[實用新型]高速鐵路自由空間光多波束分集發射裝置

有效

• 申請號: 202020951036.9
• 申請日: 2020-05-29
• 公開（公告）號: CN211720556U
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發明（設計）人: 丁舉鵬;陳習鋒;梅弘業;劉雯雯;鄭炅;賴惠成
• 申請（專利權）人: 新疆大學
• 主分類號: H04B10/50
• 分類號: H04B10/50;H04B10/11;H04B10/60;H04J14/02
• 代理公司: 烏魯木齊合縱專利商標事務所 65105
• 代理人: 周星瑩;李慧琴

本實用新型涉及鐵路通信技術領域，是一種高速鐵路自由空間光多波束分集發射裝置，包括信號箱和光發射裝置；在每節火車車廂頂部外側設有一個或多個光接收裝置，在鐵軌上方的每個接觸網硬橫跨支柱的橫臂上均設有兩個或多個光發射裝置，在每N個接觸網硬橫跨支柱中的任意一個接觸網硬橫跨支柱上設有一個信號箱。本實用新型使得光發射裝置發射的光束直接輻射在火車車廂頂部外側面上，相比于現有技術將就激光器安裝在鐵軌旁，減少了光束傳播距離，減少大氣衰減對光束的影響。并且通過多個自由空間光信號通過多波束分集技術使用不同信道被光接收裝置接收，光接收裝置將接收到的光信號整合，獲得性能最好的光信號，從而減少了傳輸過程產生的衰減。

技術領域

本實用新型涉及鐵路通信技術領域，是一種高速鐵路自由空間光多波束分集發射裝置。

背景技術

現有高速鐵路無線通信可通過射頻信號通信系統、光通信系統等方式實現，采用射頻信號通信的方式易受到周圍沿線車站或小區信號干擾及GSM-R等鐵路專用信號干擾，并且需建設大型基站，花費的建設費用和后期維護費用很高，自由空間光通信系統具有高帶寬、低延遲、保密性好等優勢，即能為高鐵用戶提供高速率通信，又也不影響鐵路沿線周圍用戶通信，并且相對于大型基站的建設成本及后期維護費用，自由空間光通信系統的造價成本低。

自由空間光通信系統中需要對光束進行對準，來保證通信鏈路正常通信。現有高速鐵路自由空間光通信系統中的光發射器通常安裝在鐵軌旁，這無疑增加了光束的傳播距離，使得信號衰減更加嚴重，并且光束傳播距離長時在進行對準的情況下容易受收發端的小幅度震蕩影響，例如高鐵高速運行時，經過彎道或山區時車身會發生小幅度的偏移，當車身發生偏移上下左右偏移時，極有可能使光束中心和探測器中心間發生偏移。發生偏移時，接收功率發生變化，而嚴重時導致鏈路斷開。并且現有高鐵自由空間光通信系統中多采用單一光信號發射和接收方法，信號極易受環境因素如陽光、雨雪、霧霾等影響，同時自由空間光信號干擾源眾多，當單束光經過一個信道時信號衰減嚴重。單一信道極易受其他干擾源影響，接收端僅能收到一個受到損耗端自由空間光信號。

發明內容

本實用新型提供了一種高速鐵路自由空間光多波束分集發射裝置，克服了上述現有技術之不足，其能有效解決現有鐵路自由空間光通信系統將光發射器通常安裝在鐵軌旁造成光束傳播距離增加，信號衰減嚴重的問題。進一步解決現有鐵路自由空間光通信系統單一光信號發射和接收的方式存在的易受環境干擾，導致信號衰減的問題。

本實用新型的技術方案是通過以下措施來實現的：一種高速鐵路自由空間光多波束分集發射裝置，包括數據中心、多個信號箱、多個光發射裝置、多個光接收裝置和多個功分器；在每節火車車廂頂部外側均設有一個或多個光接收裝置，在鐵軌上方的每個接觸網硬橫跨支柱橫臂上均設有一個功分器和兩個或多個光發射裝置；在每N個接觸網硬橫跨支柱中的任意一個接觸網硬橫跨支柱上設有一個信號箱，每個信號箱與對應的N個接觸網硬橫跨支柱的接觸網硬橫跨支柱橫臂上設置的所有功分器連接；數據中心通過電纜與信號箱連接，信號箱與對應的功分器連接，功分器與其所在接觸網硬橫跨支柱橫臂上的所有光發射裝置連接，光發射裝置與光接收裝置連接。

下面是對上述實用新型技術方案的進一步優化或/和改進：

上述光發射裝置包括調制器和激光器；調制器與激光器連接。

上述信號箱包括箱體，在箱體內設有串并轉換模塊。

上述光接收裝置包括光電探測器、低通濾波器和合成器；光電探測器與低通濾波器連接，低通濾波器與合成器連接。

上述光發射裝置通過固定件設置在接觸網硬橫跨支柱的橫臂下方。

上述光發射裝置發射的光束覆蓋距離長度為25m。