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中繼臺

2018-08-02 16:01:13

7102

  中繼臺可以方便地擴展您的雙向通訊系統(tǒng),讓您無線電對講機的通訊范圍隨著客戶群的擴大而拓展。中繼臺幫助您擴大車載臺、手持對講機的呼叫范圍和通訊能力,大幅度提高您的工作效率。隨著Internet網(wǎng)絡(luò)的普及,一種可以通過IP網(wǎng)絡(luò)傳輸語音、視頻等業(yè)務(wù)的VoIP技術(shù)迅速發(fā)展,一款通過網(wǎng)絡(luò)傳輸語音信號的中繼臺應(yīng)允而生,簡稱為IP中繼臺。IP中繼臺可以實現(xiàn)全球網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通,極大的擴大了中繼臺的通訊能力。中繼臺 又稱中轉(zhuǎn)臺、轉(zhuǎn)發(fā)臺、IP中繼臺,中轉(zhuǎn)臺/轉(zhuǎn)發(fā)臺,外接天線及饋線就可組成完整的中繼系統(tǒng),簡而言之:中繼臺的作用就是中轉(zhuǎn)和放大信號

北峰模擬系列中繼臺型號

北峰BF-5000大功率基地中繼臺

北峰BF-3000中繼臺

北峰BF-2000中繼臺

DPMR數(shù)字系列中繼臺

北峰BF-R1000中繼臺

DMR數(shù)字系列

北峰BF-TR8050數(shù)字中繼臺

北峰BF-RT7500中繼臺

  在無線對講系統(tǒng)中,中繼臺對于增大通訊距離,擴展覆蓋范圍扮演著極其重要的角色。是專業(yè)無線通訊系統(tǒng)不可缺少的重要設(shè)備。

  中繼臺由收信機和發(fā)信機等單元組成。通常工作于收發(fā)異頻狀態(tài),能夠?qū)⒔邮盏降囊颜{(diào)制的射頻信號解調(diào)出音頻信號傳輸給其它設(shè)備。同時,還能將其它設(shè)備送來的音頻信號經(jīng)射頻調(diào)制后發(fā)射出去。上面提到的其它設(shè)備有各種系統(tǒng)使用的控制器,有無線接駁器等,也包括互聯(lián)所需要的其它中繼臺。將中繼臺收到的信號直接通過自身的發(fā)射機轉(zhuǎn)發(fā)出去,這是中繼臺最基本的應(yīng)用。

  因此,中繼臺必須能夠全雙工工作,即收發(fā)同時工作,并且發(fā)射時不能影響接收機的正常工作。由于中繼臺工作的基本特點,再加上多臺中繼臺組合一起使用的特點,對中繼臺的技術(shù)指標相對于移動臺要有更高的和更特殊的要求。

  除一臺中繼臺組成的單信道常規(guī)地面通訊系統(tǒng)之外,還可以利用中繼臺經(jīng)同軸電纜,功分器,架設(shè)多幅分布天線,實現(xiàn)

  樓宇、酒店等建筑物地下和地面的覆蓋通訊,此外多臺中繼臺組成集群系統(tǒng)以及各種帶狀或星形結(jié)構(gòu)的通訊網(wǎng)。

  中繼臺調(diào)試集成安裝的指標直接影響到系統(tǒng)的通訊距離和系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)語音質(zhì)量及功能。

  頻率

  中繼臺由一個發(fā)射機,一個接收機和一副天線構(gòu)成,因此它與一般電臺沒什么 本質(zhì)區(qū)別。中繼臺的最大特點是接收機與發(fā)射機使用不同的頻率。習(xí)慣上,把中繼臺的接收頻率稱為上行頻率,發(fā)射頻率稱為下行頻率。上行頻率和下行頻率的差值,叫做頻差。頻差的大小各地不盡相同,推薦標準是:UHF頻段5MHz,VHF頻段0.6MHz。通常上行頻率低于下行頻率。

  在使用中繼臺之前,必須將電臺的發(fā)射頻率和接收頻率設(shè)置為兩個不同的值。

  距離計算

  1.無線電波傳輸損耗工程實用公式

  LM(dB)=88.1+20lgF-20lgh1h2+40lgd

  式中:F—通訊工作頻率(MHz)

  h1—通訊對象A點天線高度(m)

  h2—通訊對象B點天線高度(m)

  d—A點和B點的通訊距離(m)

  上述實用公式僅限于VHF 150MHz和UHF 400~470MHz頻段,并且地形起伏高度在15m左右,通訊距離在65km范圍內(nèi)。

  2.系統(tǒng)無線設(shè)備通訊距離的計算(以下舉例說明)

  (1)假設(shè)已知條件

  a.系統(tǒng)工作頻率:

  TX 465MHz RX 455MHz

  b.中繼臺參數(shù)和架設(shè)數(shù)據(jù):

  發(fā)射功率:20W (43dBm)

  接收靈敏度:-116dBm

  同軸電纜損耗:2dB(1/2〃饋管40m長、5dB/100m)

  全向天線增益:9.8dbi

  天線架設(shè)高度:30m

  c.對講機參數(shù)

  發(fā)射功率:4W(36dBm)

  接收靈敏度:-116dBm

  對講機天線增益:0dBi

  對講機高度:1.5m

  (2)中繼臺與對講機的系統(tǒng)增益

  在本例中,所謂系統(tǒng)增益就是對講機發(fā)射信號給中繼臺接收機允許衰減的最大值,若不考慮電纜損耗和天線增益的條件下:

  系統(tǒng)增益(dB)=發(fā)射功率(dBm)-接收靈敏度(dBm)

  若考慮電纜損耗、天線增益的條件下,本例系統(tǒng)增益為:

  SG(dB)=Pt+PA-(RA+CL+RR)

  =36+0-(9.8-2-116)

  =144.2(dB)

  式中:Pt——對講機發(fā)射功率

  PA——對講機天線增益

  RA——中繼臺天線增益

  CL——同軸電纜損耗

  RR——中繼臺接收靈敏度

  (3)如果系統(tǒng)增益等于電波傳輸?shù)膿p耗,則說明通訊距離的電波能量已達極限,若系統(tǒng)增益小于傳輸損耗則表明通訊可能建立不起來。

  將系統(tǒng)增益代入電波傳輸損耗工程公式:

  144.2=88.1+20lg455-20lg1.5×30+40lgd

  144.2=88.1+53.2-33+401gd

  35.9=40lgd

  d=7.9km

  (4)上式僅計算了上行信號(對講機發(fā)給中繼臺)可通訊的保守距離,而未計算下行信號(中繼臺發(fā)給對講機)可覆蓋的距離,通常由于中繼臺發(fā)射功率較大,其下行信號往往優(yōu)于上行信號的通訊距離。由于系統(tǒng)通話是雙向的,因此系統(tǒng)的保守通話距離往往以上行信號為準來計算。

  通訊干擾

  1.系統(tǒng)中的干擾有很多,有些是產(chǎn)品制造中不可避免的,有的是在系統(tǒng)集成時產(chǎn)生的,我們主要討論后者,在日常通訊中經(jīng)常碰到的干擾主要有兩種:同頻干擾和互調(diào)干擾。

  2. 同頻干擾是指在一個系統(tǒng)中的工作頻率受到了另一個系統(tǒng)相同頻率的干擾。雖然兩臺發(fā)射機標稱頻率相同,但多少還是有所差異,當一臺接收機同時收到兩臺發(fā)射機信號時,會產(chǎn)生兩個發(fā)射頻率差異的差拍干擾,如果兩發(fā)射頻率相差1KHz,在接收機中即可聽到1KHz的差拍聲,另外盡管發(fā)射頻率相同,其頻率的相位也不一定相同,因此會產(chǎn)生低頻交流聲的干擾。

  3.互調(diào)干擾是由電路中的非線性器件產(chǎn)生的,在我們?nèi)粘9ぷ髦挟a(chǎn)生互調(diào)的原因主要有以下兩種情況:

  (1)干擾信號侵入發(fā)射機的末級,從而同有用信號之間引起互調(diào)。此類干擾稱為發(fā)射機互調(diào)干擾。

  (2)處于互調(diào)關(guān)系中的兩個或兩個以上的無線電信號被接收機接收,在接收機高放級產(chǎn)生互調(diào),稱為接收機互調(diào)干擾。

  4.互調(diào)干擾主要反映在多信道系統(tǒng)或與其它系統(tǒng)安裝在一起,多信道頻率相互間或其它系統(tǒng)頻率與多信道頻率混合而產(chǎn)生,產(chǎn)生的主要機理有兩種表現(xiàn)形式,如果我們用A、B、C……表示頻率的數(shù)值,則有:

  2A-B=C

  A+D-C=B或A+D-B=C

  舉例說明:某一系統(tǒng)有4個信道的發(fā)射頻率分別為:

  1CH 160MHz 2CH 161MHz

  3CH 162MHz 4CH 163MHz

  如果不采取互調(diào)抑制措施,就會產(chǎn)生:2×160MHz-161MHz=162MHz(假),即1CH的二次諧波進入2CH功放末級產(chǎn)生差頻形成一個假的162MHz,就會對3CH所接收的設(shè)備造成干擾。

  另外還會產(chǎn)生:160MHz+163MHz-162MHz=161MHz(假),即1CH和4CH的和拍與3CH的差拍產(chǎn)生一個假的161MHz,就會對2CH所接收真的161MHz頻率產(chǎn)生干擾。

  5. 為了避免互調(diào)干擾,通常有兩種做法:根據(jù)互調(diào)產(chǎn)生的機理在發(fā)射機功放輸出端口加單向隔離器,對外部進入的信號進行衰減,不讓其產(chǎn)生和頻和差頻。對于接收機采用大動態(tài)范圍的器件,降低減小非線性。另一種方法是使用頻率時,人為避開產(chǎn)生互調(diào)組合的頻率。前者需要增加設(shè)備投入,后者較經(jīng)濟,但取決于所審批頻率的可能性。

  6.無(三階)互調(diào)干擾頻率的工程計算方法:

  (1)將所分配或使用的頻率從低向高排序;

  (2)按最小信道間隔計算每個頻率對應(yīng)的頻道數(shù);

  (3)計算相鄰頻道數(shù)的差值;

  (4)求差值的和(按下舉例方法求和);

  (5)檢查差值與和數(shù)中不得有相同的數(shù)出現(xiàn)。

  舉例說明:現(xiàn)有一組頻率156.275MHz 156.150MHz 156.200MHz 156.125MHz計算是否存在互調(diào)組合(如圖一)。

  有相同的數(shù)字3,表明這一組頻率存在互調(diào),只有將156.275頻率向上調(diào)換成156.300或其它的頻率才可避開互調(diào)組合。上面括號中的數(shù)字是被調(diào)換后的計算結(jié)果。

  技術(shù)參數(shù)

  1.中繼臺的關(guān)鍵技術(shù)

  中繼臺的技術(shù)參數(shù)除發(fā)射功率,頻率穩(wěn)定度,調(diào)制特性,接收機靈敏度,音頻輸出功率和失真,調(diào)制接收帶寬等技術(shù)參數(shù)與對講機、車載臺相同或較高外,根本的區(qū)別在于全雙工工作,即接收信號的同時,又要發(fā)射信號,其關(guān)鍵的技術(shù)參數(shù)是雙工工作時的接收靈敏度,即自身的收發(fā)干擾情況如何,好的中繼臺發(fā)射時應(yīng)不影響接收機的靈敏度。中繼臺若存在收發(fā)干擾,意味著接收機靈敏度的下降,在系統(tǒng)工作時,直接影響到對講機和車載臺的通訊距離。

  2.形成中繼臺收發(fā)干擾的因素

  (1)發(fā)射機大功率信號串入接收機前端造成接收機的阻塞,使接收靈敏度下降。

  (2)發(fā)射機邊帶頻譜中的接收機頻率成分過大形成類似于同頻干擾的情況,使接收機靈敏度下降。

  3.解決中繼臺收發(fā)干擾的要點

  除了中繼臺自身發(fā)射機和接收機有較高的技術(shù)指標外,重要在于發(fā)射機天線端口和接收機天線端口要有較高的隔離衰減。發(fā)射機和接收機天線端口之間隔離通常有2種方法:(1)雙工器方式;(2)收發(fā)天線同軸垂直間隔方式。

  4.使用雙工器的優(yōu)缺點

  (1)使用雙工器的優(yōu)點

  a.收發(fā)共用一根天線,一根電纜,架設(shè)方便;

  b.通常使用陷波型雙工器,體積小,重量輕,插損小,有較好的收發(fā)隔離性能,能保證良好的收發(fā)干擾指標。

  (2)使用雙工器的缺點

  a.要求天線頻帶較寬,往往天線對收發(fā)頻率不能兼顧;

  b.陷波型雙工器的阻帶很窄,當設(shè)置多信道使用時,所使用的頻率有所限制,必須限定在雙工器的阻帶寬度內(nèi)。

  5.使用雙天線的優(yōu)缺點

  (1)使用雙天線的優(yōu)點

  a.收發(fā)分別使用各自的天線,可獲得較好的匹配及增益;

  b.可在較寬的頻率范圍內(nèi),任意設(shè)置信道所用的收發(fā)頻率。

  (2)使用雙天線的缺點

  雙天線要達到一定程度的收發(fā)隔離,架設(shè)時有嚴格的要求,往往不易滿足,導(dǎo)致收發(fā)干擾指標惡化,嚴重影響通訊距

  離。

  (3)使用雙天線架設(shè)的要求

  a.雙天線水平架設(shè)時,兩天線間的水平距離應(yīng)≥390λ;

  b.雙天線同軸垂直架設(shè)時,兩天線間的垂直距離≥9λ。

  (4)雙天線架設(shè)一覽表:(表一)

  6.雙天線架設(shè)后中繼臺收發(fā)干擾指標的測試

  (1)使用對講機測試方法

  首先將對講機發(fā)射功率設(shè)置最低檔,中繼臺置于不轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài):摘掉對講機天線,短時間間斷發(fā)射,讓對講機與中繼臺逐步拉開距離,直到中繼臺接收對講信號有雜音止,此時再將中繼臺置于轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)或使用中繼臺的話筒發(fā)射,聽中繼臺的雜音不應(yīng)有變化,若雜音加強或靜噪電路關(guān)閉聽不到雜音,說明存在收發(fā)干擾。

  (2)使用儀器測試方法

  使用RF射頻信號源,輸出端口接儀表自帶天線或?qū)χv機天線,將信號源輸出調(diào)至中繼臺接收有雜音止(中繼臺處于不轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)),此時啟動中繼臺的發(fā)射,聽雜音不應(yīng)有明顯的變化。

  發(fā)展

  IP中繼臺可實現(xiàn)本地對講信號中繼,通過IP網(wǎng)絡(luò)可實現(xiàn)語音實時性和PTT信號無錯誤的傳輸,無論在哪個城市,還是在VHF或UHF制式下使用,IP中繼臺可以將系統(tǒng)覆蓋范圍擴大到全球任一位置,輕松滿足不同地理空間、不同頻段,網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)共享語音,實現(xiàn)一鍵式通話,從而解決了無線電傳輸中受傳輸環(huán)境、發(fā)射功率、接收靈敏度等約束傳輸距離的難題,不必再擔(dān)心通信距離短、覆蓋范圍小的問題。

  IP 中繼臺通過IP網(wǎng)絡(luò)不但實現(xiàn)了超長距離無中繼網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的目的,通過中繼臺同時可以實現(xiàn)在高聳林立的大樓里架構(gòu)分布式對講信號覆蓋系統(tǒng)。


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