无线电频谱监测与系统集成基础课件.pptx

1、第1页/共79页石永新2015年7月14日第2页/共79页 为了保证正常的信息传递，维护空中无线电波秩序，有效地利用有限的频谱资源，建立与完善无线电监测手段，加强无线电监测工作，对实施科学的频谱管理具有重要的现实意义。 无线电频谱监测为干扰协调提供技术依据，确保各种无线电设备正常运行，是科学实施无线电频谱管理的技术保证，是日常无线电频谱管理的重要组成部分。第3页/共79页CONTENTS目录CONTENTS01 监测网的分类02 监测站的分类目录03 常用的监测测向系统04 监测站的系统集成第4页/共79页1无线电监测网分无线电监测网分A A、B B、C C三三级级1监测网的分类01A A级无

2、线电监测网级无线电监测网无线电监测指挥控制中心 至少无线电监测站无线电检测室 相关附属设施B B级无线电监测网级无线电监测网无线电监测指挥控制中心 至少无线电监测站无线电检测室 相关附属设施C C级无线电监测网级无线电监测网无线电监测指挥控制中心无线电监测站无线电检测室 相关附属设施第5页/共79页1上海市无线电监测网由2个RS DDF05E固定站监测站， 5个RS DDF05M固定站监测站,3个TCI735固定监测站，4个TCI737固定监测站以及移动监测站等组成，对上海的重点区域进行了全面覆盖。1监测网的分类01第6页/共79页CONTENTS01 监测网的分类02 监测站的分类目录03

3、常用的监测测向系统04 监测站的系统集成第7页/共79页I I级无线电监测站级无线电监测站：具有测量、测向和监听等功能，主要技术指标测向精度2度、测向灵敏度210 V/m等满足规范要求；IIII级无线电监测站级无线电监测站：具有测量、测向和监听等功能，主要技术指标测向精度3度、测向灵敏度514 V/m等满足规范要求；IIIIII级无线电监测站级无线电监测站：具有测量、监听等功能，可扩展成测向功能（具有测向功能的国产监测测向设备）；IVIV级无线电监测站级无线电监测站：具有测量、监听功能（小型监测站或传感器监测站）； 无线电监测站是执行无线电监测任务的技术设备及附属设施；I级无线电监测站、II级

4、无线电监测站、III级无线电监测站、IV级无线电监测站。1监测站的分类02第8页/共79页1 1监测站的分类02根据为固定监测站、移动监测站、可搬移监测站、便携式监测设备。设置在固定地点实施监测的无线电监测站。固定监测站固定监测站设置在运载工具中，可在移动或静止状态下实施监测的无线电监测站。移动监测站移动监测站可搬移到车辆或固定场所临时设置，承担监测任务的无线电监测站。可搬移监测站可搬移监测站便于个人携带的无线电监测设备。便携式监测设便携式监测设备备第9页/共79页1监测站的分类02第10页/共79页1监测站的分类02第11页/共79页1监测站的分类02第12页/共79页1监测站的分类02第1

5、3页/共79页PR100RX-856P1监测站的分类02第14页/共79页1监测站的分类02第15页/共79页CONTENTS01 监测网的分类02 监测站的分类目录03 常用的监测测向系统04 监测站的系统集成第16页/共79页常用的监测测向系统03第17页/共79页 TCI 公司总部位于美国加州硅谷，1968成立，长期为美国军方提供产品，是美国最主要的频谱监测产品供应商。 嵘兴公司是TCI公司战略合作伙伴和产品代理商。 TCI系列产品与嵘兴无线电监测测向系统结合，使系统的内容表现形式更加专业化、软件操作界面更为人性化 1美国TCI公司监测测向系统3.1第18页/共79页 TCI 频谱监测产

6、品应用遍布全球，包括我国台湾全部采用TCI，同时在其他15个省、直辖市（北京、上海、重庆）也已经广泛应用。1美国TCI公司监测测向系统3.1第19页/共79页707小型监测通信情报通信情报天线系统天线系统9091 HF频谱监测频谱监测专业行业软件的设计和开发 HF测向（固定） HF测向（移动）HF监测 V/U/SHF监测测向（固定/移动/可搬移）767 = 737s + 707s903S V/U/SHF信号搜索信号搜索与侦测与侦测350新一代黑鸟系统727窄带监测测向820C HF920 V/U/SHFMonitor/TDOAAOA737宽带监测测向803E V/U/SHF803 V/UHFH

7、F/V/U/SHF1美国TCI公司监测测向系统3.1第20页/共79页n结构简单、稳定性好（主机、天线）；u 良好的军工品质；n安装快捷，便于使用u 完善的和自检功能；功能；u 优良的扩展能力；n适应复杂多变电磁环境，宽窄带相结合；u 具有极强的抗同频干扰能力（3dB）；u 一体化天线技术；TCI 737系统TCI 707系统TCI 350新一代黑鸟系统1美国TCI公司监测测向系统3.1第21页/共79页全新的TCI8240射频前端，覆盖HF、VHF、UHF频段（10 kHz至3000 MHz）；保留原“黑鸟”系统的所有功能；高速数据存储，回溯式监测和信号分析（9TB/300M，可扩展）；强大

8、的多用于多任务功能；完善的任务系统1美国TCI公司监测测向系统3.1第22页/共79页TCI 7372MHz实时带宽实时带宽TCI 735TCI 7252/20MHz实时带宽实时带宽4/40MHz实时带宽实时带宽体积更小体积更小2006年年2008年年2013年年1美国TCI公司监测测向系统3.1第23页/共79页全新的5095宽带频谱处理器VHF/UHF频段提供40/4MHz双模拟中频带宽提供SHF/ EHF扩展选件提供HF选件覆盖LF/ MF/ HF频段l 尺寸：4U19英寸l 电源：105260VAC 200Wl 重量：21Kg1美国TCI公司监测测向系统3.1第24页/共79页ANTE

9、NNAS VHF/UHF/SHF 641,643,645,647HF (opt.)7031,7235 , 632DF and Monitoring AntennaRF SwitchingGPS AntennaMonitor AntennaandDF AntennaTCI Model 5095 SPECTRUM PROCESSORSampling and ProcessingRFA/DA/DProcessorTCI Dual Channel VHF/UHF Receiver40/4 MHz OptFPGA/Digital Drop Receivers with DemodulationNetwo

10、rk I/FDual Channel HF Receiver (opt)10/2 MHZOptionalSHFRFTCI Dual SHFConv.：40/4MHz双中频 VHF/UHF 10/2MHz双中频 - HF：噪声系数10dB（典型值）相位噪声-115dBc/Hz10kHz其他.：AOA、TDOA、AOA&TDOA：监测测向同时至8GHz，监测至50GHz1美国TCI公司监测测向系统3.1第25页/共79页 20 3000 MHz 基本单元；监测/TDOA 20 6000 MHz 扩展选项；监测/TDOA 3kHz 30 MHz 扩展选项；监测10 MHz （HF） 40/4 MHz

11、 （VHF/UHF）VHF/UHF 室内使用 5095 频谱处理器 室外使用 5141 频谱处理器1美国TCI公司监测测向系统3.1第26页/共79页5141处理器机箱：40磅（18.14kg） 遮阳罩：15磅（ 6.8kg ） 260VDC 2.5A内置温控 -20+45（长期）； -25+50（短期）；1美国TCI公司监测测向系统3.1第27页/共79页 641型（固定/移动式 20MHz3GHz 垂直极化） 643型（固定/移动式 20MHz3GHz 双极化） 645型（移动/搬移式 20MHz3GHz 垂直极化） 系列化设计，按需要配置 馈线少，系统连接简洁 无源宽带振子 全频段监测测

12、向一体化641型643型645型1美国TCI公司监测测向系统3.1第28页/共79页647型SHF/EHF扩展（固定/移动式 20MHz8GHz 垂直极化）（固定/移动式 20MHz8GHz 垂直/水平双极化）（监测：20MHz50GHz 测向 20MHz8GHz）1美国TCI公司监测测向系统3.1第29页/共79页由于选用不同监测系统，在实现相同监测测向功能的情况下，同类监测测向系统需要4幅天线和2台主机以及其他辅助设备；TCI系统只需1幅天线和1台主机，系统组成简洁，提高了可靠性。1美国TCI公司监测测向系统3.1第30页/共79页站点：站点：设备：设备：附近有气象雷达和其它信号源，电磁环

13、境复杂；站点：站点：设备：设备：天线与联通基站天线共塔建设；TCI配置的主体避雷、防感应避雷多种技术手段；以及可升降型铁塔，多种手段效果良好！1美国TCI公司监测测向系统3.1第31页/共79页 紧张的车顶安装空间； 车内空间狭小；内置GPS，主机体积小； 工作电磁环境复杂； 维护性； 机动监测任务紧，时间宝贵； 移动车工作环境多变1美国TCI公司监测测向系统3.1第32页/共79页1美国TCI公司监测测向系统3.1第33页/共79页常用的监测测向系统03第34页/共79页u R&S常用无线电监测产品分类：(一) 监测接收机: EM100、EM550 EB110、EB200、 ESMB、ESM

14、C、 PR100（二）测向机 DDF05M、DDF05E、 DDF100、DDF190、DDF195 DDF0071德国RS公司监测测向系统3.2 罗德与施瓦茨公司(ROHDE&SCHWARZ，简称R&S)总部位于德国，是欧洲最大的电子测量仪器生产厂商。其无线电监测产品在国内占有较大的市场份额。 R&S无线电监测产品多样化，分类较多。第35页/共79页1德国RS公司监测测向系统3.2EB500EB500ESMDESMD各各类监测天线类监测天线第36页/共79页DDF255DDF255DDF205DDF205ADD295（20-3000MHz）1德国RS公司监测测向系统3.2第37页/共79页1

15、德国RS公司监测测向系统3.2DDF05EDDF05EDDF550DDF550第38页/共79页常用的监测测向系统03第39页/共79页 法国泰雷兹集团(THALES)源于1879年的法国汤姆逊（THOMSON）集团，是设计、开发和生产航空、防御及信息技术服务产品的专业电子科技公司。总部设在法国，研发设在美国硅谷和法国巴黎及俄罗斯。ESMERALDAESMERALDA XE1法国THLAS公司监测测向系统3.3：第40页/共79页1法国THLAS公司监测测向系统3.3V/UHF带开关的天线ESMERALDAREC108PCQSharcAEA196CALGPS天线开关中频频谱带宽：20MHzAN

16、T184-AANT194-A第41页/共79页1法国THLAS公司监测测向系统3.3ESMERALDA XE紧凑型主机 12kG, 100W, 40MHz IBW, 20GHz/s第42页/共79页CONTENTS目录RFeye Node节点是CRFS系统的核心智能设备，能够高效全天候实时频谱监测，设备结构紧凑、重量轻，适合室内、室外以及恶劣环境下使用，可配置成为小型监测站或便携式监测站。u 内置高精度GPS u 内置GPRS/UMTS调制解调器和LAN接口u 设备支持和定位技术1英国RFeye 监测系统第43页/共79页CONTENTS目录技术特点支持40GHz/s高速信号扫描覆盖10MHz

17、-6GHz频段噪声系数:8dB(10MHz4GHz典型值)/11dB（4GHz6GHz典型值）相位噪声:-90dBc/Hz10kHz(2GHz处)/-110dBc/Hz200kHz(2GHz处，低噪声模式)高灵敏度、低杂散性能1英国RFeye 监测系统第44页/共79页常用的监测测向系统03第45页/共79页1国产监测测向系统3.4监测系统测向系统多路监听高铁监测广播频段监测民航频段监测短波监测北斗卫星频段监测“狼”系列小型监测站MS系列常规监测设备专用系统DDF系列双通道监测测向MD系列单通道监测测向DFU系列测向单元室外型室内型便携式第46页/共79页狼100型天线主机一体化；体积小、重量

18、轻；满足室外防护等级；安装架设方便。高性能接收机和软件无线电技术；性能指标优秀，功能强大；具有TDOA功能。采用室外系统结构设计；防雨防尘，适应恶劣环境；可采用太阳能、风力等电源供电。狼200型狼300型系统特点：1国产监测测向系统3.4第47页/共79页技术特点：1国产监测测向系统3.4第48页/共79页u000 MS508小型无线电监测系统是嵘兴公司针对室外安装方便而设计的最新产品，系统具有室外三防功能(防水、防尘、防腐)，系统可作为室外小型监测站使用，也可以作为网格化无线电监测传感器。尺寸：300mm300mm增益：-82dBi尺寸（折叠）：115cm15cmm增益：03dBi1国产监测

19、测向系统3.4第49页/共79页系统特点：远程开关机；远程监视工作温度、电压、电流。体积小，重量轻，适合室外安装；既可以挂杆，也可以挂墙，可直接220V供电。具有极高的性价比；可进行二次开发，完全满足用户的实际需求。采用专用部件和专业芯片设计，系统内部连线少，高度集成化，从设计理念方面优于通用部件集成的设备。1国产监测测向系统3.4第50页/共79页 基本频段203600MHz，可扩展至8GHz 支持有线LAN联网，内置无线3G/ 4G联网。 信号无丢失带宽5MHz。技术特点：1国产监测测向系统3.4第51页/共79页高性能双通道双极化宽带监测测向系统，采用无源测向天线设计技术，特别适合在复杂

20、电磁环境下应用。系统设计有两种尺寸的监测测向一体化天线，可以根据固定站、移动站等不同站点环境配置。系统优良的性能可用于中高端监固定、移动测测向系统，适用于I级站或II级站建设1300mm600mm1000mm390mm1国产监测测向系统3.4第52页/共79页 监测测向天线一体化；支持多任务、多用户操作。 双信道相关干涉仪测向体制，测向准确度、测向灵敏度高，测向速度快。 测向天线采用特殊无源振子设计，而外形结构与传统有源测向天线类似，不仅克服了传统天线有源振子易于产生杂散等缺点，同时也大大减小了天线体积，使得天线在体积重量上可与有源振子测向天线相媲美，在电性能上仍能保留无源振子天线的优势； 天

21、线采用不分段，一段天线可覆盖20-3600MHz频率范围，减少天线之间的互耦效应。 模块化设计，接收射频前端可根据用户的高中低要求进行配置。1国产监测测向系统3.4第53页/共79页 高达20MHz的宽带FFT瞬时测向功能；带内双音频解调功能；高达10GHz/s高速全景扫描功能；X86高速计算能力平台；可捕捉15ms脉宽的脉冲信号；系统架构更加灵活，可以配备多款测向天线。功能特点高性价比的中端的监测测向设备，模拟中频带宽20MHz，频率范围20-3600MHz，适用于II级、III级监测测向站应用。1国产监测测向系统3.4第54页/共79页 两台EM550+DFU102V形成双通道双极化测向系

22、统； 两台EM550采用统一参考源，形成双信道监测测向系统，同时每个信道可独立进行信号的监测；1国产监测测向系统3.4第55页/共79页技术指标： 嵘兴RX-ASM216高性能多信道监听系统是深圳嵘兴公司专为无线电监测监听领域而开发设计的一款全数字化的监听与录音系统。系统特点：工作频率范围： 203600MHz；频率稳定度：0.5ppm 频率调谐时间：1ms 噪声系数：11dB(低噪声模式) 中频、镜频抑制：85dB(典型值) 二阶截点IP2：52 dBm(低失真) 三阶截点IP3：15 dBm (低失真)中频带宽：20MHz/500kHz(自动选择) 多任务/多用户功能：标配 宽带内多信道解

23、调监听：最大支持16路，解调方式AM、FM、CW、USB、LSB、PM。1国产监测测向系统3.4第56页/共79页 MR304民航频段专用监测系统是专门为民航频段监测设计的高性能板卡式接收机。设备在机场等电磁环境比较复杂的环境中可进行精确信号监测。系统特点：技术参数：频率范围：108MHz137MHz相位噪声：-124dBc/Hz20KHz噪声系数：8dB频率稳定度0.1ppm中频抑制：90dB 镜频抑制：90dBIP2：+15dBmIP3：+60dBm中频带宽：500kHz(宽带)，25kHz(窄带)扫描速度：12.5MHz/s(窄带)，125MHz/s(宽带)解调带宽：最大250kHz1国

24、产监测测向系统3.4第57页/共79页 GSM-R监测接收机是一款专用于高铁的高性能监测接收机，具有3通道监测功能，工作频段覆盖137MHz960MHz以及GSM-R上下行频段；具有完善的频谱监测功能。支持多任务工作模式。系统特点：系统特点：实时监测频段：885MHz889MHz/930MHz934MHz扫描监测频段：137MHz960MHz频率分辨率：1Hz频率稳定度：210-8/d扫描速度：5GHz/s(分辨率为25kHz时)扫描监测：-107dBc/200Hz相位噪声：实时监测：-110dBc/Hz10KHz扫描监测：-100dBc/Hz10KHzIP3：10dBm1国产监测测向系统3.

25、4第58页/共79页CONTENTS01 监测网的分类02 监测站的分类目录03 常用的监测测向系统04 监测站的系统集成第59页/共79页监测站的系统集成04第60页/共79页 固定监测站由监测测向系统、电源系统、远程电源控制、网络连接设备、控制计算机、视频监视设备、环境监控设备、系统防雷等设备组成。1固定监测站系统集成4.1第61页/共79页1固定监测站系统集成4.1 机房内电源系统需要配置专用配电箱。 单相电必须要求有“一火、一零、一地”三线 空调安装位置需要有单独的市电供电插座，不能用UPS电源包括2种供电方式，市电为主供电方式，蓄电池为应急辅助供电方式：第62页/共79页1固定监测站

26、系统集成4.1配电柜监控UPS监控控制中心红外探测器消防探头空调监控温湿度门禁系统漏水控制器摄像机电话语音报警智能控制器短信报警TCP/IP网络视频服务器蓄电池监控第63页/共79页 雷电是一种随机的自然现象，具有极大的破坏力，固定站防雷主要包括机房系统设备防雷接地和铁塔天线防雷接地。机房防雷 电源系统防雷 信号系统防雷 系统设备等电位连接接地铁塔防雷 在铁塔顶部安装避雷针，并与防雷引下线进行有效连接。 室外机房避雷接地与房屋避雷接地系统有效连接。 系统馈线进机房前有效接地。 地网接地电阻需小于等于5欧姆1固定监测站系统集成4.1接地点第64页/共79页1固定监测站系统集成4.1室内机房室内机

27、房室外一体化机柜室外一体化机柜第65页/共79页监测站的系统集成04第66页/共79页1移动监测站系统集成4.2 移动监测站主要由车载监测测向系统、车载供电部分组成，同时应急指挥车包括车载中央控制系统、车载多媒体会议系统、车载应急通信系统。 车载监测测向系统车载中央控制系统车载多媒体会议系统车载应急通信系统车载供电部分第67页/共79页1移动监测站系统集成4.2第68页/共79页电子罗盘、GPS、无线联网设备1移动监测站系统集成4.2第69页/共79页1移动监测站系统集成4.2第70页/共79页1移动监测站系统集成4.2第71页/共79页 良好的电源系统，是移动监测车稳定工作的基础。电源系统设

28、计包括“基本供电方式”与“特种供电方式”两类；电源系统可采用组合供电方式。n 基本供电方式：市电 + UPS；汽车电池 + UPS；车载蓄电池 + UPS；n 特种供电方式：多种发电机 + UPS；锂电池组 + UPS1移动监测站系统集成4.2第72页/共79页市电供电市电供电方式稳定可靠，不受时间、供电功率的限制，车载监测测向系统和车载空调均可工作。汽车电池供电使用汽车本身的蓄电池，经逆变器转化为交流220V供车载监测测向系统使用。设备少、重量轻，使用方便。但仅能供监测测向设备工作，不建议使用车载空调。蓄电池供电技术成熟，在满足基本工作需要的前提下，尽量减少蓄电池的体积和重量，不建议使用车载

29、空调。在安装机柜的适当位置，将安装专用、活动的电源转接头，以便连接逆变器和UPS。电源转接头延伸至车体外壁，采用军工防水电源接头，以用于电缆绞线盘外接1移动监测站系统集成4.2第73页/共79页n 水牛借力发电机供电时间仅与移动车的油耗有关，油耗光为止；n 水牛车载借力发电机使用时，监测车的发动机必须处于工作状态，如果监测车熄火，水牛借力发电机也将无法工作；1、磁力发电机（ALT）；2、电子控制单元（DPCU）；3、控制盘（CTRL PNL）；4、5m发电机连接电缆；5、安装组件。1移动监测站系统集成4.2第74页/共79页n 供电时间由油箱容积决定，通常可满足810小时供电；n 整机体积和重

30、量都比较大，适合于大型车辆、用电需求量较大时使用；德国熊猫发电机PANDA 4.5DNPOWER TECHPT-KSI-2发电机1移动监测站系统集成4.2第75页/共79页n 体积和重量都比较小；n 供电时间由油箱容积决定，通常可满足810小时供电；n 需要放置在车外使用；使用条件受到一定限制；n 根据用电需求灵活配置锂电池容量；n 自带完善的锂电池充放电管理1移动监测站系统集成4.2第76页/共79页顶置立式车载空调，为操作人员和设备提供良好的工作环境。支撑车辆减少车辆负荷，保持车辆水平状态。不使用时支腿收回紧贴在车体上，不影响车辆性能。1移动监测站系统集成4.2第77页/共79页车身上方安

31、装手摇自卷式遮阳蓬，便于车外监测，增强驻点监测能力。n 电路设计n 布线和结构设计n 设备的选型n 供电的设计n 设备屏蔽处理n 车内照明系统n 温湿度显示n 车载防震设计n 改装工艺材料、外观设计等1移动监测站系统集成4.2第78页/共79页CONCLUSION结束语 无线电频谱监测的主要内容是通过先进的无线电监测测向设备，探测、搜索、截获正在工作的无线电信号，具体内容包含有： 对信号进行测量、统计、分析、识别、监视，以及对正在工作的无线电台站测向定位，获取无线电台站的位置。 对频率、场强、带宽、调制等基本参数进行测量； 对声音信号进行监听； 对发射标识进行识别确定； 对频率利用率和频道占用度进行统计分析； 对干扰源测向定位，排除干扰，查处非法电台和非核准电台；从而达到合理、有效地使用频率，保证通信业务的安全。第79页/共79页谢谢聆听THANK YOU FOR YOUR ATTENTIONTHANK YOU FOR YOUR ATTENTION谢谢聆听THANK YOU FOR YOUR ATTENTIONTHANK YOU FOR YOUR ATTENTION