[发明专利]基于同轴电缆混合传输技术的数据耦合器

说明书

技术领域

本发明涉及深海能源与图像混合传输技术领域，具体涉及一种基于同轴电缆的能源与数据信息混合传输技术的数据耦合器。

背景技术

随着世界经济的发展和科学技术的进步，人们对能源和矿产资源的需求日益增长，而陆地有限的资源已逐渐不能满足日后经济发展的需要。海洋的面积是陆地面积的2.46倍，且含有丰富的矿产资源，因此对海洋资源的开发将会是以后世界能源开发的热点和重点。

近年来，我国深海科学考察设备有了长足的进步。一批重要深海科学考察设备如电视抓斗、深海浅钻、集成化拖体、电视多管取样等相继投入使用。这些设备水下作业时，图像数据信息通过铠装同轴电缆传输，而动力能源基本上需要由电力能源进行供电。目前国内绝大部分采用水下大功率锂离子电池供电，但这种供电方式存在较多缺陷，如使用时间受限、可靠性差、体积庞大、效率低下、使用麻烦、维护成本高。针对水下供电能力不足的这一现状，提出功率能源与图像信息混合传输技术。该技术指的是通过同轴电缆从甲板向水下设备输送功率能源同时，并可同缆传输数据、命令、及实时图像信息，这样就可以在不添加额外电缆的情况下取消大部分深海设备的水下大功率锂电池。而实现功率能源与图像信息混合传输的关键就在于数据耦合器。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于同轴电缆混合传输技术的数据耦合器。该数据耦合器，通过同轴电缆能实现功率能源与图像信息混合传输。该数据耦合器，能传送能源的功率达到3KW，电压0～1000VDC，电流0～4A。

实现优质高效长距离同轴电缆直流载波通信的关键，除了所选用的载波调制解调器(将需要传输的信号进行调制，使之可以同时传输多路电信号而不会产生任何互损，并且将其调制到低频，利于长距离电缆传输)和直流输电外，还有相应的载波接口电路。系统的载波接口电路将载波调制解调器与同轴电缆耦合，实现载波信号在供电的同轴电缆上的传输。该载波接口电路就是一个带三出口的定向数据耦合器。它包括一个以互联的高通和低通滤波器组成的电缆出口、一个通讯分配出口和一个电力分配出口。

本发明的数据耦合器包括低通滤波器模块和高通滤波器模块；低通滤波器模块的一端与混合传输系统中的电源模块连接，另一端与混合传输系统中的同轴电缆连接；高通滤波器模块的一端与混合传输系统中的调制解调器连接，另一端与混合传输系统中的同轴电缆连接。

所述的低通滤波器模块包括第一差模电容C1、第二差模电容C2、第一共模电容C3、第二共模电容C4、第一差模电感L1、第二差模电感L2、共模电感L3和电阻R；所述的共模电感L3包括环形磁芯，环形磁芯上对称绕制有匝数相同的第一共模线圈和第二共模线圈；

第一差模电感L1的一端与同轴电缆的正极连接，另一端与第一差模电容C1的一端和共模电感L3中的第一共模线圈的一端连接；第二差模电感L2的一端与同轴电缆的负极连接，另一端与第一差模电容C1的另一端和共模电感L3中的第二共模线圈的一端连接；

第二差模电容C2与电阻R并联后的一端与第一共模电容C3的一端、共模电感L3中的第一共模线圈的另一端、以及电源模块的一个电极连接；并联后的另一端与第二共模电容C4的一端、共模电感L3中的第二共模线圈的另一端、以及电源模块的另一个电极连接；第一共模电容C3和第二共模电容C4的另一端接地。

所述的高通滤波器模块包括第一耦合电容C5、第二耦合电容C6、第三耦合电容C7和双向瞬态电压抑制二极管D1；第三耦合电容C7与双向瞬态电压抑制二极管D1并联后的一端分别与第一耦合电容C5的一端以及调制解调器的RJ11接口的第二芯连接，并联后的另一端分别与第二耦合电容C6的一端以及调制解调器的RJ11接口的第三芯连接；第一耦合电容C5的另一端与同轴电缆的正极连接，第二耦合电容C6的另一端与同轴电缆的负极连接。

本发明中所述的电源模块、调制解调器以及同轴电缆为混合传输系统中的标准部件，本发明的发明点在于提供一种包括低通滤波器模块和高通滤波器模块的数据耦合器的具体结构。