C网应急车天线倒伏系统
时间:2013-12-06 11:48 文章来源:http://www.lunwenbuluo.com 作者:魏会超 冯涛 点击次数:
摘要:本文首先对现有C网应急车天线系统进行分析,提出了天线倒伏的设计思路,然后通过系统施工、试运行与性能测试等过程,验证了系统的各项性能,完成设备改造工作。最后,对C网应急车天线倒伏系统的适用范围、应用场景等方面进行分析和探讨,这对于今后更好的完成应急支撑任务、扩展项目应用范围有一定的指导意义。
关键词:C网应急车;天线倒伏系统;工程改造;应用
1前言
C网应急车作为网络补盲,及时疏通话务量的重要手段,在网络覆盖不足地区、大型集会现场等地发挥着越来越重要的作用,由于C网应急车的开通具有随机性和及时性的特点,因此要求开通时间要短,响应速度要快,另一方面为了减轻支撑人员的工作压力,很有必要针对现有C网应急车进行一些改造,以更好的完成支撑工作。
目前的C网应急车设备开通时,天馈系统安装需从车内将天线支架与天线运送到车顶,然后再进行手工组装,整个工作需要两至三人配合才能完成,且须30分钟左右,这样既浪费时间也耗费人力。随着应急支撑任务对时效性和支撑效果的要求越来越高,必须寻求一种既省时又省力的解决办法。因此,特针对现有C网应急车的天线系统进行倒伏系统改造,安装使用机电一体化控制系统,使车载天线按控制指令自动倒伏和竖直[1],解决通信车在通过涵洞、树林、立交桥等一系列障碍物或进入车库时,车载通信天线因超高易被撞坏,造成通信中断的问题[2],达到缩短设备开通时间、减轻维护人员工作压力的目的。
2系统改造原则
为了最大限度的发挥现有设备作用,达到系统的各项功能要求,本次改造遵循以下原则:
2.1利旧,节约成本
新的天线升降系统通过在原车升降桅杆上加装天线倒伏机构完成,加装驱动电机,实现天线电动升降,节约改造成本。
2.2简化步骤,缩短架设时间
本次改造提前将天线固定于车厢支架平台,天线倒伏与升起采用电机进行驱动[3],系统使用方便,天线升起迅速。
2.3共用蓄电池
新系统供电与车辆支撑平衡系统共用直流蓄电池,节省设备占用空间。
2.4兼顾美观与实用效果
馈线采用绞线盘进行收放操作,馈线与电源控制线一并走线,天线支撑架采用铝合金制品,达到美观、实用的效果。
3系统设计
根据市场调查,大多倒伏机构承重都在20KG以内,而现有C网车的天馈线系统重量已达到50KG左右,无法满足需要,因此必须对驱动电机进行改造。本次改造以XL/DDF02型倒伏电机为基础,对内部齿轮进行重新设计,使其能达到系统承重要求[4]。
3.1天线倒伏方位设计
设计初期,天线斜倒于车头,天线由支架受力,但考虑到车头与车厢距离过远,天线着力面积太小,车辆行进过程容易晃动,所以在车厢侧面加装支架平台,将天线朝向改为侧倒于车箱支架平台,这样既美观,又稳固。天线倒伏方位图如图1所示。
3.2倒伏系统线路设计
天线倒伏系统由倒伏机构、控制器、馈线绞盘三大部分组成。天线端馈线接头采用弯头固定,另一端馈线头分别对应接至馈线绞盘。控制器与倒伏机构间的连接线采用七针接头,一一对应连接。控制器与电瓶之间采用两线电源插头,一脚接电源正极,二脚接电源负极。系统连线图如图2所示。
3.3倒伏机构设计
倒伏机构由驱动电机、固定架和保护装置等组成。为了承担倒伏系统的天线重量,保证倒伏系统在车辆行进及使用过程中的可靠稳定,需在车体上提前固定天线支撑架。支撑架采用铝合金型材桥架模式,顶端做成弧型塑胶,并利用螺栓锁紧天线倒伏系统。
3.4馈线绞盘设计
馈线绞盘固定与车体下部,用于缠绕馈线,它随天线的升降而自由转动,天线馈线与倒伏机构电源线呈"一"字型排线,并用防水布进行包扎。天线端馈线接头已提前固定好,减少了反复拆卸对馈线接头的损伤,天线升起后,基站馈线再与绕线盘接头对接,并进行防水处理。
4系统施工
由于天线倒伏系统所有部件都没有成品,需根据实际需求进行细心设计,如天线支架、馈线绞盘、电机齿轮等,都必须考虑重量、尺寸、高度等因素,所以本次施工耗时较长。另外由于倒伏系统安装于厢体外面,必须注意防水、限高、固定等诸多细节,比如天线竖直后,在底部与倒伏电机底座用插销固定,以免天线升高之后,受风力影响而出现晃动现象。在设备安装时,必须根据厢体实际结构及连线设计图进行详细施工,注重防水处理,以便于后续的维护和故障检测。所有馈线接头都采用防水胶泥与防水胶布重复包裹,天线与馈线绞盘平时都使用航空防雨罩包裹,当在执行支撑任务时将防雨罩取下,连接馈线及相应接头。改造后的倒伏系统如图3所示。
5系统运行测试
通过不断修改和完善,目前已完成预定改造项目。车辆行进过程中,天线倒伏于车厢支撑架上面,需升起时,通过控制器,天线则可竖立。该系统还具备手动升降功能,当倒伏机构出现故障时,可手动控制系统,保证正常使用。目前系统采用的是机械天线,俯仰角、方位角调整需手动完成,今后可以结合实际情况安装电调天线,以更好的提高工作效率。系统运行图如图4所示。
倒伏系统改造完成后,对天馈线系统及系统开通进行了相应的测试,得到以下结果:
⑴天馈线驻波比指标完全满足设计要求,天馈线测试记录如表1所示。
表1天馈线测试记录
天线至绞盘测试指标馈线驻波比基站至天线测试指标馈线驻波比
11.2511.22
21.1821.26
31.1531.23
41.2341.24
51.1651.19
61.1961.19
⑵改造后的系统,控制简单,操作方便,天线升降由电机驱动,大大缩短系统开通时间,改造前,设备架设约需30分钟,人员需2-3人,而改造后,设备架设只需10分钟,人员只需1-2人,达到了节省人力,节约时间,提高支撑效率的目的。
6项目应用推广
目前电信、移动和联通等三大电信运营商都配有相当多的应急通信车辆,考虑到应急设备开通时效性的要求越来越高,各运营商都在进行着不断的摸索与探讨,该倒伏系统在原来应急车升降系统基础上改造而成,特别适用于半自动天线升降系统,从而有效解决了以前天线由人工抬送至车顶再进行安装的麻烦,并且天线与馈线连接处的接头已经固定,避免了反复拆装对馈线接头造成损伤,提高了应急通信支撑任务的整体效率。
全国各大区机动通信局均配有GSM和模拟900M应急通信车,原车载通信设备已无法使用,各地可根据实际应用情况,参考本车天线倒伏系统进行利旧改装,另外,随着移动通信的不断发展,也可以在该系统上加装LTE天线,以更好的适应大网应急通信的需求。
7总结
C网应急车作为网络补盲,及时疏通话务量的重要手段,在网络覆盖不足地区、大型集会现场等地发挥着越来越重要的作用,由于C网应急车的开通具有随机性和及时性的特点,往往要求开通时间要短,响应速度要快。本次改造通过在原车天线桅杆上安装机电一体化天线倒伏控制系统,使车载天线按控制指令自动倒伏和竖直,可以大大缩短设备开通时间,达到了节约时间、节省人力,减轻维护人员工作压力,提高支撑效率的目的。
[参考文献]
[1]王洪欣,梁俊鹏.15m塔式轻型天线杆倒伏机构.科技信息,2009,19:68~69.
[2]闫颂,郑新芬.一种车载天线的结构设计.中国电子学会电子机械工程分会2007年机械电子学学术会议论文集,2007,10.
[3]任金泉,周洪波,蔡文莉.车载天线伺服系统技术分析.无线电通信技术,2012,02:44-47.
[4]XL/DDF-02倒伏机构使用维修手册.
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