试论无线电监测系统的构建及维护

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　　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。 　　⑤关山站位于市区东南角，临近光谷高新技术开发区，可为高新技术企业保驾护航。由于机房位于大楼顶层，夏季室温会超出40℃，引起温度过高报警，应适时开启空调降低室内高温。另外，室内设备摆设朝西，而机房北面和西面的窗户宽阔透明，强光也对设备的安全构成了威胁，西面窗户采取了遮阳措施，避免阳光直接照射到设备上。在关山站西面由南向北横贯三根电力线，与天线铁塔高度相同，在使用监测设备过程中应留意其是否会对某些频率的测向造成一定的影响。[color=red]本文的真实发布时间与本贴发布时间可能不一致，请留意！：[/color]