù)?個隧道內(nèi)距隧道口150米和200米（右隧道）及100米和150米（左隧道）處。然后在右隧道內(nèi)距隧道口150米和200米處各安裝1臺光遠(yuǎn)端機(jī)在左隧道內(nèi)距隧道口100米和150米處各安裝1臺光遠(yuǎn)端機(jī)兩個隧道共安裝4臺光遠(yuǎn)端機(jī)。具體情況見上圖1。中繼臺接收頻率Rx:405.175MHz, 中繼臺發(fā)射頻率Tx:415.175 MH

7、z。機(jī)車控制器、區(qū)長臺、調(diào)車長手持機(jī)的接收頻率Rx: :415.175 MHz發(fā)射頻率Tx: :405.175MHz這三種設(shè)備之間的通信聯(lián)絡(luò)都是通過中繼臺的異頻轉(zhuǎn)發(fā)后進(jìn)行相互通信的。光纖直放站的光遠(yuǎn)端機(jī)的安裝示意圖見下圖2。 3、方案分析計算 理論計算公式 無線電波在自由空間中的傳播公式為： LS（dB）＝32.45+20lgf(MHz)+20lgd(km) 以UHF頻段低段400-440MHz系統(tǒng)為例 f: 400～440 MHz（f取值為410 MHz） 代入上式可得：Ls（dB）=84.7+ 20lgd(km) 從傳播距離的10米至10公里計算傳播損耗值如下表 傳播

8、距離 10米 100米 1公里 2公里 3公里 4公里 5公里 6公里 傳播損耗 44.7 dB 64.7 dB 84.7 dB 90.7 dB 94.2 dB 96.7 dB 98.7 dB 100.3 dB 在本方案中： 在靠近高大儲煤倉的煤礦樓的三樓安裝的中繼轉(zhuǎn)發(fā)臺的天線口輸出功率：為18W折合為42dBm; 中繼轉(zhuǎn)發(fā)臺的高增益全向天線的增益為10dBi;饋線長30米插損3dB；折合高增益天線增益為7dBi； 機(jī)車控制器天線口輸出功率：為5W折合為37dBm; 機(jī)車控制器的天線增益為3dBi饋線長6米插損1dB；折合機(jī)控器天線增益為2dBi；

9、 調(diào)車長臺和連接員臺的手持機(jī)的天線口輸出功率：為5W折合為37dBm其天線增益為2dBi。 無線覆蓋區(qū)域場強(qiáng)預(yù)測分析： 下行信號覆蓋即從中繼轉(zhuǎn)發(fā)臺發(fā)射RF信號至機(jī)車控制器天線口輸入信號場強(qiáng)計算公式為： 機(jī)控器天線口輸入場強(qiáng)=中繼轉(zhuǎn)發(fā)臺天線口功率+折合高增益天線的增益+折合機(jī)控器天線增益-自由空間損耗-多路徑衰減-阻擋屏蔽損耗 在距中繼轉(zhuǎn)發(fā)臺的天線3公里處根據(jù)經(jīng)驗假設(shè)多路徑衰減為10dB阻擋屏蔽損耗為25dB則將數(shù)據(jù)帶入上述公式得到如下結(jié)果： 機(jī)控器天線口輸入場強(qiáng)=42dBm+7dBi +2dBi -94.2dB-10dB-25dB =-78.2dBm＞-85dBm（高可靠的信令解

10、碼場強(qiáng)最小值） 在距中繼轉(zhuǎn)發(fā)臺的天線6公里處根據(jù)經(jīng)驗假設(shè)多路徑衰減為10dB阻擋屏蔽損耗為25dB則將數(shù)據(jù)帶入上述公式得到如下結(jié)果： 機(jī)控器天線口輸入場強(qiáng)=42dBm+7dBi +2dBi -100.3dB-10dB-25dB =-84.3dBm＞-85dBm（高可靠的信令解碼場強(qiáng)最小值） 上行信號覆蓋即從機(jī)車控制器發(fā)射RF信號至中繼轉(zhuǎn)發(fā)臺天線口輸入信號場強(qiáng)計算公式為： 中繼轉(zhuǎn)發(fā)臺天線口輸入場強(qiáng)=機(jī)控器天線口功率+折合機(jī)控器天線增益+折合高增益天線的增益-自由空間損耗-多路徑衰減-阻擋屏蔽損耗 在距中繼轉(zhuǎn)發(fā)臺的天線3公里處根據(jù)經(jīng)驗假設(shè)多路徑衰減為10dB阻擋屏蔽損耗為25dB則將數(shù)

11、據(jù)帶入上述公式得到如下結(jié)果： 中繼轉(zhuǎn)發(fā)臺天線口輸入場強(qiáng)=37dBm+2dBi +7dBi -94.2dB-10dB-25dB =-83.2dBm＞-85dBm（高可靠的信令解碼場強(qiáng)最小值） 在距中繼轉(zhuǎn)發(fā)臺的天線3.5公里處根據(jù)經(jīng)驗假設(shè)多路徑衰減為10dB阻擋屏蔽損耗為25dB則將數(shù)據(jù)帶入上述公式得到如下結(jié)果： 中繼轉(zhuǎn)發(fā)臺天線口輸入場強(qiáng)=37dBm+2dBi +7dBi -95.6dB-10dB-25dB =-84.6dBm＞-85dBm（高可靠的信令解碼場強(qiáng)最小值） 檸條塔車站平面調(diào)車往東方向要求最遠(yuǎn)的覆蓋距離為高大儲煤倉往東3公里故設(shè)計的上行覆蓋信號的場強(qiáng)能滿足覆蓋要求。 從

12、上述計算結(jié)果來看中繼轉(zhuǎn)發(fā)臺發(fā)射的信號傳播到6公里處機(jī)控器還能高可靠的信令解碼和清晰的接收到對方的話音信號而機(jī)控器發(fā)射的信號傳播到3.5公里處正好與中繼轉(zhuǎn)發(fā)臺發(fā)射的信號傳播到6公里處的高可靠的信令解碼和清晰的接收到對方的話音信號的效果相當(dāng)。 從上述分析結(jié)果來看在檸條塔車站平面無線調(diào)車系統(tǒng)的高可靠的信令解碼通信極限距離不小于3.5公里。 系統(tǒng)上行噪聲電平分析： Pc=42.6dBm(中繼轉(zhuǎn)發(fā)臺輸出功率18W,折合成42.6 dBm)； L=42.6dBm-0dBm(中繼轉(zhuǎn)發(fā)臺天線口至光近端機(jī)下行射頻信號調(diào)制口的路徑衰耗) =42.6dB LNT ￡-80dBm（我公司光纖直放站最大

13、增益時的上行低噪） LNR（系統(tǒng)上行噪聲電平）= L NT - L - Lr(傳輸損耗 0.3 dB) ≤-80-42.6-0.3 ≤-122.9dBm 光纜 功分器 電耦合器 全向天線 電纜 轉(zhuǎn)發(fā)臺CH6 5、系統(tǒng)安裝說明 設(shè)備電源的說明： 本光纖直放機(jī)設(shè)備電源為：AC220V15%. 工作環(huán)境要求說明 本光纖直放機(jī)設(shè)備工作環(huán)境溫度滿足-30℃～+50℃； 本光纖直放機(jī)設(shè)備工作環(huán)境濕度小于95%； 本光纖直放機(jī)設(shè)備工作環(huán)境電磁干擾應(yīng)符合GB6833/87標(biāo)準(zhǔn) 主設(shè)備及天饋線 接地情況說明 本光纖直放機(jī)的前端加裝饋線接地件接地件應(yīng)良好接地。接地電阻小于5歐

14、姆。 主機(jī)安裝位置要求： 安裝位置必須保證無強(qiáng)磁場、電場和強(qiáng)腐蝕性設(shè)備的干擾； 必須保證主機(jī)便于調(diào)試、維護(hù)和散熱需要； 必須保證主機(jī)防水、防曬及防破壞； 天線安裝： 搬運天線的機(jī)具、人力必須滿足所運設(shè)備的要求； 搬運時著力點必須在天線的加固框架上； 搬運過程中不得發(fā)生碰撞嚴(yán)禁摔壞天線并注意人身安全。 天線的加固方式應(yīng)符合施工圖紙設(shè)計要求緊固件應(yīng)上緊上齊加固后天線應(yīng)平穩(wěn)牢固能夠滿足抗風(fēng)要求。天線的鎖緊螺母應(yīng)緊固在調(diào)整螺桿里外均應(yīng)上雙螺母； 天線就位后應(yīng)按施工設(shè)計圖紙要求核對天線的方位角、俯仰角； 天線的原配饋線不得修剪安裝時不得猛力敲打天線體和饋源體不能強(qiáng)行彎曲原配饋線

15、； 安裝天線時注意將天線體上的泄水小孔朝下天線系統(tǒng)連接后必須用防水膠及膠帶對所有裸露的連接頭進(jìn)行防水處理； 天線應(yīng)按規(guī)定妥善接地且必須處在避雷設(shè)施的有效避雷范圍之內(nèi)。如使用避雷針避雷針的頂端與天線頂端的連線與避雷針垂直線的最小夾角應(yīng)小于45度。 4、 光纖直放站設(shè)計材料清單 序號 名稱 型號 單位 數(shù)量 1 光近端機(jī) 下/上:415.175/405.175MHz 臺 2 2 光遠(yuǎn)端機(jī) 下/上:415.175/405.175MHz-10W 臺 4 3 高增益全向天線 410 MHz-10dBi 付 2 4 同軸電纜 SYV-50-9-41 米 100 5 光纜 千米 1 6 尾纖 20米 根 8 7 接頭 N-J(K)-1/2″ 個 18 8 轉(zhuǎn)接頭 N-50JJ 個 4 9 耦合器 40dB-50W 個 2 10 扎絲 包 1 11 膠帶 卷 3 12 PVC套管 Φ32mm 米 100 設(shè)計者：譚 鴻 __凌峰科技開發(fā)有限公司 20__年02月28日 共6頁第6頁 第 9 頁 共 9 頁