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感应通讯的应用研究

感应通信的应用研究

在延伸较长、结构杂乱的民用与军事地下建筑中,在各种地道及矿井地下道中,以及相似的场合,试验和理论都证明无线电从几十千赫到几百兆赫很难传达超越数百米的间隔。而在拐弯的道中传达间隔更短,即不存在和地上相相似的上述地下场合中的移动通讯[1]。可是当道中存在着金属导体(导线)时,状况会发生很大的改变,某些波段的无线电信号能够传达较远的间隔(达数公里以上),这种无线电信号借助于沿线导体的诱导传达完结的通讯称为感应通讯。

1 感应通讯的原理及特色

感应通讯沿道(或必定的区域)设绝缘导线;当道中导线(称为感应线)邻近的发射机发射天线电信号时,发射机天线的信号能够感应到感应线上,发生感应电流。该电流在感应周围发生信号场强,沿途的天线接纳机天线可因感应而接纳信号,经扩大和处理,取得发射机宣布的信息,完结通讯进程,这便是感应通讯的原理。在感应通讯中,作业频率越低,传输损耗越小,耦合损耗越大;作业频率越高,传输损耗越大、耦合损耗越小。实际证明有利于感应通讯的作业频率为50kHz~500kHz。感应线一般是直径1mm~2mm的绝缘导线,距壁15cm~25cm,平行于道设;感应线能够是单线(一根导线)方法与大地构成回路;也能够选用双导线自成回路方法。感应通讯和漏泄通讯[2]是地下道、地下建筑中两种移动通讯方法,相比之下感应通讯具有结构简略、易完结、出资少、见效快的长处,特别是在紧迫状况下,可在未布线的空间,依托其它导体作为前言,也可在线路连续状况下完结通讯;感应通讯的首要缺陷是作业频率低容量较小且易受搅扰。

2 三锁相环感应通讯体系

本文以锁相环为主体构成感应式通讯设备,该体系的调制、倍频和解调均选用锁相环。其作业原理如图1所示。语音信号经滤波处理和音频扩大,操控压控振荡器VCO1操控端,经鉴相器PD1、低通滤波器LPF1所组成的锁相环完结锁相调频。调频信号由VCO1输出,送入PD2与VCO2输出信号进行相位比较,由PD2、LPF2、VCO2和M分频电路组成锁相环完结已调整信号的M倍频,使调频信号的偏频加倍。倍频后的信号与晶振2信号混频,输出差频信号经LPF3滤波、A2扩大、LPF4选频,送入天线发射。发射信号为宽带调频信号,在较高的处理增益,然后提高了体系的抗噪功用。体系接纳时,信号经天线进入LPF3选频、经A2扩大、再经LPF4与晶振1分频后的信号混频,混频后信号经BPF1选出差频、再经A3扩大进入PD3与VCD3输出信号进行相位比较;PD3、LPF5、VCO3组成的锁相环完结鉴频;解调后信号经A4扩大送至终端(扬声器),完结接纳进程。因为选用锁相鉴频,可使体系的噪声门限下调5dB~10dB,进一步改进体系的抗噪才能。本电路三次运用锁相环,作业稳定性好,频率准确度高,抗噪才能强。因为锁相环电路简略,运用低通滤波器多而带通滤波器少,使电路进一步简略化,完结简略,作业牢靠性高。

3 运用

(1)感应通讯可运用于矿业地下道及作业面等环境中的移动通讯。这种移动通讯不是彻底的无线电通讯,而是半有线半无线方法的移动通讯。其在矿山地下道中的体系结构如图2所示,图中假定地下中心广场有四个方向的道延伸,每个方向有一专用的感应通讯基站与感应线直接联接,感应线向道中延伸。沿途有若干移动手机,基站与交换机相联接,完结各手机用户间的转接;交换机具有与地下通讯网的汇接功用。

(2)感应移动通讯可运用于铁路列车无线列调体系,现举例阐明。某电气专用铁路线,长约200公里;相邻车站均匀间隔为10公里,穿越区域为干旱荒漠区域,无公网移动通讯的支撑,需专用列调无线体系,经证明选用感应方法。其体系示意图如图3所示。其间S1、S2、S3…为沿线各车站感应无线基站,A为天线、D为铁路列车架空电力线。天线A为线状天线(长25~30米),在车站邻近平行于电力线架起;BS为列车上的车载台,其天线BA在机车顶站平行于电力线架起;移动车载台BS坐落机车驾驶室及车长室;各基站经有线传输线路连接到全线总列调用线交换机C5,C5与公网链接。总列调度室可可能有线传输经各基站与沿途的列车车长及司机的车载台通讯;列车在平原、山地、或桥梁地道中运转均可完结与车站和总调度室间通讯。每个基站信号可掩盖本站区间及相邻站的部分区域。体系结构简略、易完结、出资少、见效快,作业牢靠而有用。

(3)教育播送体系。校园需求英语数学的播送及收听体系,用于听力的教育练习和考虑,可在教育楼区域或楼道架起感应传输线路,发射机输出可直接与感应线相联接,感应线终端接匹配电阻,沿线周围教室的学生可用简略的无线接纳机收听。这是一种单向播送体系,信号只作用于有限的区域规模,并且作业于中频以下频段,对其它体系无搅扰,其结构简略、出资少、易完结。

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