船舶电力线载波通信的传输特性研究.pdf

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1、总第190期2010年第4期舰船电子工程ShipElectronicEngineeringV01．30No．4101船舶电力线载波通信的传输特性研究+李妍(渤海船舶职业学院葫芦岛125005)摘要在船舶电网环境下，为了利用低压电力线实现可靠的载波通信，有必要对与电力线通信有着重要关系的频率问题与传输特性进行分析。文章提出了低压电力线的等效电路模型，并对其特性阻抗、输入阻抗进行了计算和分析，同时通过实验验证了分析结果，为解决船舶电力线载波通信中的实际问题奠定了理论基础。关键词电力线载波通信；特性阻

2、抗；输入阻抗中图分类号TN911StudyonTransmissionCharacteristicofShipPowerLineCarrierCommunicationTechnologyLiYan(BohaiShipbuildingProfessionalInstitute，Huludao125005)AbstractInshippowersystemenvironment。inordertOtakeadvantageoflow-voltagepowerlineforreliablecarri

3、ercommunication。itisnecessarytOhaveananalysisoffrequencyandtransmissioncharacteristicswhichhaveanimportantrela—tionshipwiththepowerlinecommunication．ThearticleputforwardtOlow-voltagepowerlineequivalentcircuitmodel．anditscharacteristicimpedance，inputi

4、mpedanceiscalculatedandanalyzed，atthesametimeverifiedtheresultsofanalysisbyexperiment。itlaidatheoreticalfoundationtOsolvethepracticalprobleminshippowerlinecartiercommunication．KeyWordspowerlinecarriercommunication，charactetisticimpedance，inputimpedan

5、ceClassNumbotTN91】1引言目前船舶使用船用电缆实现各种通讯，其通信效率高，抗干扰能力强。但是，随着科技的发展，船舶中许多设备不断的更新与添加，而增加每种设备，都要增加更多的通信电缆。铺设电缆不仅耗费人力物力，而且还需要很多时间。考虑到船舶中已有的最普及的网络一船舶配电网络，如果可以将电力线网络应用于船舶通信系统，则可免去不少铺设网络的麻烦。电力线通信是以电力网作为信道进行载波通信的一种有线通信方式。电力线载波通信与其他通信方式相比，能充分利用现有的电力线资源。但是，低压电力线是一

6、种通信环境非常恶劣的信道，许多问题有待进一步研究。低压电力线传送着220V／50Hz的交流电，在低压电力线上并接了许多不同阻抗的用电器，导致电力线上的输入阻抗随着地点、时间、载波频率而剧烈随机变化，低压电力线的这一固有特点，给低压电力线通信带来了很大的困难。因此，在船舶电网环境下，为了利用低压电力线实现可靠的载波通信，低压电力线通信必须要解决的一个难题：低压电力线上并接的所有用电器的“统计载波阻抗”要高，以确保较高的载波信号加载效率，下面通过实验数据对船舶电力线载波通信的信道特性进行分析L1]。

7、2空载输入阻抗分析输入阻抗是表征低压电力线传输特性的重要·收稿日期：2009年12月9日，修回日期：2010年1月15日作者简介：李妍，女，硕士，副教授，研究方向：船舶电子设备与通讯。102李妍：船舶电力线载波通信的传输特性研究总第190期参数。研究输入阻抗，对于提高发信机的效率，增此得到等效电路如图2加网络的输入功率有重大意义。厉、形沁心少飞∥低压电力线上的输入阻抗与所传输的信号频率密切相关，在理想情况下，当没有负载时，船用电力线相当于神．8—92mm，b=37ram一根均匀分布的传输线。本图

8、1电缆剖面图文以2．5mm2截面电线为例，来计算输入阻抗，剖面图如图1所示[2]。该导线的各参数如下：1)交流电阻导线传输交流信号时，由于集肤效应使导线的电阻值随频率升高而增加。每单位米交流电阻为R—KR。其中，Ro为每单位米直流电阻(铜线R。=13．4mfl／m)，K为由于集肤效应而使电阻增大的系数，与频率厂、导线材料的相对磁导率胁(铜线／1，=1)有关。几个典型频率的K值如表1所示。表1几个典型频率的K值表频率(Hz)10k100k1M3MIOM30MK1．0782．3947．32810．8