在海洋工程船舶上應(yīng)用的超高頻信號全船覆蓋方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及IPC分類G01S采用無線電波的反射或再輻射的定位或存在檢測技術(shù)， 尤其是在海洋工程船舶上應(yīng)用的超高頻信號全船覆蓋方法。
【背景技術(shù)】
[0002] UHF通常是指特高頻無線電波。特高頻UltraHighFrequency(UHF)是指頻率為 300-3000MHZ，波長在lm-ldm的無線電波，該波段的無線電波又稱為分米波。
[0003] 在海洋工程船舶及平臺項目中，UHF(超高頻）信號全船覆蓋的應(yīng)用日益增多，而 UHF信號在金屬表面會大幅衰減，難以滿足作業(yè)及聯(lián)絡(luò)需要，由于任何傳輸介質(zhì)對信號傳輸 均存在衰減現(xiàn)象，以及受到傳輸路徑及距離的影響，所以在做信號全船覆蓋時，信號的衰減 計算顯得尤為重要，是設(shè)計成功與否的重要衡量標準。
[0004] UHF信號覆蓋在陸地樓宇、大型場所或大型結(jié)構(gòu)物中都有應(yīng)用，但設(shè)計和計算相對 簡單，并且對信號的強度具體要求計算并不嚴格。在海洋工程船舶及平臺中，由于艙室均為 鋼板結(jié)構(gòu)，艙室的布置較為復(fù)雜，以及還可能存在其他各種惡劣的噪音環(huán)境，因此，信號計 算要求更為復(fù)雜，計算的嚴格性必須被給予充分的重視。目前，關(guān)于此類UHF信號覆蓋的計 算并無完整的計算公式。
[0005] 中國專利申請201410014841. 8公開一種UHF全船信號覆蓋方法，根據(jù)系統(tǒng)的初 步設(shè)計，詳細列出從機柜內(nèi)信號源至每一個室內(nèi)天線路徑上所有的設(shè)備和材料；通過分析 全船影響信號傳輸?shù)慕橘|(zhì)以及衰減參數(shù)，調(diào)整線路布置方案，并通過適當?shù)恼w或局部信 號補償，最終達到符合設(shè)計的要求。根據(jù)UHF信號的傳播和衰減特性要求，對于現(xiàn)場UHF輻 射傳導裝置的經(jīng)濟合理準確布局，通過信號補償?shù)姆绞奖ＷC系統(tǒng)設(shè)計的完整性，降低可能 存在的風險。滿足語音通訊外，傳感器和儀表的數(shù)據(jù)傳輸，人員安全監(jiān)控等功能的應(yīng)用都將 通過UHF信號覆蓋得以實現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是提供一種在海洋工程船舶上應(yīng)用的超高頻信號全船覆蓋方法，已 較為經(jīng)濟的措施有效實現(xiàn)在全船范圍的足夠強度超高頻信號覆蓋。
[0007] 本發(fā)明的目的將通過以下技術(shù)措施來實現(xiàn)：根據(jù)UHF信號的傳播和衰減特性要 求，分析全船影響信號傳輸?shù)慕橘|(zhì)以及衰減參數(shù)，與電源連接的UHF基站包括UHF超高頻中 央機柜安裝雙工器、接收放大器、發(fā)射合成器、中繼器，以及系統(tǒng)中安裝的耦合器、分支器、 饋線電纜、放大器和泄漏電纜，計算在指定地點和區(qū)域的信號強度是否符合設(shè)計要求；而且 考慮信號覆蓋的富余量，從影響信號衰減的各種因素出發(fā)進行分析并計算，通過信號補償 的方式保證系統(tǒng)，先期對室內(nèi)天線和饋線電纜進行布置，機艙區(qū)域或狹長的通道區(qū)域采用 泄漏電纜敷設(shè)，泄漏電纜的敷設(shè)應(yīng)該避開在UHF頻段通訊的網(wǎng)絡(luò)電纜，機艙及室內(nèi)天線的 安裝取在艙室的中間位置，艙室內(nèi)有大型機械設(shè)備時，天線的位置作適應(yīng)調(diào)整，整個系統(tǒng)網(wǎng) 絡(luò)采用樹形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；根據(jù)初步設(shè)計，詳細列出從機柜內(nèi)信號源至每一個室內(nèi)天線路徑上 所有的設(shè)備和材料，信號的強度衰減主要體現(xiàn)在信號波幅的變窄，但換算成對數(shù)后信號的 強度可以通過求和的形式計算；依據(jù)下面的公式：
[0008] 室內(nèi)天線功率=信號源輸出功率-合成器損耗-耦合器損耗-饋線電纜損耗+ 放大器放大dB倍數(shù)-泄漏電纜損耗+室內(nèi)天線的放大dB倍數(shù)；
[0009] 根據(jù)每個設(shè)備或元件以及材料的衰減參數(shù)，計算出室內(nèi)天線終端的功率；
[0010] 其中電纜的損耗應(yīng)考慮長度及電纜不同型號規(guī)格；
[0011] 該公式作為一般性的理論計算公式，實際情況中，每一個分支線路可能存在多個 功率分支器和耦合器的情況，需要把所有數(shù)據(jù)計算在內(nèi)；
[0012] 上述計算結(jié)果僅作為理論計算的室內(nèi)天線終端輻射功率，還需要根據(jù)信號輻射的 空間損耗來計算評估在指定范圍內(nèi)信號的強度，考察是否滿足接收機要求的最低接收電 平，以確定設(shè)計是否符合要求；
[0013] 通常情況下，在整體信號強度偏弱的情況下，前端加入功率放大器對系統(tǒng)進行有 效的補償，但在局部區(qū)域信號強度差的地方，只需要在后端加入功率放大器；對于某些區(qū)域 面積大，室內(nèi)天線難以完全覆蓋的情況下，通過在該區(qū)域敷設(shè)泄漏電纜來達到信號覆蓋要 求。
[0014] 尤其是，UHF超高頻中央機柜安裝雙工器、接收放大器、發(fā)射合成器以及中繼器， UHF超高頻中央機柜的三路功率分支器分別通過42M或46M饋線電纜連接基站、四路功率分 支器以及第二部三路功率分支器，所述基站處于室內(nèi)頂層甲板38300A.B.以上并通過饋線 電纜接出室外天線到天線區(qū)，此外，UHF超高頻中央機柜通過二路BFOU船用特種電纜分別 連接220V配電板或UPS電源；所述第二部三路功率分支器接出三個線路，其一路通過40M 饋線電纜連接到位于頂層甲板38300A.B.以上的室內(nèi)天線，其二路通過20M饋線電纜連接 到位于駕駛室甲板35000A.B.以上的室內(nèi)天線，其三路通過36M饋線電纜橋接到輪機控制 室，即圖1中的? ;所述的四路功率分支器連接出四個線路，其一通過19M饋線電纜連接到 D甲板30700A.B.以上走廊的室內(nèi)天線，其二通過15M饋線電纜連接到C甲板27400A.B.以 上走廊的室內(nèi)天線，其三通過19M饋線電纜連接到B甲板24100A.B.以上走廊的室內(nèi)天線， 其四路通過12M饋線電纜連接到下層走廊；由UHF超高頻架的第二部三路功率分支器連接 來的12M饋線電纜連接到第三部三路功率分支器，該第三部三路功率分支器連接出三個線 路，其一路和其二路分別通過15M和6M饋線電纜連接到A甲板20800A.B.以上走廊的室內(nèi) 天線，其三路通過7M饋線電纜連接到走廊的第二部四路功率分支器，該第二部四路功率分 支器連接出四個線路，其一路和其二路分別通過15M和6M饋線電纜連接到主甲板17500A. B.以上走廊的室內(nèi)天線，其三路通過22M饋線電纜連接到一層甲板間艙12600A.B.以上餐 室的室內(nèi)天線，其四路通過15M饋線電纜連接到下層走廊的第三部四路功率分支器，該第 三部四路功率分支器連接出四個線路，其一路和其二路分別通過32M和12M饋線電纜連接 到二層甲板間艙9100A.B.以上走廊的室內(nèi)天線，其三路通過101M饋線電纜連接到三層甲 板間艙5600A.B.以上走廊的室內(nèi)天線，其四路通過108M饋線電纜連接到底艙2900A.B.以 上走廊的室內(nèi)天線；輪機控制室內(nèi)安裝定向放大器，該定向放大器非別通過2M和45M饋線 電纜連接到第四部三路功率分支器和第五部三路功率分支器，該第四部三路功率分支器連 接出三個線路，其一路通過50M饋線電纜連接到上層結(jié)構(gòu)甲板30500A.B.以上室外天線，其 二路通過6M饋線電纜連接到甲板14000A.B.以上輪機控制室的室內(nèi)天線，其三路通過200M 泄露電纜連接第四部四路功率分支器，該第四部四路功率分支器連接出四個線路，其一路 和其二路分別通過一 102M泄露電纜連接到一層甲板間艙12600A.B.以上走廊室內(nèi)天線，其 三路通過36M饋線電纜連接UHF超高頻架上第二部三路功率分支器，其四路通過170饋線 電纜連接到鉆井平臺31000A.B.以上直升機平臺的室內(nèi)天線；所述第五部三路功率分支器 連接出三個線路，其一路和其二路分別通過120M和90M泄露電纜分別連接到一層甲板間艙 12600A.B.以上一號輪機室內(nèi)天線和二層甲板間艙9100A.B.以上三號輪機室內(nèi)天線，其三 路通過120M泄露電纜連接三層甲板間艙5600A.B.以上低壓配電室內(nèi)天線。
[0015] 尤其是，電源通過BFOU船用特種電纜連接到TB端子板，TB端子板接出三個線路分 別連接一部UHF基站SA的PU/UHF基站電源，所述三部UHF基站SA分別位于DP備份室、廣 播通訊區(qū)域和DP控制駕駛室，所述UHF基站SA各與一HS/UHF即UHF基站手持終端連接， 而且，所述UHF基站SA各自通過實心絕緣50歐姆RG214同軸電纜接出ABS基站天線，這些 天線均處于甲板上方42600A.B.以上；其中，BFOU船用特種電纜規(guī)格2X2. 5。
[0016] 尤其是，定向放大器通過BFOU船用特種電纜連接220V應(yīng)急配電板。
[0017] 本發(fā)明的優(yōu)點和效果：根據(jù)UHF信號的傳播和衰減特性要求，對于現(xiàn)場UHF監(jiān)測傳 感器的經(jīng)濟合理準確布局，克服機艙或某些封閉區(qū)域?qū)π盘柕钠帘涡?yīng)，通過敷設(shè)饋線電 纜和分布室內(nèi)天線等手段，使得全船任何有需要的地點和區(qū)域，都能實現(xiàn)UHF無線通信可 以定義為UHF信號全船覆蓋。安裝維護方便、成本低，故障率低無需供電，安裝方便，無噪聲 累積、等諸多優(yōu)點。能夠控制硬件成本和施工費用，增益高、頻帶寬、駐波比小，增強了電磁 信號接收與發(fā)送能力，避免信號干擾，并且能夠提高數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量。
【附圖說明】
[0018] 圖1-3為本發(fā)明實施例1中UHF信號全船覆蓋的一種實現(xiàn)方法的天線布置安裝結(jié) 構(gòu)示意圖，其中圖2通過?與圖1中線路連接，圖3通過@與圖1中線路連接。
[0019] 圖4為