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国外地下通讯设备介绍 - 无图版
hansen --- 2007-12-07 22:41:10
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国外地下通讯设备介绍
国外才有一些地下通讯设备陆续在现场开始应用，现根据它们所使用的频率和传
输模式的不同，分别予以简要介绍。
１、低频感应通讯原理。早在１９４８年就提出了这种理论，经过３０多年，正式产品才出来，它使用的频率在６０~１３０ ＫＨｚ范围内，比较成功产品有：（１）日本的ＴＳＴ．ＸＡ３３１－ＦＭＫ－１系统，它是采用单线传输方式借助专门敷设的单根导线与巷道壁之间形成的感应场来实现无线感应通信的；（２）西德的ＦＭ６０／１３０系统，它采用的双线传输方式，借助专门敷设的两条导线，经终端匹配电阻形成的感应场来进行单工通信的。我国在８０年代中期由天津煤炭专用设备厂引进过西德ＦＨ公司的ＦＭ６０／１３０感应通信系统。
２、中频无线通信系统。它采用的频率大都在３００~６００ＫＨｚ范围内，它不需敷设专用导线来作电波传播介质。它是依靠地下巷道中原有的动力电缆、轨道、钢管等导体的感应作用来传播话音。这种系统不需要基地台来转发信息，两个移动的手机最远通信距离大约在１－１．５公里。比较完善的产品有法国ＣＥＡＣＨＡＲ公司开发的Ｘ－Ｙ电话，西德ＦＨ公司ＦＭ４３０／２９０系统，美国ＭＳＡ公司１６８０型中频无线通信系统和南非ＳＣ１０００型为边带调制之外，其他的均为窄带调频方式。我国在“七五”期间，也曾设立国家攻关项目，进行这方面的研究，并在１９９１年通过国家鉴定。它采用的频率为５００ ＫＨｚ背心式环形天线在窄带调频，异频单工方式，在有拐弯的巷道中，两手机最远通信距离为１.２公里以上，穿透煤层有效通信距离大于７０米，穿透岩层有效通信距离大于５８米。１９９３年８月，煤科总院常州自动化研究所与锦州煤炭通信器材厂合作研制的ＫＴＹ３型矿用无线电电话机通过鉴定。它采用的频率为４５５~５１２ＫＨｚ同频单工工作方式、窄带调频、磁棒天线。机电部３６所与淮南无线电一厂合作开发ＫＴ２００７中频地下无线电通信装置，在１９９２年１２月通过鉴定。它采用的频率为４００~６３０ ＫＨｚ，调制方式为单边带，背带环形天线，通信距离在１公里左右，也具有穿透煤层和岩层的通信能力。
３、极低频通信系统。它采用频率为３０ Ｈｚ以下，并选用包含信息量很少的通信方式，例如将“话”改成“人工报”，即密码慢速报的方式，进行通行。１９７９年３月，《美国武装部队》报导，苏联有一个正在工作中的极低频，低通信率系统至少已经工作了２年时间。另外美国１９８０年《信号》报导，苏联最近进行了利用极低频通信系统的地下传播试验。试验的代号为“伏尔加”，它使用了８００ ＫＶ、几兆瓦的伏尔加－顿巴斯直流输电线，该输电线长４８０ｋｍ，实验时，交替地转换２条线的极性，以产生穿入地层２０ｋｍ以上的极低频信号，极性的转换是在伏尔加城的分站进行的，移动接收点接收１８０ｋｍ以外的地层内部反射回来的信号，在１小时内大约能够传送７５个字。
４、地下无线电漏泄通信系统。它采用的频率大都在３５~８０ＭＨｚ或１４０~１８０ ＭＨｚ，属于高频段。１９５６年１２月，美国科学家Ｎ．ＭＯＮＫ和Ｈ．Ｓ．ＷＩＮＢＩＧＬ发表了一项技术公告，说明了铁路列车进入隧道后维持甚高频通信取得成功的事例，并对无线电漏泄传输技术作了首次介绍。从１９５６年至１９６６年的十年间，此项技术没有实质性的改变，直至１９６６年世界各国采矿界才开始重视此项技术，并对它进行研究。在理论上，美国的Ｊ．Ｒ．．ＷＡＩＴ和Ｄ．Ａ．ＨＩＬＬ等教授对井下漏泄场电磁波传播规律及特点进行了多方面的研究，完成了在不同几何条件下许多电磁场波动方程的数值解，对圆形和矩形隧道中单线波模、双线波模和波导波模的衰减进行了详细的计算和实验。准静态分析法，几何光学模拟法也成功地应用到对井下场电磁波传播的计算中。比利时的ＤＥＬＯＧＮＥ教授首次研发成功波模转换器技术。
１９６６年英国国家煤炭局（ＮＣＢ）和ＳＵＲＲＥＹ大学对漏泄通信原理进行了现场试验。试验表明：井下无线电漏泄通信技术对实现地下无线电通信，特别是地下移动通信是可行的。漏泄通信的传输体是同轴漏泄电缆，它是人们专门设计的一种同轴漏泄电缆，以穿孔，开槽或疏编等方法，断续或连续且规则地破坏电缆屏蔽层的完整性，以期在电缆径向长度的周围，通过泄漏作用获得均匀连续的电磁场，我们称这种同轴电缆为“漏泄电缆”。漏泄场的强度取决于漏泄电缆的屏蔽层结构. 漏泄通信的根本所在是在地下巷道中敷设一条射频同轴电缆（即漏泄电缆）。漏泄电缆起到长天线的传输作用，又在其周围形成一个连续均匀的电磁场。利用这种“漏泄场”的场强在巷道中的存在，就可以沿漏泄电缆实现无线电收发信机与漏泄电缆馈体之间，两个可逆方向相等效的电磁场能量交换，来实现地下无线电双向移动通信。这样就可以使移动台与固定台，移动台与移动台之间无线电波，复杂的远距
离传播问题，转化为移动台与漏泄电缆之间简单的近距离传播问题。
１９７０年，英国首先将井下无线电漏泄通信系统投入使用，该系统称为９８６系统，工作范围长达９ｋｍ。１９７３年，英国ＤＡＣ公司将有线电话系统的中继技术引入井下漏泄通信系统中，使无线电漏泄传输技术有了一个突破性进展。该系统称为“戴茜”链结构系统，它安装在ＷＥＡＲＭＯＵＴＨ矿井中。１９７８年又研制成功一套被称为ＡＲＩＡＮＤＮＥ系统的井下无线电漏泄通信系统，该系统实现了有分支网络的信号双向传输，仅保留一条漏泄电缆和单向中继器，不要辅助的电话线。１９８３年英国采矿开发研究院（ＭＲＤＥ）推出了一种新式的ＭＲＤ８３４００型矿井无线电漏泄通信系统，工作范围长达１８ｋｍ。在该系统中采用专门设计的双向中继放大器，并将它串接在漏泄电缆中，对两个方向的增益。该系统具有初始
数字传输的功能。
在８０年代，比利时也有相似的漏泄通信系统研发成功并投入使用。
我国在１９８６年得到国家的大力支持，将井下无线电漏泄通信技术列入国家“七五”重点攻关项目，虽然起步较晚，但能充分认识国外各种系统的优缺点，准备充分，起点高，于１９８９年由抚顺煤研所完成了ＫＴ６型矿井无线电漏泄通信系统的研制任务。同年１０月在开滦矿务局通过国家鉴定，达到了８０年代国际先进水平。其工作频率为３５－４９ＭＨｚ，窄带调频制每个分支路通话范围达１０ｋｍ，各支路覆盖通话距离可达４０ｋｍ。
１９７８年英国提出了建立矿井无线电高速信息公路的概念，设想基于无线电漏泄传输技术，建立一种可以兼容通信－信号－控制的时分多路数据传输的无线电系统，但由于种种原因实质性进展不大。直到９０年代中期，加拿大的爱仪公司和澳大利亚的矿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统。这些系统采用的频率在１４５－１８０ＭＨｚ范围内，该系统可提供３２个话音和数据传输信道，以及提供１６个图象视频单向传输频道，数据传输速率为１２００～１９２００ｂｉｔ／ｓ，并能传输人员和设备跟踪信息，具有寻呼遥控和紧急预告功能。我国在１９９７年也开始这方面的研制工作并取得了较大的进展，但还没有正式产品问世。
上述的这些通信设备和系统，都只能解决地下短距离（几十公里以内）通信问题，要真正解决地下相隔几百公里以外的通信问题还要依赖微中子通信技术的发展，国外美、英、俄正在开展这方面理论和实验的研究。微中子体积非常微小，具有很强的穿透能力，可以在瞬间穿透整个地球的地层，但微中子发生器的体积很庞大，以及一些信息调制技术难题，有待解决，所以距实用阶段还有很长的一段路要走。
国外才有一些地下通讯设备陆续在现场开始应用，现根据它们所使用的频率和传
输模式的不同，分别予以简要介绍。
１、低频感应通讯原理。早在１９４８年就提出了这种理论，经过３０多年，正式产品才出来，它使用的频率在６０~１３０ ＫＨｚ范围内，比较成功产品有：（１）日本的ＴＳＴ．ＸＡ３３１－ＦＭＫ－１系统，它是采用单线传输方式借助专门敷设的单根导线与巷道壁之间形成的感应场来实现无线感应通信的；（２）西德的ＦＭ６０／１３０系统，它采用的双线传输方式，借助专门敷设的两条导线，经终端匹配电阻形成的感应场来进行单工通信的。我国在８０年代中期由天津煤炭专用设备厂引进过西德ＦＨ公司的ＦＭ６０／１３０感应通信系统。
２、中频无线通信系统。它采用的频率大都在３００~６００ＫＨｚ范围内，它不需敷设专用导线来作电波传播介质。它是依靠地下巷道中原有的动力电缆、轨道、钢管等导体的感应作用来传播话音。这种系统不需要基地台来转发信息，两个移动的手机最远通信距离大约在１－１．５公里。比较完善的产品有法国ＣＥＡＣＨＡＲ公司开发的Ｘ－Ｙ电话，西德ＦＨ公司ＦＭ４３０／２９０系统，美国ＭＳＡ公司１６８０型中频无线通信系统和南非ＳＣ１０００型为边带调制之外，其他的均为窄带调频方式。我国在“七五”期间，也曾设立国家攻关项目，进行这方面的研究，并在１９９１年通过国家鉴定。它采用的频率为５００ ＫＨｚ背心式环形天线在窄带调频，异频单工方式，在有拐弯的巷道中，两手机最远通信距离为１.２公里以上，穿透煤层有效通信距离大于７０米，穿透岩层有效通信距离大于５８米。１９９３年８月，煤科总院常州自动化研究所与锦州煤炭通信器材厂合作研制的ＫＴＹ３型矿用无线电电话机通过鉴定。它采用的频率为４５５~５１２ＫＨｚ同频单工工作方式、窄带调频、磁棒天线。机电部３６所与淮南无线电一厂合作开发ＫＴ２００７中频地下无线电通信装置，在１９９２年１２月通过鉴定。它采用的频率为４００~６３０ ＫＨｚ，调制方式为单边带，背带环形天线，通信距离在１公里左右，也具有穿透煤层和岩层的通信能力。
３、极低频通信系统。它采用频率为３０ Ｈｚ以下，并选用包含信息量很少的通信方式，例如将“话”改成“人工报”，即密码慢速报的方式，进行通行。１９７９年３月，《美国武装部队》报导，苏联有一个正在工作中的极低频，低通信率系统至少已经工作了２年时间。另外美国１９８０年《信号》报导，苏联最近进行了利用极低频通信系统的地下传播试验。试验的代号为“伏尔加”，它使用了８００ ＫＶ、几兆瓦的伏尔加－顿巴斯直流输电线，该输电线长４８０ｋｍ，实验时，交替地转换２条线的极性，以产生穿入地层２０ｋｍ以上的极低频信号，极性的转换是在伏尔加城的分站进行的，移动接收点接收１８０ｋｍ以外的地层内部反射回来的信号，在１小时内大约能够传送７５个字。
４、地下无线电漏泄通信系统。它采用的频率大都在３５~８０ＭＨｚ或１４０~１８０ ＭＨｚ，属于高频段。１９５６年１２月，美国科学家Ｎ．ＭＯＮＫ和Ｈ．Ｓ．ＷＩＮＢＩＧＬ发表了一项技术公告，说明了铁路列车进入隧道后维持甚高频通信取得成功的事例，并对无线电漏泄传输技术作了首次介绍。从１９５６年至１９６６年的十年间，此项技术没有实质性的改变，直至１９６６年世界各国采矿界才开始重视此项技术，并对它进行研究。在理论上，美国的Ｊ．Ｒ．．ＷＡＩＴ和Ｄ．Ａ．ＨＩＬＬ等教授对井下漏泄场电磁波传播规律及特点进行了多方面的研究，完成了在不同几何条件下许多电磁场波动方程的数值解，对圆形和矩形隧道中单线波模、双线波模和波导波模的衰减进行了详细的计算和实验。准静态分析法，几何光学模拟法也成功地应用到对井下场电磁波传播的计算中。比利时的ＤＥＬＯＧＮＥ教授首次研发成功波模转换器技术。
１９６６年英国国家煤炭局（ＮＣＢ）和ＳＵＲＲＥＹ大学对漏泄通信原理进行了现场试验。试验表明：井下无线电漏泄通信技术对实现地下无线电通信，特别是地下移动通信是可行的。漏泄通信的传输体是同轴漏泄电缆，它是人们专门设计的一种同轴漏泄电缆，以穿孔，开槽或疏编等方法，断续或连续且规则地破坏电缆屏蔽层的完整性，以期在电缆径向长度的周围，通过泄漏作用获得均匀连续的电磁场，我们称这种同轴电缆为“漏泄电缆”。漏泄场的强度取决于漏泄电缆的屏蔽层结构. 漏泄通信的根本所在是在地下巷道中敷设一条射频同轴电缆（即漏泄电缆）。漏泄电缆起到长天线的传输作用，又在其周围形成一个连续均匀的电磁场。利用这种“漏泄场”的场强在巷道中的存在，就可以沿漏泄电缆实现无线电收发信机与漏泄电缆馈体之间，两个可逆方向相等效的电磁场能量交换，来实现地下无线电双向移动通信。这样就可以使移动台与固定台，移动台与移动台之间无线电波，复杂的远距
离传播问题，转化为移动台与漏泄电缆之间简单的近距离传播问题。
１９７０年，英国首先将井下无线电漏泄通信系统投入使用，该系统称为９８６系统，工作范围长达９ｋｍ。１９７３年，英国ＤＡＣ公司将有线电话系统的中继技术引入井下漏泄通信系统中，使无线电漏泄传输技术有了一个突破性进展。该系统称为“戴茜”链结构系统，它安装在ＷＥＡＲＭＯＵＴＨ矿井中。１９７８年又研制成功一套被称为ＡＲＩＡＮＤＮＥ系统的井下无线电漏泄通信系统，该系统实现了有分支网络的信号双向传输，仅保留一条漏泄电缆和单向中继器，不要辅助的电话线。１９８３年英国采矿开发研究院（ＭＲＤＥ）推出了一种新式的ＭＲＤ８３４００型矿井无线电漏泄通信系统，工作范围长达１８ｋｍ。在该系统中采用专门设计的双向中继放大器，并将它串接在漏泄电缆中，对两个方向的增益。该系统具有初始
数字传输的功能。
在８０年代，比利时也有相似的漏泄通信系统研发成功并投入使用。
我国在１９８６年得到国家的大力支持，将井下无线电漏泄通信技术列入国家“七五”重点攻关项目，虽然起步较晚，但能充分认识国外各种系统的优缺点，准备充分，起点高，于１９８９年由抚顺煤研所完成了ＫＴ６型矿井无线电漏泄通信系统的研制任务。同年１０月在开滦矿务局通过国家鉴定，达到了８０年代国际先进水平。其工作频率为３５－４９ＭＨｚ，窄带调频制每个分支路通话范围达１０ｋｍ，各支路覆盖通话距离可达４０ｋｍ。
１９７８年英国提出了建立矿井无线电高速信息公路的概念，设想基于无线电漏泄传输技术，建立一种可以兼容通信－信号－控制的时分多路数据传输的无线电系统，但由于种种原因实质性进展不大。直到９０年代中期，加拿大的爱仪公司和澳大利亚的矿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统。这些系统采用的频率在１４５－１８０ＭＨｚ范围内，该系统可提供３２个话音和数据传输信道，以及提供１６个图象视频单向传输频道，数据传输速率为１２００～１９２００ｂｉｔ／ｓ，并能传输人员和设备跟踪信息，具有寻呼遥控和紧急预告功能。我国在１９９７年也开始这方面的研制工作并取得了较大的进展，但还没有正式产品问世。
上述的这些通信设备和系统，都只能解决地下短距离（几十公里以内）通信问题，要真正解决地下相隔几百公里以外的通信问题还要依赖微中子通信技术的发展，国外美、英、俄正在开展这方面理论和实验的研究。微中子体积非常微小，具有很强的穿透能力，可以在瞬间穿透整个地球的地层，但微中子发生器的体积很庞大，以及一些信息调制技术难题，有待解决，所以距实用阶段还有很长的一段路要走。
ningxia --- 2007-12-08 12:17:17
2
长见识了，谢谢
Sino --- 2009-03-09 17:52:54
3
长眼啦