廣西無(wú)線電移動(dòng)DDF100監(jiān)測(cè)測(cè)向系統(tǒng)

甘肅DDF100監(jiān)測(cè)測(cè)向系統(tǒng)技術(shù)說(shuō)明書(shū)北京中星世通電子科技二00六年十一月甘肅無(wú)線電移動(dòng)DDF100監(jiān)測(cè)測(cè)向系統(tǒng)技術(shù)說(shuō)明書(shū)目錄TOC\o"1-3"\u1概述22系統(tǒng)功能及技術(shù)性能指標(biāo)22.1主要功能22.2主要技術(shù)性能指標(biāo)43工作原理43.1組成框圖43.2相關(guān)干預(yù)儀測(cè)向54新技術(shù)應(yīng)用說(shuō)明74.1單波道相關(guān)干預(yù)儀的應(yīng)用74.2外觸發(fā)同步樣本數(shù)據(jù)采集84.3測(cè)向方式的應(yīng)用95安裝調(diào)試說(shuō)明96使用說(shuō)明107維修說(shuō)明108配套設(shè)備108.1系統(tǒng)配置108.2配套測(cè)向天線陣ADD100技術(shù)性能指標(biāo)118.3配套測(cè)向天線陣ADD071技術(shù)性能指標(biāo)118.4配套接收機(jī)技術(shù)性能指標(biāo)12甘肅無(wú)線電移動(dòng)DDF100監(jiān)測(cè)測(cè)向系統(tǒng)技術(shù)說(shuō)明書(shū)1概述甘肅無(wú)線電移動(dòng)DDF100監(jiān)測(cè)測(cè)向系統(tǒng)，用于頻率范圍為20MHz～3000MHz的無(wú)線電信號(hào)的監(jiān)測(cè)測(cè)向，主要設(shè)備從國(guó)外引進(jìn)，采用集成方法將全部設(shè)備集成在一輛越野車〔特拉卡〕上，作為車載移動(dòng)無(wú)線電監(jiān)測(cè)測(cè)向站使用，可完成無(wú)線電頻譜管理通常所要求的監(jiān)測(cè)和測(cè)向工作，測(cè)向體制為相關(guān)干預(yù)儀。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)和配置上充分考慮了技術(shù)的先進(jìn)性、移動(dòng)監(jiān)測(cè)站的機(jī)動(dòng)靈活性、系統(tǒng)穩(wěn)定可靠性、實(shí)用性和維修性等，系統(tǒng)配套的設(shè)備均選用技術(shù)成熟的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，系統(tǒng)容易升級(jí)。2系統(tǒng)功能及技術(shù)性能指標(biāo)2.1主要功能序號(hào)功能簡(jiǎn)要描述1網(wǎng)絡(luò)功能具有與控制中心聯(lián)網(wǎng)接口，連接方式為GSM/GPRS或CDMA1x。符合國(guó)家監(jiān)測(cè)中心《無(wú)線電實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)通信協(xié)議》。2監(jiān)測(cè)功能配有單獨(dú)的監(jiān)測(cè)的天線可進(jìn)行頻譜及各種信號(hào)的監(jiān)測(cè)，具有人工或自動(dòng)監(jiān)測(cè)模式，所有的測(cè)試符合國(guó)際電聯(lián)ITU標(biāo)準(zhǔn)。3中頻分析功能具有對(duì)信號(hào)中心頻率、頻差、頻偏、信號(hào)帶寬、信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)、電平等的測(cè)量和分析，并可實(shí)時(shí)顯示信號(hào)中頻頻譜。4占有度測(cè)量功能通過(guò)信號(hào)掃描和設(shè)置門(mén)限電平，可實(shí)時(shí)測(cè)量頻率表、頻段范圍內(nèi)信號(hào)占有度。實(shí)時(shí)顯示信號(hào)占用的瀑布圖或三維立體圖。5測(cè)向定位功能能進(jìn)行單站多點(diǎn)測(cè)向定位和組網(wǎng)測(cè)向定位。6干擾源查找功能利用系統(tǒng)的測(cè)向、交繪定位功能，查找干擾源。7電磁環(huán)境測(cè)試功能可在給定的頻段進(jìn)行電磁環(huán)境測(cè)試，并給出測(cè)試報(bào)告。8電子地圖功能地圖使用國(guó)家監(jiān)測(cè)中心要求的新格式電子地圖，可進(jìn)行選圖、標(biāo)圖、拖動(dòng)和對(duì)地圖的無(wú)級(jí)縮放；可選擇同一地區(qū)內(nèi)的區(qū)域圖，并分層顯示?？娠@示圖上任一點(diǎn)的經(jīng)緯度坐標(biāo)，可標(biāo)注地圖任意兩點(diǎn)間的平面距離和方位角，對(duì)地圖具有簡(jiǎn)單編輯功能〔可向二維地圖中添加多義線和多邊形，以及標(biāo)注文字，并可設(shè)定其顏色〕。具有與數(shù)據(jù)庫(kù)連接的能力，從電子地圖上直接可查看臺(tái)站信息。9數(shù)據(jù)分析處理功能能夠?qū)y(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、處理和分析，各種占用度采用圖形顯示方式，輸出結(jié)果和分析報(bào)告。10互調(diào)干擾分析功能根據(jù)分析模式可進(jìn)行相關(guān)性的掃描和識(shí)別，可分析2-5階互調(diào)干擾等。11錄音和回放功能對(duì)指定的電臺(tái)進(jìn)行監(jiān)聽(tīng)和聲控錄音及回放。12數(shù)據(jù)庫(kù)功能具有臺(tái)站信息庫(kù)、監(jiān)測(cè)/測(cè)向數(shù)據(jù)庫(kù)，可實(shí)時(shí)保存監(jiān)測(cè)測(cè)向數(shù)據(jù)或從數(shù)據(jù)庫(kù)輸出數(shù)據(jù)。13控制中心功能通過(guò)GSM/GPRS或CDMA1x聯(lián)網(wǎng)后，經(jīng)授權(quán)，可作區(qū)域網(wǎng)移動(dòng)控制中心。14自定位和正北校正功能采用GPS和電子羅盤(pán)，實(shí)時(shí)自定位和正北校正。15幫助功能系統(tǒng)在線幫助功能，方便用戶學(xué)習(xí)、操作與使用。16軟件功能基于V4.0版的系統(tǒng)及工作軟件。17自檢功能可對(duì)系統(tǒng)控制羅輯、天線陣元射頻通路測(cè)試與結(jié)果顯示。2.2主要技術(shù)性能指標(biāo)1測(cè)向〔數(shù)字式相關(guān)干預(yù)儀〕1.1頻率范圍：20～3000MHz1.2測(cè)向靈敏度：典型值5μV/m1.3測(cè)向準(zhǔn)確度：≤2oRMS1.4測(cè)向時(shí)間：≤50ms1.5場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量誤差：≤3dB3工作原理3.1組成框圖前置顯示器RF串口驅(qū)動(dòng)板COM2LAN工作軟件電源單元連接控制單元圖〔1〕車載無(wú)線電監(jiān)測(cè)測(cè)向系統(tǒng)組成框圖LANCOM3IFCONT交換機(jī)串口效勞器板一分二三選一GPS羅盤(pán)HE50081ADD07191ADD100測(cè)向單元EBD100接收機(jī)EM550LAN前置顯示器RF串口驅(qū)動(dòng)板COM2LAN工作軟件電源單元連接控制單元圖〔1〕車載無(wú)線電監(jiān)測(cè)測(cè)向系統(tǒng)組成框圖LANCOM3IFCONT交換機(jī)串口效勞器板一分二三選一GPS羅盤(pán)HE50081ADD07191ADD100測(cè)向單元EBD100接收機(jī)EM550LANADD100：測(cè)向天線陣，20MHz～1300MHz。ADD071：測(cè)向天線陣，1300MHz～3000MHz。HE500：監(jiān)測(cè)天線，20MHz～3000MHz。EM550：接收機(jī)，20～3000MHz。EBD100：測(cè)向單元，相關(guān)干預(yù)儀測(cè)向處理方法。連接控制單元：包括射頻選通開(kāi)關(guān)、控制信號(hào)分線器、串口效勞器、交換機(jī)和電源模塊等。筆記本電腦：中央控制處理器。電子羅盤(pán)：由電子羅盤(pán)獲取的磁北方向與測(cè)向設(shè)備獲取的測(cè)向值可確定電磁輻射源的方位〔相對(duì)于正北方向〕。GPS：全球定位系統(tǒng)，用于自定位、移動(dòng)站多點(diǎn)測(cè)向定位和參與組網(wǎng)測(cè)向定位。前置顯示器：為汽車駕駛員提供汽車行駛方向及其他信息顯示。電源單元：包括充電器、逆變器、蓄電池等。工作軟件：包括監(jiān)測(cè)測(cè)量、測(cè)向定位、電子地圖、干擾分析、數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)通信、輸出顯示、控制等軟件及其他軟件。3.2相關(guān)干預(yù)儀測(cè)向ADD100為9陣元有源圓天線陣，測(cè)向過(guò)程分兩步完成：第一步，射頻信號(hào)預(yù)處理其中第2～9的每個(gè)陣元信號(hào)電壓經(jīng)0o,90o,180o,270o移相器輸出四個(gè)相位狀態(tài)，每一個(gè)狀態(tài)為一個(gè)信號(hào)時(shí)隙段，共有32個(gè)時(shí)隙段，每個(gè)時(shí)隙段的信號(hào)順序地與參考陣元〔第1個(gè)陣元〕進(jìn)行矢量合成，之后傳輸至接收機(jī)經(jīng)變換﹑放大，測(cè)向單元EBD100對(duì)其寬中頻信號(hào)采樣﹑濾波和存儲(chǔ)，并作進(jìn)一步計(jì)算處理。時(shí)隙段和陣元等控制轉(zhuǎn)換是由測(cè)向單元EBD100和測(cè)向天線陣ADD100內(nèi)的射頻開(kāi)關(guān)來(lái)完成的。圖〔2〕射頻信號(hào)預(yù)處理框圖A1A2圖〔2〕射頻信號(hào)預(yù)處理框圖A1A2A90o90o180o270o合成控制信號(hào)RF信號(hào)輸出移相器分線器第二步：示向度計(jì)算在獲取32個(gè)時(shí)隙段合成信號(hào)樣本數(shù)據(jù)的根底上，計(jì)算相應(yīng)“基線〞兩陣元干預(yù)相位差，構(gòu)建的相位矩陣與參考函數(shù)或先驗(yàn)樣本模型的方位–相位矩陣進(jìn)行比擬和相關(guān)計(jì)算，當(dāng)搜尋到最大相關(guān)系數(shù)時(shí)，由參考函數(shù)或先驗(yàn)樣本模型設(shè)定的某個(gè)參考方位被確定為入射來(lái)波方位角。ADD071天線陣時(shí)的測(cè)向過(guò)程與ADD100時(shí)的情況相似，不同的是ADD071為8陣元有源圓天線陣，這里用8個(gè)陣元的合成信號(hào)作為參考信號(hào)〔相當(dāng)于ADD100的陣元1的信號(hào)〕，預(yù)處理過(guò)程如圖〔3〕所示。示向度計(jì)算與ADD100時(shí)的計(jì)算相同。A1A2A8A1A2A8矢量合成0090018002700矢量合成RF信號(hào)輸出控制信號(hào)移相器圖〔3〕射頻信號(hào)預(yù)處理框圖分線器4新技術(shù)應(yīng)用說(shuō)明4.1單波道相關(guān)干預(yù)儀的應(yīng)用單波道相關(guān)干預(yù)儀測(cè)向的根本原理大同小異，其核心是射頻信號(hào)預(yù)處理器，任意兩個(gè)陣元位置連線構(gòu)成一個(gè)根底，兩個(gè)陣元信號(hào)電壓的合成按四個(gè)時(shí)隙段0o﹑900﹑180o﹑270o順序進(jìn)行。通過(guò)對(duì)合成矢量振幅平方的計(jì)算，可求解兩個(gè)陣元信號(hào)電壓的干預(yù)相位差〔〕，所謂的干預(yù)相位差就是電波到達(dá)空間兩陣元的波程差引起的相位差，這些相位差又是來(lái)波入射方位角的函數(shù)〔〕，由此可求解來(lái)波入射方位角〔〕。眾所周知，在干預(yù)儀測(cè)向中，當(dāng)陣元間距〔基線〕時(shí)，出現(xiàn)相位多值模糊，在相關(guān)干預(yù)儀測(cè)向中已淡化了相位多值模糊的影響，因此測(cè)向天線陣可以采用較大的孔徑和較少的陣元數(shù)目，對(duì)陣元形式的要求也不嚴(yán)格。從理論上講，單波道相關(guān)干預(yù)儀在天線陣元數(shù)目為時(shí)，其基線〔任意兩陣元位置間的連線〕有條。本測(cè)向系統(tǒng)有9個(gè)天線陣元〔ADD100天線時(shí)〕，最多可能有36條基線，如果測(cè)向時(shí)把這些基線全部都用上，就有144個(gè)時(shí)隙段，這時(shí)的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)和控制甚為復(fù)雜，開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換時(shí)間和采樣時(shí)間也相應(yīng)的比擬長(zhǎng)，不利于對(duì)快速時(shí)短信號(hào)測(cè)向。在該測(cè)向系統(tǒng)中的預(yù)處理只采用了32個(gè)時(shí)隙段〔DDF100測(cè)向系統(tǒng)〕，開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換時(shí)間和采樣時(shí)間都比擬短，這有利于對(duì)快速時(shí)短信號(hào)的測(cè)向。相關(guān)干預(yù)儀通過(guò)相關(guān)樣本數(shù)據(jù)的收集和測(cè)向誤差的校正，已把天線陣互耦和系統(tǒng)平臺(tái)的影響都考慮在內(nèi)，在一定程度上降低了對(duì)測(cè)向準(zhǔn)確度的影響。但在應(yīng)用中如果環(huán)境條件離要求的相關(guān)條件甚遠(yuǎn)時(shí)，對(duì)測(cè)向準(zhǔn)確度還是會(huì)有一定的影響。單波道相關(guān)干預(yù)儀對(duì)調(diào)幅信號(hào)測(cè)向可能會(huì)受到一定程度的影響，但當(dāng)調(diào)制頻率不是很高時(shí)，其影響也并不明顯，即使當(dāng)調(diào)制頻率比擬高時(shí)，通過(guò)增加測(cè)向的積分時(shí)間，也可得到比擬滿意的測(cè)向結(jié)果。4.2外觸發(fā)同步樣本數(shù)據(jù)采集單波道相關(guān)干預(yù)儀測(cè)向中的測(cè)向值計(jì)算的一個(gè)重要前提條件必須要有用于相關(guān)的參考函數(shù)或先驗(yàn)樣本，參考函數(shù)不大可能涵蓋導(dǎo)致測(cè)向誤差的所有因素，特別是車載集成后，需要在符合測(cè)向要求的“標(biāo)準(zhǔn)〞場(chǎng)地上進(jìn)行樣本數(shù)據(jù)的收集，由于EBD100測(cè)向處理軟件為非開(kāi)放式的，收集的樣本數(shù)據(jù)難于與EBD100測(cè)向處理軟件融合，不能有效的進(jìn)行測(cè)向誤差校正，所以在該系統(tǒng)中采用了外觸發(fā)樣本數(shù)據(jù)采集，對(duì)測(cè)測(cè)向誤差大的頻段進(jìn)行校正，特別是在工作頻段的低端對(duì)測(cè)向誤差的校正其效果很明顯。4.3測(cè)向方式的應(yīng)用常規(guī)方式：在測(cè)向過(guò)程中，采用測(cè)向單元的靜噪觸發(fā)測(cè)向，測(cè)向的延遲時(shí)間很短，適合對(duì)無(wú)線電通信網(wǎng)的監(jiān)測(cè)測(cè)向。連續(xù)方式：由于測(cè)向是連續(xù)的，加大了測(cè)向的積分時(shí)間，適合于對(duì)較微弱的信號(hào)或特殊調(diào)制的信號(hào)測(cè)向。不同測(cè)向方式的應(yīng)用，提高了對(duì)測(cè)向信號(hào)的捕獲概率，有利于對(duì)多種信號(hào)頻譜的監(jiān)測(cè)測(cè)向。5安裝調(diào)試說(shuō)明該監(jiān)測(cè)測(cè)向系統(tǒng)為車載監(jiān)測(cè)測(cè)向移動(dòng)站，測(cè)向天線陣ADD100和監(jiān)測(cè)天線HE500安裝在越野車的車頂上；ADD071安裝在可升降的三腳架上，三腳架架設(shè)在地面上〔汽車停下來(lái)使用〕。該系統(tǒng)也可作為搬移式監(jiān)測(cè)測(cè)向站使用，在此情況下，可把設(shè)備搬到有利于監(jiān)測(cè)測(cè)向的任何位置和地方。也可利用手持式測(cè)向天線進(jìn)行搜索測(cè)向。安裝之前在實(shí)驗(yàn)室調(diào)試，裝車后應(yīng)在符合測(cè)試要求的場(chǎng)地上對(duì)系統(tǒng)整體性能進(jìn)行調(diào)整和測(cè)試，測(cè)試結(jié)果應(yīng)到達(dá)規(guī)定的功能和各項(xiàng)性能指標(biāo)。除監(jiān)測(cè)和測(cè)向靈敏度、測(cè)向準(zhǔn)確度應(yīng)在符合要求的場(chǎng)地上測(cè)試外，其他指標(biāo)可在室內(nèi)測(cè)試。其中監(jiān)測(cè)和測(cè)向靈敏度、測(cè)向準(zhǔn)確度是天線、射頻預(yù)處理器、接收機(jī)、測(cè)向單元及其算法等綜合測(cè)試的結(jié)果，充分認(rèn)識(shí)和考慮諸多因素的綜合影響對(duì)正確使用該系統(tǒng)具有重要意義。6使用說(shuō)明參考《甘肅無(wú)線電移動(dòng)DDF100監(jiān)測(cè)測(cè)向系統(tǒng)使用說(shuō)明書(shū)》、測(cè)向處理器EBD100手冊(cè)第3局部及軟件操作說(shuō)明。7維修說(shuō)明參考《甘肅無(wú)線電移動(dòng)DDF100監(jiān)測(cè)測(cè)向系統(tǒng)維護(hù)說(shuō)明書(shū)》、測(cè)向處理器EBD100手冊(cè)第4局部。8配套設(shè)備8.1系統(tǒng)配置1監(jiān)測(cè)和測(cè)向〔DDF100〕系統(tǒng)1.1測(cè)向天線陣：ADD100、ADD0711.2監(jiān)測(cè)天線：HE5001.3接收機(jī)：EM550；1.4連接控制單元：RF選通開(kāi)關(guān)、分線器、串口效勞器、交換機(jī)。1.5筆記本電腦1.6前置顯示器1.7電子羅盤(pán)1.8GPS1.9電源模塊單元：包括充電器、逆變器、蓄電池等。1.10機(jī)柜、可升降三角架等1.11射頻電纜、控制電纜、網(wǎng)線等8.2配套測(cè)向天線陣ADD100技術(shù)性能指標(biāo)2ADD1002.1頻率范圍：20～1300MHz2.2陣元數(shù)目：9個(gè)2.3極化形式：垂直2.4額定阻抗：50Ω2.5測(cè)向誤差：2ORMS20～200MHz1ORMS200～1300MHz2.6場(chǎng)強(qiáng)靈敏度(B=1kHz，S/N=1)：20～512MHz：4.5uV/m～0.3uV/m典型值512～1300MHz：2.5uV/m～0.8uV/m典型值2.7二階三階截點(diǎn):20～512MHz：IP250dBm典型值IP325dBm典型值512～1300MHz：IP230dBm典型值IP330dBm典型值2.8連接器：測(cè)向通道，N型陰座控制和供電通道,SJT-07GS-12-35P-014(22芯)2.9直流供電：15～18VDC,Max1.8A8.3配套測(cè)向天線陣ADD071技術(shù)性能指標(biāo)3ADD0713.1頻率范圍：1300～3000MHz3.2陣元數(shù)目：8個(gè)3.3極化形式：垂直3.4額定阻抗：50Ω3.5測(cè)向誤差：2ORMS3.6場(chǎng)強(qiáng)靈敏度(B=1kHz，S/N=1)：1.6～3.2uV/m(4～10dBuV/m)典型值3.7二階三階截點(diǎn):IP235dBmIP325dBm3.8連接器：測(cè)向通道，N型陰座控制和供電通道,SJT-0