漏泄电缆无线通信系统总规范

漏泄电缆无线通信系统总规范

国家标准 GB/T15875一1995 漏泄电缆无线通信系统总规范 Generalspecificationforleakycable radiocommunicationsystem 1995-12-22发布 1996-08-01实施 发布 国家技术监督局国家标准
国家标准 漏泄电缆无线通信系统总规范 GB/T15875一1995 Generalspecificationforleakycable radiocommunicationsystem 主题内容与适用范围 本标准规定了漏泄同轴电缆无线通信系统的术语、技术要求、试验方法、检验规则及包装储运等要 本标准适用于漏泄同轴电缆无线通信系统的研制、生产和工程设计 引用标准 GB3838.1爆炸性环境用防燥电气设备通用要求 爆炸性环境用防爆电气设备隔爆型电气设备“” GB3836.2 燥炸性环境用防爆电气设备本质安全型电路和电气设备“" GB3836.4 射频电缆特性阻抗测量方达 GB4098.3 一1000MH陆地移动通信网的容量系列及频道配置 GB628025 GB12192移动通信调频无线电话发射机测量方法 GB12193移动通信调频无线电话接收机测量方去 移动通信调频无线电话机通用技术条件 GB/T15844 移动通信调频无线电话机环境要求和试验方法 GB/T15844. 2 GB/T158443移动通信调无线电话机可靠性要求及试验方法 GB/T158444移动通信调频无线电话机质量评定规则 GB:/T14013 移动通信设备运输包装 MT20煤矿通信、检测、控制用电工电子产品通用要求 MT210煤矿通信检测控制用电工电子产品基本试验方法 M21煤矿通信,检测,捡制用电工电子产品,质量检验规则 术语 3.1漏泄电缆leakycable -种"开敢的"传输线,电磁波可在其导向结构中纵向传播,同时射频能量可由电缆向外界传送,也 可从外界向电缆传送 3.2漏泄同轴电缆leakycoaxalcable -种不完全屏蔽的同轴电缆,电磁波可在其导向结构中纵向传播,同时可按弱磁榈合原理或缝隙天 线原理,与其周围空间之间实现射频能量的双向传播 漏泄同轴电缆是漏泄电缆的一种类型 3.3传输衰减transnmittingatteruation 国家技术监督局1995-12-22批准 1996-08-01实施
GB/T15875一1995 漏泄同轴电缆在其导向结构的纵向传播过程中的能量损耗 通常用dB/km表示 3.4耦合损耗couplingloss 漏泄同轴电缆和附近天线之间耦合的功率损耗 通常用dB表示 耦合损耗是距漏泄同轴电缆1.5m处设置的半波偶极子天线所接收的功率与该处电缆中传输的 功率之比取对数 即: -他卡 L= 梢合损耗,dB; 式中;L 漏泄同轴电缆内部传箱功率,w; P P, -天线所接收的功率,w 注:传输衰减和绸合损耗随不同的实际环境而有所变化 3.5双向中继器two-wayrepeater 补偿漏泄同轴电缆传输衰减的双向放大器 3.6射频汇接器radiofrequencyjunction 实现正向和反向多路射频信号的汇接的装置 3.7延伸系统extendblesystems 将各种地面移动通信延伸至特定空间,以保持不间断通信的系统 3.8多独立基台系统multipleseparatebasestations 在相同的环境下,共用同一漏泄电缆通信线路,利用多个不同频率的相互独立工作的基台和移动台 实现不同部门内用户之间通信的系统 系统组成 4.1基本系统 1.1系统主要由基地台,谢泄同轴电缆和移动台组成 适用于短距离通信场合 4.1.2网络结构如图1所示 PABX 或PSTA 图1基本系统 A-基台;B-漏泄同轴电缆;C一移动台;L一耦合损耗;L一传输衰减 4.2分等级耦合系统 4.2.1系统主要由基台、分等级樵合漏泄同轴电缆和移动台组成 与基本系统相比,通信距离可增加 4.2.2网络结构如图2所示
GB/T15875-1995 PABX 或PSTND Ln L3 图2分等级耦合系统 A-基台;B一分等级梢合漏泄同轴电缆;C-移动台;L一漏泄同轴电缆分段传输衰减; LnL,l,L-分等级祸合损耗,其中;l;=L-la;l=L-L;Lu=L-l 4.3双向中继系统 4.3.1系统主要由基台、漏泄同轴电缆、双向中继器和移动台组成 适用于长距离通信 4.3.2网络结构如图3所示 B PABX 或PSTN B B 图3双向中继系统 A-基台,B漏泄同轴电缆;c-移动台;D-双向中继器 4.4延伸系统 4.4.1系统主要由中继台、漏泄同轴电缆、双向中继器和移动台组成适用于将各种移动通信延伸到特 定空间,保持不间断通信 4.4.2网络结构如图4所示
GB/T15875-1995 图4延伸系统 B漏泄同袖电缆;c一移动台D双向中继器;E-中继台;F一地面移动通信基地台 4.5多独立基台系统 系统主要由多个独立基台,射频汇接器、漏泄同轴电缆、双向中继器和移动台组成 适用于大范 4.5.1 围多独立通信要求的矿用系统 4.5.2网络结构如图5所示 A PABX 或PSTN 图5多独立基台系统 A、AeA 基台;B漏泄同袖电缆;c-移动台 D-双向中继器;G一射频汇接器 5 技术要求 5.1系统的基本功能
GB/T15875一1995 5.1.1实现基台与移动台之间的双向异频单工通信 5.12经基台转发,实现移动台之间的异频单工通信 5 .1.3实现基台与移动台之间的双向数据传输 .1.4能与公用电话交换网(PSTN)或专用电话交换机(PABx)相连 5 5.2频率配置 5.2.1工作频段 漏泄同轴电缆系统采用A/B频段,C频段,也可以采用D频段 a 延伸系统沿用地面移动通信系统的原用频段 b 5.22收发颜率间隔 为了简化双工器,提高中继器性能,收发频率间隔应适当增大 漏泄同轴电缆系统可选表1的规定 地面延伸系统应符合GB6280第4章的规定 b 表1 A/B D 频段 30MHHz) 80MHz (150MHz 14MHz 待 定 收发频率间隔 5.2.3信道间隔 25kHz 5.3系统功率电平分配 系统功率电平分配按图6考虑,它决定于基台、漏泄同轴电缆、中继器、移动台和环境变化造成的瑞 利损失,以及各种连接器的衰减等因素 匹配 负载 图6双向中继系统的一条支路 A一基台;B谢泄同轴电缆;C一移动台;D、D、D,双向中继器; L棚合损耗;l一传输衰减 对于双向中继系统应该分正向(即基台移动台)和反向(即移动台基台)的功率电平分配 基台-移动台 系统总损失;L.+L十l-GR 基台或双向中继器最小输出功率PR (2 PR=SL十L十LR-G 式中:L-耦合损耗,dB; -最长中继段电缆传输衰减,dB; Lg -瑞利损失,dB; LR S -移动台接收灵敏度,dBm; G 移动台接收天线增益,dB. 移动台-基台 b
GB/T15875一1995 n个双向中继器的噪声积累;1olgn. 噪声积累引起系统信噪比恶化所需的补偿电平L .(3 L =N+1olg”" 系统总损失;山十十La十L- -Gr 移动台最小输出劝率P 4 G P,=s十l+L十L十L -中继器的嘴声系数,dB 式(3)(4)中:N s'基台的接收灵敏度,dBm, 移动台发射天线增益,dB. G 考患到实际工作中的绸合条件,工作环境影响等随机因素,系统应留有足够的裕度 5.4系统的无线工作方式 可采用异频双工方式或异频单工方式,也可采用异频双工和异频单工兼容方式 5.5非话传输业务 待定 5.6基本设备的技术要求 5.6.1环境条件 漏泄同轴电缆通信系统中的各种设备除有特殊说明外,其环境条件应满足下列要求 矿用漏泄同轴电缆通信系统 a 工作温度;-10~十45C; 相对湿度:95%(十25C). 非矿用漏泄同轴电缆通信系统 工作温度;一25一+55cr 相对湿度95%(+35C). 5.6.2漏泄同轴电缆的技术要求 5.6.2.1漏泄同轴电缆的主要电性能指标 传输衰减;由产品标准规定; 耦合损耗;由产品标准规定; b 特性阻抗50土3Q或75士3Q; d 电压驻波比;<1.5; 环路直流电阻:由产品标准规定 5.62.2爆炸性环境用的漏泄同轴电缆的要求 除符合5.6.2.1条的规定外,还这具有阻燃特性,即要求移去火翼后能自想,延燃时间不大于0 延燃长度不大于100mm. 5.6.3双向中继器的技术要求 5.6.3.1供电方式 漏泄同轴电缆通信系统中,双向中继器的供电方式,有串联供电、并联供电和串并联供电三种 串联供电方式;是利用电缆的芯线和屏蔽层传送直流电供给串接在漏泄同轴电缆中的双向中 继器 如图7所示
GB/T15875一1995 i3 DC 图7串联供电方式示意图 R,R;R 各中继段漏泄同袖电缆的环流电阻;ll 、=- -各中继器的工作电流 这种供电方式在矿用漏泄同轴电缆通信系统中用得较多 并联供电方式,是直流电源分别给中继器供电 这种供电方式适用于大功率中继系统 b 串并联供电方式是串联和并联供电方式的结合.这种供电方式不论在矿用系统和非矿用系统 中都用得较多 5.6.3.2主要电性能指标 见表2. 表2 项 目 主要电性能指标 正向增益 基台-移动台 功率增益 等于一个中继段漏泄同轴电缆的正向传输衰减或反向 dB 传输衰减 反向增益 移动台--基台 50或75 特性阻抗,n 嗓声系数,dB >G十15 抑制度,dB 自 动 正向增益控制 由产品标准规定 dB 工 电压驻波比 工作带宽 由产品标准规定 迷1)G正向功率增益 5.6.4射频汇接器的技术要求 待定 5.65无线电话机的技术要求 按GB/T158441的规定 5.6.6电源的技术要求 5.6.61系统中各种设备可采用交流电通过配套的整流稳压装置供电,直流电通过逆变装置供电,也 可采用电池组供电 各种直流电源的标称电压为9V、12V、24V、48v,60V 5.6.6.2电源的主要电性能要求,由产品标准规定 5.6.7结构工艺要求 系统中各设备的结构工艺要求应符合设备技术要求的有关规定
GB/T15875一1995 5.7可靠性要求 矿用的系统及其设备的可靠性要求应符合MT209第5.6条的规定 a 非矿用的系统及其设备的可靠性要求应符合GB/T15844.3第4章的规定 试验方法 6.1基本设备技术性能测试方法 6.1.1测试条件 6.1.1.1除非另有规定,系统设备电性能测试条件应在正常大气条件下进行 正常大气条件是指温度,相对湿度和气压在下列范围内的任何实际存在的组合 温度:1535c; 相对湿度;45%~75%; 大气压;86~106kPa 6.1.1.2各项技术性能,应在屏蔽室内进行测试,屏蔽室应有80100dB的电磁衰减能力 6.113所用试验设备和测量仪表的精度应满足被测设备的测量要求,并必须在计量周期内 6.1.2漏泄同轴电缆电性能测量方法 漏世同轴电缆的实际安装环境对传输衰减和耦合损耗有一定的影响,因此生产厂提供的这两种电 气参数在工程上仅作参考 工程设计应结合具体工作环境测量传输衰减和稠合损耗,测量的方法与实验 室里的方法-一致 在实验室里测量电性能参数时,被测电缆须平直架空,并适当离开其他物体,尤其是金属物体,以保 证电缆周围的场分布不产生严重畸变 6.1.2.1传输衰减和耦合损耗 按图8连接设备和仪器,电缆长度取适当数值 被测漏泄同轴电缆 匹 配 射 猾 负 载 信号源 场 强 测试仪 图8传输衰减和耦合损耗的测量配置 场强测试仪的半波偶极子天线距被测漏泄同袖电缆15m处,调节射频信号源的输出,使最 小信噪比不小于25dB. 从信号源向电缆末端移动场强计,按小于波长的等间距记录一组距离及其对应的场强值,用最 小二乘法对全组数据进行线性回归处理,则该直线的斜率就等于传输衰减.半波偶极子天线加到场强计 输入端的信号功率P,由天线等效高度,天线输入阻抗、场强计的输入阻抗和场强回归直线的截距求 得.在信号源与被测漏泄同轴电缆匹配的情况下,P取信号源的输出功率,按耦合损耗的定义得出其测 定值 传输衰减和榈合损耗的测量方法举例见附录A(参考件). 特性阻抗 6.1.2.2
GB/T15875一1995 按GB4098.3的规定测量 613双向中继器的电性能测量方法 6.13.1双向中继器的增益 按图9连按各设备和仪器 功分器采用标准件 射 射 频 号 谋 号 源 信 信 2 1 功 功 双 向 分 分 中继器 器 器 选 频 选 颊 平 电 表 电 平 表 2 1 配 四 载 图9双向中继器增益的测量配置 调节两个射频信号源,使被测双向中继器正反向输出均达到额定输出功率 记录此时射频信 号源(1)和<2)的输出电平为U和U.,选频电平表(1)和(2)的电平读数为U'和U',则正向增益G为 (U'-U+6)dB,反向增益G反为(U'-U+6>dB. 6.1.3.2噪声系数 按图10连接设备 要求低噪声放大器的带宽足够大于被测中继器的带宽,以保证测量精度 声 双 低噪 嗓声谋 功率计 中 器 继 放大器 图10噪声系数的测量配置 使嗓声源的输出为零,记下此时功率计测得的嗓声功率N. b. 调节噪声源的输出,使得功率计的读数为N的两倍 则记下此时噪声源的指示值,即为双向中 继器的噪声系数 6.133正向增益控制 正向增益控制是控制自动或人工)其正向增益以保证输出信号电平恒定的能力 按图9连接各设备和仪器 a b 调节两射频信号源的输出信号电平,使被测双向中继器正反向输出均达到额定输出功奉 调节射频信号源(a)的输出电平,使正向输出功率电平的变化在规定的范围之内(如;在额定功 率的士1dB之内),则此时信号源输出电平的变化范围为正向增益控制值 6.13.4电压驻波比 按图11连接设备和仪器 a.
GB/T15875-一1995 电 平表 射频功率 通过式 双 向 中继 放 号源 功 率讲 命 V 配c 负 载 图11电压驻波比的测量配置 将射颊信号源的信号频率调节在双向中继器的正向工作频率范围内,然后调节信号源输出信 b. 号幅度,使双向中继器的输出为额定功率,此时从通过式功率计的表头指示读出输入功率和反射功 率P,,按下式计算就可得出双向中继器的正向输入端口在该额率点的电压驻波比vswR ！土 VSWR 5 1一P,/P 按步骤b,同理可测得其他频率点上的电压驻波比 c d 将双向中继器倒接,按步骤bc,同理可测得双向中继器反向输入端口的电压驻波比 6.1.3.5抑制度 抑制度是正向通道对反向信号的抑制能力,或者是反向通道对正向信号的抑制能力 按图12连接各设备和仪器 a. 电 平 表 射 频 双 向 号 谢 中 匹 配 负 载 图12抑制度的测量配置 设正向频率为f,反向频率为f.调节信号源的频率和输出幅度为f和U通常取1mV),记 b. 下此时电平表的读数 改变信号源的频率为f.,调节信号源的输出幅度,使电平表的读数保持不变,此时信号源的输 出为,则双向中继器的正向抑制度为2olgU/几,单位为dB. 将双向中继群倒接,调节憎号源的频率和输出幅度为h粗u'遇常取1av),记下此时电平 d. 表的读数 改变信号源的频率为f,,调节信号源的输出幅度,使电平的读数保持不变,此时信号源的输出 为U',则双向中继器的反向抑制度为2olgU'/U',单位为dB 6.1.3.6工作带宽 按图12连接设备和仪器 调节射频信号源频率为正向工作频率,输出幅度为合适的电平(如1mv,10mv),由电平表测 得双向中继器输出电平为U,,保持射频信号源输出幅度,改变其频率(上偏调和下偏调),使双向中继器 10
GB/T15875一1995 输出电平U下降3dB,射频信号源频率分别为和f,则正向工作带宽BB为f与f之差 将双向中继器倒接,调节射频信号源频率为双向中继器反向工作频率,输出幅度为合适的电平 如1mv,10mV),由电平表测得双向中继器输出电平为U ,保持射频信号源输出幅度,改变其频率 上偏调和下偏调),使双向中继器输出电平U 下降3dB,射频信号源频率分别为'和f!',则反向工 作带宽剧a为尸"与"之差 6.1.4无线电话机的电性能测量方法 按GB12192和GB12193的规定测量 6.1.5电源电性能测量方法 按产品标准的规定进行 62设备结构工艺检测方法 用观察和机械的方法对系统设备的结构工艺进行检测,以验证材料,外形尺寸,结构设计和加工工 艺是否符合要求 6.3系统性能测试方法 6.3.1测试条件 系统建成后,移交给用户前,在系统的实际环境中进行系统的性能测试 63.2系统功能考核 按合同的要求和系统设计文件规定的方法进行系统功能考核 63.3信号场强均衡的测量方法 在系统正常工作时,沿漏泄同轴电缆选择一个中继段,保持场强计天线与漏泄同轴电缆的相对距离 不变,等间距地测量出一组场强及其对应的距离值,对其线性迭代处理,确定出与该组数据对应的场强 随距离变化的直线,则线段两端对应的场强值为两个中继器之间信号场强的变化范围 其中,数值小的 场强应能满足通信的需要 按同样的方法,对系统的其他中继段进行抽测,其结果应大体一致 6.4环境试验 6.4.1环境试验要求 6.4.1.1除非有特殊要求,系统设备环境试验要求应符合下面的规定 矿用漏泄同轴电缆通信系统的设备环境试验要求应符合MT209第4章的规定 a， b. 非矿用系统的设备环境试验要求应符合GB/T15844.2第3、4章的规定 6.4.1.2爆炸性环境使用的系统设备的环境试验要求应符合以下规定: 爆炸性环境中用的漏泄同轴电缆无线通信系统的各种设备应符合GB3836.1的规定 各种设备电路的本质安全性能设计应符合GB3836.4的规定 对于隔爆兼本质安全的设备应符合GB3836.2和GB3836.4的规定 6.42环境试验方法 6421矿用系统的设备应符合MT210的规定 6.4.2.2非矿用系统的设备应符合GB/T15844.2第5章的规定 65可靠性试验方法 65.1矿用系统的设备可靠性试验方去应符合M210的规定 6.52非矿用系统的设备可靠性试验方法应符合GB/T15844.3第9章的规定 检验规则 矿用漏泄同袖电缆通信系统应符合MT21的规定 7.1 7.2非矿用系统应符合GB/T15844.4的规定 标志、包装、运输和贮存 8.1标志 11
GB/T15875一1995 各设备都应在适当的显著位置有清晰的标志,标志上应标明产品型号、编号、厂名等 8.2包装、运输、贮存 设备的包装,运输、贮存要求,包装件试验方法和质量评定规则应符合GB/T14013的规定 i
GB/T15875-1995 附 录A 传输衰残和捐合损耗的测量方法举例 (参考件 A1测量方法 通过漏泄同轴电绩外部电磁场的测量和对测定值的计算,确定被测样品的传输衰减和榈合报耗 传输衰减L的测量方法 A1.1 按6.1.2.1条的要求安装好样品电缆 信号源输出功率取适当数值,从漏泄同轴电缆的一端向另一 端等间距地移动场强计及其天线,记下每个点的距离d和场强值E,共测得n组数据， d1,E),(d2,E2 ,(d,E),,(d.,E.. 样品长度,应保证测得的传缩衰减比"组扬强值的均方根误差大6dB 测量过程中必须避免人体及其 他有害感应产生测量误差 漏世同袖电缆的传输机理决定了场强E随纵被距离d的变化呈线性函数关系， E=E,一L.,d (A1 式中,L.为该直线段的斜率,它等于被测同轴电缆的传输衰减,按最小二乘法可得" 点EA)-(点以) L= A2 d E 为该直线段的截矩,用于计算耦合损耗,计算公式为 SE时-叫EA心) E A3 叫叫)-(小 A1.2耦合损耗L的测量方法 按3.4条的定义 L=1olg(P/P, A4 其中,P,由半波偶极子天线的等效电长度(A/T)及其输入阻抗(73.1Q)和天线处的电场强度E决 定,计算公式为 ? A5 Pra/2= 4R-×73. 将(A5)式代入(A4)式,P取信号源的箱出功率值,E取d=0处的值E,,得 L，=34.6+1olgP，一20lgE 20lg入 A6 纵向连续开槽同轴电缆的实测结果举例 A2 在220m运输巷道安装了820m,外径为23cm、外导体开角为120'的同轴电缆,用配有记录器的场 强计测量该电缆的传输衰减和耦合损耗 电场强度随纵向距离变化的测量值及按本方法取得的计算结 果(即线段尼-E一Lad),如图A1所示
GB/T15875一1995 100 一6.67mR-17dBm ,26.4dB/km E,一78.9dB4,口，一5.6 90 =76.2dBp 80 70 尼上一ld 400 110 200 300 500 594 纵向距离m) 图A1场强纵向变化的实测值及传输衰减和耦合损耗的计算结果 附加说明" 本标准由机械电子工业部提出 本标准由机械电子工业部电子标准化研究所归口 本标准由机械电子工业部第三十六研究所和第二十二研究所负责起草 本标椎主要起草人;郑辉根,陆青琴,杜顺贞,陆耀明,何光泉