РАДИОТЕХНИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА Российский патент 2007 года по МПК H04B3/54 H04B7/00 

Изобретение относится к системам радиосвязи, а точнее к радиотехническим информационным системам (РИС), использующим элементы, сооруженные для других назначений, не относящихся к информационным. Изобретение позволяет увеличить технико-экономическую эффективность РИС с учетом всех компонентов, влияющих на ее полную стоимость и технические показатели.

Известно использование всеохватывающей инфраструктуры высоковольтных воздушных линий электропередачи (ВЛЭП) для передачи информации. Так, информацию передают непосредственно по проводам ВЛЭП (патенты RU №488352, 2114507, 2144730, 2161371, 2165675, 2178952, 2186464, 2273955), при этом сложной задачей является отфильтровка высоковольтного 50-герцового (силового) сигнала. Подобные информационные системы предназначены для частот до 1 МГц, используемых преимущественно для передачи технологической информации.

Известны предложения о монтаже на опорах ВЛЭП системы сотовой связи с антеннами сотовой связи и приемопередающим устройством сотовой станции, которое через модем подключено к линии электропередачи для приема информации с установленного на опорах метеооборудования (пат. RU 2276393) или с устройств учета потребления энергоресурсов (заявка RU 2004134457). Установка на опорах ВЛЭП такой системы сопряжена с большой сложностью обеспечения ее электроизоляции от высоковольтной линии, предотвращения влияния создаваемых ВЛЭП радиопомех и трудностями обслуживания.

ВЛЭП также используется для волоконно-оптических линий связи (ВОЛС). При этом кабель ВОЛС навивают или подвешивают на грозозащитный трос и/или фазные провода. Часто применяют протяжку между опорами ЛЭП самонесущего кабеля ВОЛС (патенты RU №2115984, 2137165, 2171486, 2172510) стоимостью около 300 тыс. руб. за километр. Последняя технология перспективна на ЛЭП 35 и 110 кВ. Самонесущий кабель может прожигаться при подвешивании на ЛЭП 220 кВ и практически не применяется на ЛЭП 330 кВ и выше. На ЛЭП 6-10 кВ такой кабель используется редко, т.к. он часто является объектом для вандализма. Отвод кабеля в сторону от магистрального ВОЛС при низкой плотности потребителей нерентабелен даже в долгосрочной перспективе.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является РИС, в состав радиотехнического оборудования которой входит по крайней мере один установленный на мачте пассивный ретранслятор для передачи и/или приема информации (Радиотехника. Энциклопедия/ под ред. Ю.Л.Мороза и др. - М.: Изд. дом «Додэка-XXI», 2002. С.62-64, 459, 491-496).

Недостатком прототипа является то, что в нем используются специально построенные конструктивно сложные и дорогостоящие мачты с размещенными на них ретрансляторами. Сооружение и эксплуатация таких линий связи РИС большой протяженности требует значительных затрат на строительство мачт и внешнее энергоснабжение радиотехнического оборудования, что приводит в итоге к повышенной стоимости услуг РИС и, следовательно, к малой рентабельности или вообще к ее нерентабельности при малой плотности потребителей.

Предложена РИС, в состав радиотехнического оборудования которой входит по крайней мере один установленный на мачте пассивный ретранслятор для передачи и/или приема информации.

Существенными, отличительными от прототипа признаками являются следующие: в качестве мачты использована опора воздушной линии электропередачи, а блок питания наземного радиотехнического оборудования подключен преимущественно к указанной линии электропередачи через устройство отбора электроэнергии.

Кроме того, для обеспечения многократной ретрансляции РИС содержит N>1 пассивных функционально связанных ретрансляторов, каждый из которых функционально связан с расположенным в его районе наземным радиотехническим оборудованием, содержащим активный ретранслятор.

Также на промежуточных пунктах ретрансляции пара пассивных ретрансляторов расположена преимущественно на соседних опорах указанной линии электропередачи.

Предлагаемая РИС повышает технико-экономическую эффективность благодаря введенным в нее новым элементам и их связям, позволившим использовать составляющие действующих ВЛЭП, как уже готовых линий связи большой протяженности, развлетвленная сеть которых покрывает большую часть территории, в том числе северные и горные районы.

Ниже изобретение описано более детально со ссылкой на чертежи, схематически иллюстрирующие РИС и ее работу.

На фиг.1 показана заявляемая РИС. На фиг.2 представлена РИС с многократной активной ретрансляцией.

В состав радиотехнического оборудования (фиг.1) РИС входит по крайней мере один пассивный ретранслятор 1, установленный на опоре 2 ВЛЭП (на фигуре показан вариант его расположения на вершине опоры). Блок питания 3 радиотехнического оборудования подключен к источнику электроснабжения, преимущественно к ВЛЭП, через устройство 4 отбора электроэнергии. Пассивный ретранслятор 1 может быть различного типа (Системы связи и радиорелейные линии. Под ред. Н.И.Калашникова. М., Связь, 1977. С.112-115). На фигуре условно показан пассивный ретранслятор 1 отражательного типа. Устройство 4 отбора электроэнергии также может быть различного вида. Например, промышленность Москвы поставляет подстанции различной мощности, включающие устройства антенного (для малых нагрузок) или конденсаторного типа для отбора мощности от ВЛЭП напряжением 110 кВ и выше. Такие подстанции имеют низкую стоимость, просты по конструкции и не требуют постоянного обслуживания. В качестве антенн могут использоваться грозозащитные тросы 5 ВЛЭП. На фигуре показан вариант функционального соединения 6 грозозащитного троса 5 с устройством 4 отбора электроэнергии и последнего - функциональным соединением 7 с блоком питания 3. Опоры ВЛЭП в зависимости от напряжения имеют высоты от 20 до 40 метров, но вдоль ВЛЭП лес полностью вырублен, и это создает более благоприятные, чем в прототипе, условия распространения радиосигнала.

При работе РИС радиотехническое оборудование посылает радиосигнал на установленный на опоре ВЛЭП пассивный ретранслятор 1, который изменяет в нужном направлении распространение радиосигнала (или принимает его с нужного направления) до его попадания на другое радиотехническое оборудование или на следующий пассивный ретранслятор, который может быть установлен на опоре ВЛЭП. Таким путем можно передавать радиосигнал вдоль линии ВЛЭП на значительные расстояния или переправлять его на радиорелейную линию или другую линию ВЛЭП, в том числе пересекающие данную. Достоинством такой РИС является ее энергоснабжение от этой же ВЛЭП. Также установка на опоре только пассивного ретранслятора избавляет от необходимости обеспечивать всепогодную высоковольтную электроизоляцию радиотехнического оборудования (например, изолятор на 500 кВ имеет длину утечки по нему 9 м) и исключает влияние помех, создаваемых ВЛЭП и передаваемых по ее электропроводам сигналов другого назначения.

РИС большой протяженности создается путем многократной ретрансляции. Для этого РИС содержит, как показано на фиг.2, необходимое количество пассивных функционально связанных ретрансляторов 1. Каждый из них функционально связан с расположенным в его районе радиотехническим оборудованием, содержащим активный ретранслятор 8. Радиосигнал активного ретранслятора, направляемый на пассивный ретранслятор, имеет некоторую ширину диаграммы направленности. В тех случаях, когда не допускается попадание этого радиосигнала на другой пассивный ретранслятор, на промежуточных пунктах ретрансляции эти пассивные ретрансляторы располагают преимущественно на соседних опорах ВЛЭП. Для этого случая на фиг.2 радиотехническое оборудование изображено в виде двух функционально соединенных приемопередающих устройств 9 с антеннами 10. Чтобы не загромождать рисунок, на фиг.2 не показаны блоки питания и их связи с грозозащитным тросом, т.к. они такие же, как на фиг.1.

Применение изобретения позволит:

- охватить радиотехнической информационной системой электрофицированную часть территории страны, в том числе ту ее часть, для которой применение аналогов являлось нерентабельным;

- осуществить информационное обеспечение при минимальных затратах и без капитальных вложений на строительство дорогостоящих мачт, в том числе системы сотовой связи, за счет использования существующих опор ВЛЭП;

- обеспечить энергоснабжение РИС от той же ВЛЭП;

- уменьшить эксплуатационные расходы;

- повысить надежность РИС за счет расположения на опоре только пассивного отражателя;

- ускорить информатизацию страны.

Таким образом, отличительные признаки заявляемой РИС обеспечивают появление новых свойств, не достигаемых в прототипе и аналогах. Проведенный анализ позволил установить: аналоги с совокупностью признаков, тождественных всем признакам заявленного технического решения, отсутствуют, что указывает на соответствие заявленной системы сотовой связи условию «новизны».

Результаты поиска известных решений в области радиосвязи с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленной РИС, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Также не выявлена известность влияния предусматриваемых заявленным изобретением существенных признаков на достижение указанного результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».

Изобретение относится к радиотехническим информационным системам (РИС), использующим элементы, соооруженные для других назначений, не относящихся к информационным. Технический результат заключается в осуществлении информационного обеспечения без капитальных вложений на строительство матч за счет использования опор воздушных линий электропередачи (ВЛЭП), обеспечении электроснабжения РИС от той же ВЛЭП, повышении надежности РИС, уменьшении эксплуатационных расходов. РИС содержит по крайней мере один установленный на опоре ВЛЭП пассивный ретранслятор (ПР), а блок питания наземного радиотехнического оборудования (НРО) подключен преимущественно к ВЛЭП через устройство отбора энергии. Также ПР функционально связан с расположенным в его районе НРО, содержащим активный ретранслятор. На промежуточных пунктах ретрансляции пара ПР расположены преимущественно на соседних опорах ВЛЭП. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Радиотехническая информационная система, в состав радиотехнического оборудования которой входит, по крайней мере, один, установленный на опоре воздушной линии электропередачи (ВЛЭП) ретранслятор для приема и передачи информации, а блок питания наземного радиотехнического оборудования подключен преимущественно к указанной ВЛЭП через устройство отбора электроэнергии, отличающаяся тем, что ретранслятор выполнен в виде пассивного ретранслятора, установленного с возможностью изменения в нужном направлении распространения радиосигнала до попадания его на радиотехническое оборудование, предназначенное для его приема, например, на наземное радиотехническое оборудование, расположенное в районе пассивного ретранслятора и содержащее активный ретранслятор.2. Радиотехническая информационная система по п.1, отличающаяся тем, что она содержит N>1 установленных на опорах ВЛЭП пассивных функционально связанных ретрансляторов.3. Радиотехническая информационная система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что пара пассивных ретрансляторов расположена преимущественно на соседних опорах ВЛЭП.