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无线电监测系统的构建及维护的思考探索
2006/10/16/10:26  来源:中国无线电管理  作者:文岗
 

  本文关键字:CEC PSTN 电力线 电信 光缆 网络 网桥 射频 移动通信 微波通信 电缆 光纤 监测系统 路由器 UPS 天线 GPIB

  引言

  加强无线电管理技术设施建设,构建一个性能稳定、使用便捷、功能完善、布局合理的监测信息基础平台,是无线电管理部门管好用好频率、服务好社会的坚实基础。

  湖北省无线电管理部门在1999年开始武汉地区监测系统规划工作,2000年开始有计划、分阶段地进行武汉地区监测网的建设工作,2004年建成分布于武汉三镇的五个遥控站、一个固定站和一个控制中心,并配备两台移动监测车。经过无线电监测网的建设、使用、维护和管理近6年的实践探索,我们积累了一定的经验和心得,现与大家交流学习。

  监测网站址的选择及设备的选用与防护

  1.1 固定监测站

  武汉市城区广阔,中心站(包括一个固定站和一个控制中心)位于中心城区。我们把有人员看守的固定监测站简称为固定站,其天线架设在省无委办大楼20层楼顶25米铁塔上,附近1000m内没有比它更高的楼房。监测天线采用HK309 垂直极化无源天线,覆盖20 MHz~1300 MHz频率范围;HK902无源天线采用垂直极化和水平极化,覆盖1000 MHz~3000 MHz频率范围,后期为弥补低端频段水平极化监测的空白,增设HE314A有源水平极化天线,覆盖20 MHz~500 MHz频率范围;HF214无源水平极化天线覆盖500 MHz~1300 MHz频率范围。

  监测接收机采用ESVN40测试接收机,带有CRT频谱显示功能,监测时十分方便,信号可以通过不同的解调方式解调出声音,同时可以通过其频谱显示找到信号的特征(如信号幅度、占用带宽及与其它信号的相邻间隔等)并观察其出现的规律。这对干扰的初期鉴别与判断起到至关重要的作用。

  测向天线采用ADD150圆盘状天线,对20 MHz~1300 MHz频率范围的垂直极化信号进行测向,ADD070圆桶状天线对1300 MHz~3000 MHz频率范围的垂直极化信号进行测向,由于前者在天线孔径上受限,对频段低(20 MHz~200 MHz)的信号测向效果不太好,因此采用了ADD050测向天线对该段频率的垂直极化信号测向进行增补。

  测向接收机采用了05M三通道相关干涉仪式测向机,在测向时效、测向准确度和稳定度上具有较大的优势。测向机启动后,捕获信号快,示向准确而稳定,能对小信号和突发信号进行捕获测向。尽管测向天线阵是垂直极化方式,但对水平极化的广播信号也能给出较好的示向。

  1.2 控制中心

  控制中心的主机采用双机备份。设计思路是:一台主机用无线网桥与各遥控站进行指令和数据交换,另一台主机通过路由器拨号上网,使用ISDN线路形成点对点的专线链路。在两种传输链路工作正常的情况下,这两台主机是同等地位,都能够与开启的固定站及遥控站一起完成联网监测、联合测向,可以在武汉全区的电子地图上把交绘结果(被查找电台可能存在的最大概率椭圆区域)显示出来。

  中心站是通过SA127遥控报警单元来控制各遥控站的开关机,并监视遥控站的火警、盗警和设备温度及是否处于工作状态。中心站主机利用Netmeeting软件来观看装有摄像头的遥控站机房内部情况,并可利用Netmeeting软件的声音传输功能把遥控站接收机的音频传输到中心站。中心站设有NICECALL数字录音机,原有四通道录音,经扩展可进行八个通道录音。

  1.3 遥控站

  我们把无人职守的固定监测站称为遥控站。第一期建设三个遥控站,都采用相同配置,监测接收机采用ESMC和ESMC—FE,测向处理单元使用的是EBD190,监测天线采用HK309和HF902,测向天线采用ADD190和ADD071,塔上安装有ZS128A2射频切换单元,机房装有ZS128A1天线切换控制器。

  测向机制采用的是单通道相关干涉仪原理,测向天线的正北指向误差可以方便地进行校正。

  ①汉口站地处汉口商业闹市区的汉港大厦22层楼顶20米铁塔上,是需要电磁环境监测保护的重点区域,加上又是武汉管理处所在地,方便日常的管理和使用。由于遥控站的操作特点为遥控使用,工控机关机后不能实现与供电线路的完全隔离,开启UPS时不稳定电流容易对电脑的电源和主板造成损害,我们在其间加装了带开关的插线板进行物理隔离,避开供电初期的不稳定时期。

  ②青山站位于武汉城区的东北角,临近武汉钢铁集团,方便服务于重点厂矿企业。监测天线架设在武钢某研究所楼顶平台铁塔上,也是该地的制高点,但由于该研究所的下一层平台上安装有移动通信的基站天线,为避免对监测系统产生影响,在靠近基站天线的平台上安装了一道斜高2.5米的屏蔽金属网,使基站天线完全处于屏蔽网的屏蔽阴影下,而又不会对测向天线造成较大的遮挡。青山站的机房相对湿度能始终保持不大于85%,机房通风状况良好,房间温度大部分时间可以保持在+10℃~+30℃范围内,市电是通过交流净化不间断稳压电源为监测系统供电,环境条件是五个遥控站中最好的一个,因此,故障率最低,设备运行最稳定可靠。另外机房的门窗必须安全合缝,避免因为门窗间隙过大造成盗警误报。

  ③沌口遥控站位于沌口经济开发区神龙汽车城附近,地处城区的西南角,周围地势开阔,监测天线安装在该地区最高的位置,在监测测向方面具有极佳的效果,而且沌口开发区大型的体育场也在其监测范围内。不利的方面是由于该站在沌口显得比较突兀,其使用的有源测向天线容易受到雷电的影响而损坏,因此必须采取防雷保护措施(详情后述)。同时要求使用人员具有良好的防雷安全意识,在没有监测任务的时候应该关闭该监测站,避免在雷雨阴天进行监测活动。由于沌口站的监测机房旁边有一水箱房,机房内容易聚集潮气,夏天气温较高,天气湿度较大,对设备构成了较大的威胁。除了应该注意开窗通风外,还采用了空调除湿调温等办法。

  第二期建设两个遥控站(古田站和关山站),监测接收机均采用ESMB,带有控制面板和显示面板,测向处理单元为EBD195,测向天线采用ADD195和ADD071,监测天线采用HK309和HF902.虽然测向仍然为单通道相关干涉仪原理,但由于ESMB是数字型接收机,与ESMC及ESMC-FE的模拟扫描相比有较大的优势,扫描速度得到提高,频率稳定度和准确度也较好,而且ESMB使用网线控制,ESMC用GPIB总线控制,在后面板联线方面显得简捷明晰,易于检查。在采用ADD195测向天线和EBD195测向处理单元后,测向速度也有了较大的提高。

  ④古田站位于城区的西北部,楼高七层,塔高30米,周围没有阻隔。但在其西面有一个调频广播发射台,对遥控报警用PSTN电话线路产生了串音干扰,致使中心站的遥控开关机指令不能稳妥传到古田站,因此我们把由楼下的端口盒到机房的电话线更换为屏蔽电缆线。

  开始由于该电缆线为较粗的多股软铜线,无法直接制作水晶头,不能形成完全的屏蔽网层,还是有广播信号串音现象,后来购买了一个SA129Z2电话线滤波器,安装良好接地,基本消除了遥控报警单元SA129中的串音现象。设备机房位于楼顶阳台的一间临街的铝合金间隔室里,在夏季干燥闷热,室内温度可高达40℃,应开启空调制冷以降低室内温度。

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