國外地下通訊設(shè)備介紹 - 無圖版
hansen --- 2007-12-07 22:41:10
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國外地下通訊設(shè)備介紹
國外才有一些地下通訊設(shè)備陸續(xù)在現(xiàn)場開始應(yīng)用，現(xiàn)根據(jù)它們所使用的頻率和傳
輸模式的不同，分別予以簡要介紹。
�。�、低頻感應(yīng)通訊原理。早在１９４８年就提出了這種理論，經(jīng)過３０多年，正式產(chǎn)品才出來，它使用的頻率在６０~１３０ ＫＨｚ范圍內(nèi)，比較成功產(chǎn)品有：（１）日本的ＴＳＴ．ＸＡ３３１－ＦＭＫ－１系統(tǒng)，它是采用單線傳輸方式借助專門敷設(shè)的單根導線與巷道壁之間形成的感應(yīng)場來實現(xiàn)無線感應(yīng)通信的；（２）西德的ＦＭ６０／１３０系統(tǒng)，它采用的雙線傳輸方式，借助專門敷設(shè)的兩條導線，經(jīng)終端匹配電阻形成的感應(yīng)場來進行單工通信的。我國在８０年代中期由天津煤炭專用設(shè)備廠引進過西德ＦＨ公司的ＦＭ６０／１３０感應(yīng)通信系統(tǒng)。
�。�、中頻無線通信系統(tǒng)。它采用的頻率大都在３００~６００ＫＨｚ范圍內(nèi)，它不需敷設(shè)專用導線來作電波傳播介質(zhì)。它是依靠地下巷道中原有的動力電纜、軌道、鋼管等導體的感應(yīng)作用來傳播話音。這種系統(tǒng)不需要基地臺來轉(zhuǎn)發(fā)信息，兩個移動的手機最遠通信距離大約在１－１．５公里。比較完善的產(chǎn)品有法國ＣＥＡＣＨＡＲ公司開發(fā)的Ｘ－Ｙ電話，西德ＦＨ公司ＦＭ４３０／２９０系統(tǒng)，美國ＭＳＡ公司１６８０型中頻無線通信系統(tǒng)和南非ＳＣ１０００型為邊帶調(diào)制之外，其他的均為窄帶調(diào)頻方式。我國在“七五”期間，也曾設(shè)立國家攻關(guān)項目，進行這方面的研究，并在１９９１年通過國家鑒定。它采用的頻率為５００ ＫＨｚ背心式環(huán)形天線在窄帶調(diào)頻，異頻單工方式，在有拐彎的巷道中，兩手機最遠通信距離為１.２公里以上，穿透煤層有效通信距離大于７０米，穿透巖層有效通信距離大于５８米。１９９３年８月，煤科總院常州自動化研究所與錦州煤炭通信器材廠合作研制的ＫＴＹ３型礦用無線電電話機通過鑒定。它采用的頻率為４５５~５１２ＫＨｚ同頻單工工作方式、窄帶調(diào)頻、磁棒天線。機電部３６所與淮南無線電一廠合作開發(fā)ＫＴ２００７中頻地下無線電通信裝置，在１９９２年１２月通過鑒定。它采用的頻率為４００~６３０ ＫＨｚ，調(diào)制方式為單邊帶，背帶環(huán)形天線，通信距離在１公里左右，也具有穿透煤層和巖層的通信能力。
�。�、極低頻通信系統(tǒng)。它采用頻率為３０ Ｈｚ以下，并選用包含信息量很少的通信方式，例如將“話”改成“人工報”，即密碼慢速報的方式，進行通行。１９７９年３月，《美國武裝部隊》報導，蘇聯(lián)有一個正在工作中的極低頻，低通信率系統(tǒng)至少已經(jīng)工作了２年時間。另外美國１９８０年《信號》報導，蘇聯(lián)最近進行了利用極低頻通信系統(tǒng)的地下傳播試驗。試驗的代號為“伏爾加”，它使用了８００ ＫＶ、幾兆瓦的伏爾加－頓巴斯直流輸電線，該輸電線長４８０ｋｍ，實驗時，交替地轉(zhuǎn)換２條線的極性，以產(chǎn)生穿入地層２０ｋｍ以上的極低頻信號，極性的轉(zhuǎn)換是在伏爾加城的分站進行的，移動接收點接收１８０ｋｍ以外的地層內(nèi)部反射回來的信號，在１小時內(nèi)大約能夠傳送７５個字。
�。�、地下無線電漏泄通信系統(tǒng)。它采用的頻率大都在３５~８０ＭＨｚ或１４０~１８０ ＭＨｚ，屬于高頻段。１９５６年１２月，美國科學家Ｎ．ＭＯＮＫ和Ｈ．Ｓ．ＷＩＮＢＩＧＬ發(fā)表了一項技術(shù)公告，說明了鐵路列車進入隧道后維持甚高頻通信取得成功的事例，并對無線電漏泄傳輸技術(shù)作了首次介紹。從１９５６年至１９６６年的十年間，此項技術(shù)沒有實質(zhì)性的改變，直至１９６６年世界各國采礦界才開始重視此項技術(shù)，并對它進行研究。在理論上，美國的Ｊ．Ｒ．．ＷＡＩＴ和Ｄ．Ａ．ＨＩＬＬ等教授對井下漏泄場電磁波傳播規(guī)律及特點進行了多方面的研究，完成了在不同幾何條件下許多電磁場波動方程的數(shù)值解，對圓形和矩形隧道中單線波模、雙線波模和波導波模的衰減進行了詳細的計算和實驗。準靜態(tài)分析法，幾何光學模擬法也成功地應(yīng)用到對井下場電磁波傳播的計算中。比利時的ＤＥＬＯＧＮＥ教授首次研發(fā)成功波模轉(zhuǎn)換器技術(shù)。
１９６６年英國國家煤炭局（ＮＣＢ）和ＳＵＲＲＥＹ大學對漏泄通信原理進行了現(xiàn)場試驗。試驗表明：井下無線電漏泄通信技術(shù)對實現(xiàn)地下無線電通信，特別是地下移動通信是可行的。漏泄通信的傳輸體是同軸漏泄電纜，它是人們專門設(shè)計的一種同軸漏泄電纜，以穿孔，開槽或疏編等方法，斷續(xù)或連續(xù)且規(guī)則地破壞電纜屏蔽層的完整性，以期在電纜徑向長度的周圍，通過泄漏作用獲得均勻連續(xù)的電磁場，我們稱這種同軸電纜為“漏泄電纜”。漏泄場的強度取決于漏泄電纜的屏蔽層結(jié)構(gòu). 漏泄通信的根本所在是在地下巷道中敷設(shè)一條射頻同軸電纜（即漏泄電纜）。漏泄電纜起到長天線的傳輸作用，又在其周圍形成一個連續(xù)均勻的電磁場。利用這種“漏泄場”的場強在巷道中的存在，就可以沿漏泄電纜實現(xiàn)無線電收發(fā)信機與漏泄電纜饋體之間，兩個可逆方向相等效的電磁場能量交換，來實現(xiàn)地下無線電雙向移動通信。這樣就可以使移動臺與固定臺，移動臺與移動臺之間無線電波，復(fù)雜的遠距
離傳播問題，轉(zhuǎn)化為移動臺與漏泄電纜之間簡單的近距離傳播問題。
１９７０年，英國首先將井下無線電漏泄通信系統(tǒng)投入使用，該系統(tǒng)稱為９８６系統(tǒng)，工作范圍長達９ｋｍ。１９７３年，英國ＤＡＣ公司將有線電話系統(tǒng)的中繼技術(shù)引入井下漏泄通信系統(tǒng)中，使無線電漏泄傳輸技術(shù)有了一個突破性進展。該系統(tǒng)稱為“戴茜”鏈結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，它安裝在ＷＥＡＲＭＯＵＴＨ礦井中。１９７８年又研制成功一套被稱為ＡＲＩＡＮＤＮＥ系統(tǒng)的井下無線電漏泄通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)實現(xiàn)了有分支網(wǎng)絡(luò)的信號雙向傳輸，僅保留一條漏泄電纜和單向中繼器，不要輔助的電話線。１９８３年英國采礦開發(fā)研究院（ＭＲＤＥ）推出了一種新式的ＭＲＤ８３４００型礦井無線電漏泄通信系統(tǒng)，工作范圍長達１８ｋｍ。在該系統(tǒng)中采用專門設(shè)計的雙向中繼放大器，并將它串接在漏泄電纜中，對兩個方向的增益。該系統(tǒng)具有初始
數(shù)字傳輸?shù)墓δ堋?BR>
在８０年代，比利時也有相似的漏泄通信系統(tǒng)研發(fā)成功并投入使用。
我國在１９８６年得到國家的大力支持，將井下無線電漏泄通信技術(shù)列入國家“七五”重點攻關(guān)項目，雖然起步較晚，但能充分認識國外各種系統(tǒng)的優(yōu)缺點，準備充分，起點高，于１９８９年由撫順煤研所完成了ＫＴ６型礦井無線電漏泄通信系統(tǒng)的研制任務(wù)。同年１０月在開灤礦務(wù)局通過國家鑒定，達到了８０年代國際先進水平。其工作頻率為３５－４９ＭＨｚ，窄帶調(diào)頻制每個分支路通話范圍達１０ｋｍ，各支路覆蓋通話距離可達４０ｋｍ。
１９７８年英國提出了建立礦井無線電高速信息公路的概念，設(shè)想基于無線電漏泄傳輸技術(shù)，建立一種可以兼容通信－信號－控制的時分多路數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o線電系統(tǒng)，但由于種種原因?qū)嵸|(zhì)性進展不大。直到９０年代中期，加拿大的愛儀公司和澳大利亞的礦通公司才先后推出具有高速信息公路功能的井下漏泄通信系統(tǒng)。這些系統(tǒng)采用的頻率在１４５－１８０ＭＨｚ范圍內(nèi)，該系統(tǒng)可提供３２個話音和數(shù)據(jù)傳輸信道，以及提供１６個圖象視頻單向傳輸頻道，數(shù)據(jù)傳輸速率為１２００～１９２００ｂｉｔ／ｓ，并能傳輸人員和設(shè)備跟蹤信息，具有尋呼遙控和緊急預(yù)告功能。我國在１９９７年也開始這方面的研制工作并取得了較大的進展，但還沒有正式產(chǎn)品問世。
上述的這些通信設(shè)備和系統(tǒng)，都只能解決地下短距離（幾十公里以內(nèi)）通信問題，要真正解決地下相隔幾百公里以外的通信問題還要依賴微中子通信技術(shù)的發(fā)展，國外美、英、俄正在開展這方面理論和實驗的研究。微中子體積非常微小，具有很強的穿透能力，可以在瞬間穿透整個地球的地層，但微中子發(fā)生器的體積很龐大，以及一些信息調(diào)制技術(shù)難題，有待解決，所以距實用階段還有很長的一段路要走。
ningxia --- 2007-12-08 12:17:17
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長見識了，謝謝
Sino --- 2009-03-09 17:52:54
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-- 結(jié)束 --