无线电的重要性范文

时间:2023-12-18 17:40:40

导语:如何才能写好一篇无线电的重要性,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。

无线电的重要性

篇1

【关键词】 无线电导航 防雷系统 设备接地 接地系统

引言:随着民用无线电导航台站建设的规范化,仅仅做好天线的直击雷防护是不够的,还必须从联合接地、电磁屏蔽、等电位连接、馈线的接地分流、雷电的过压防护以及站内电源系统雷电过电压保护等多方面进行综合防护才能达到良好的防护效果。

一、无线电导航台站防雷接地的重要性及意义

1、无线电导航台站的特殊地理位置。为了满足无线电导航台站的电磁环境要求,台站通常建设在平坦、宽阔地带,无障碍物遮挡,这样能满足无线电信号的正常传播。但这同时也造成雷击的可能性大大增强。

2、雷击造成的危害。2006年6月,长春机场24号下滑近场监控天线遭雷击,造成下滑近场监控故障,直接经济损失近万元;2010年6月份长白山机场全向信标台遭雷击,造成信标台故障,直接经济损失数万元;2013年7月,长春机场06号下滑台遭雷击故障,造成06号下滑设备故障,直接经济损失数万元。这些雷击事件,轻则造成设备板件故障,重则造成设备故障瘫痪,导致机场的安全运行受到不同程度的影响。

3、做好无线电导航台站防雷接地的重要性。无线电导航设备为飞机进近着陆提供引导信号,导航设备正常与否,直接关系到飞机运行是否正常。在雷雨季节,尤其是能见度不好的时候,飞行员依靠盲降设备的程度比平时更高,如果导航设备遭受雷击,造成设涔收希直接影响飞行安全,所以做好导航设备的防雷系统至关重要。

二、目前存在的几种实际情况

2.1等电位未连接

存在个别导航设备机房的机房地网与天线及铁塔地网未连成一体,也就是说设备机房与天线地网存在电势差,二者不在等电位体上,这样一来,当有雷电时,势必造成雷电释放电流时形成电势差,造成电流逆向,对设备的损坏程度不容估量。2006年长春机场近场监控天线遭雷击就是由于非等电位体造成的,直接经济损失就近万元。

2.2天线馈线未接地分流

下滑天线馈线未使用屏蔽套管包装,或将馈线安放置天线架外侧。由于导航设备安装的不规范,以及对防雷接地知识的认识不足,造成有部分导航设备在安装时,只安装了避雷针,未对馈线电缆加装套管,造成了极大的隐患。长春机场06号下滑台便存在这种情况,2013年7月遭雷击,造成下滑台监控混合网络单元故障,停机数天,直接经济损失达数万元。

2.3导航台地网电阻偏大,未增加辐射型水平地网

个别导航台地网接地地阻大于1欧姆,又未增加辐射性水平地网,造成雷电泄放浪涌电流不利,形成逆势电流,对设备造成破坏。2010年长白山机场全向信标台遭受雷击,就是因为地阻值较大没有辐射型水平地网泄流,造成逆势电流击穿电缆,设备故障停机,直接经济损失近万元。

三、无线电导航台站的防雷与接地

3.1供电系统的防雷与接地

(1)进入导航台的电缆距离导航台200米以外埋地,埋地深度不得小于0.7米。电缆的金属保护层在机房墙边与导航台地网连接。(2)电力电缆在进入机房前,套入至少15米长的镀锌钢管,钢管应首尾电气贯通。钢管一端在机房墙边与导航台地网连接,另一端应连接埋设的接地体。(3)对于航路导航台来说,当电力变压器设在站外时,对于低处年雷暴日大于20天、大地电阻率大于100Ω/m的暴露地区的架空高压电力线路,宜在其上方架设避雷线,其长度不宜小于500m。(4)导航设备电源应安装多级防护的浪涌保护装置(SPD)。SPD的接地线应垂直与预留的接地端连接,长度应不大于0.5米。导航设备电源的第一级SPD安装在双路电源转换开关箱的电源输出端,通流量应大于120KA,应选用包含开关及限压功能的3+1型SPD。(5)电源避雷器的耐雷电冲击指标等参数应符合相关标准、规范的要求。

3.2导航台站的地网与接地系统

(1) 联合接地。将导航设备机房基础接地体和机房四周的环形地网接地体和天线及铁塔地网用水平接地体相互连通形成一个共用地网。导航台站内开关电源的工作地也要与该接地系统连通,以获得相同的电位参考点。(2)导航台地网的组成。导航台地网由机房基础地网(接地体)、机房四周的环形地网、天线及铁塔地网(接地体)等组成。机房地网由机房建筑物(含地桩)和环形接地体组成。(3)设备接地及接地线。1、台站内接地母线的截面积,应根据最大故障电流和机械强度选择,但一般不应小于35mm2。一般设备的接地线,应使用截面积不小于16mm2的多股铜线。2、环境监控系统等小型设备的接地线,应采用适当截面积的多股铜线分别连接到本机架的汇流排,然后用16mm2的多股铜线连接到机房汇流排。3、光缆的金属加强芯和金属护层应在分线盒或ODF架内可靠连通,并于机架绝缘后使用截面积不小于16mm2的多股铜线连接到机房内第一级接地汇流排上。4、室内走线架及各类金属构件必须接地,各段走线架之间必须电气连通;活动地板(防静电)下设的金属支架,至少应有两根是从接地汇流排引入的接地线。

3.3天线铁塔的防雷与接地

(1)天线塔上应安装接闪器,沿铁塔外侧安装引下线。引下线与天线塔地网连接。(2)天线塔上障碍灯的电源线应采用具有金属外护层的电缆,电缆的金属护外套应在塔顶及进机房入口处的外侧就近接地。(3)天线塔内安装金属套管,馈线电缆套入金属管内安装。金属套管在铁塔侧宜采用活连接方式。

3.4天馈线系统的防雷与接地

(1)在天线系统与功率分配单元连接处同轴电缆应安装馈线避雷器,以防止自天馈线引入的感应雷。(2)选择馈线避雷器时,应考虑阻抗、衰耗、工作频段等指标与导航设备相适应。 (3)馈线在天线连接位置、离塔位置及进入机房位置,通过专设的接地线直接与导航台地网连接。

3.5其他附属设备的防雷与接地

(1)机房内走线架、吊挂铁架、机架或机壳、金属通风管道、金属门窗等均应做保护接地。(2)光缆加强芯接地,雷电通过外界进入光缆,加强芯不接地容易导致光缆纤芯被雷击坏,光缆加强芯应该就近固定在固定盘上并通过接地线接入本机架的接地铜排。

四、结束语

导航设备在雷雨季节能够安全稳定的运行,保障飞行安全,做好台站的防雷接地工作显得尤为重要,只有把导航设备天馈系统的防雷保护、接地网与接地系统、设备接地及接地线、进站动力电缆的防护等几个方面的防护措施落到实处,才能将雷电对导航设备的损害降到最低。

参 考 文 献

防雷接地所依据的标准和规范

一、IEC相关标准

IEC 61024 otection of structures against lightning(建筑物的防雷)

IEC61024-1:1990建筑物防雷 第一部分 通则

IEC61024-1-1:1993建筑物防雷 第一部分 第一部分 防雷装置保护级别的确定

IEC61024-1-2:1998建筑物防雷 第一部分 第二部分 防雷装置的设计、施工、维护和检测二、国家标准、行业标准

篇2

关键词:无线电 干扰 民用航空 危害 对策

随着经济高速发展,无线电越来越多的应用于生产、生活、工作中,时常干扰民用航空无线电专用频率,而民航专用频率主要用机调度、导航的通信频率,一旦受到强烈的干扰,将会带来不可遇见的灾难,小则停飞,重则引发事故、甚至造成空难,其后果严重性不言而喻。因此,预防民用无线电系统干扰民用航空已成为亟待解决的问题,必须引起有关部门的高度重视,以防不必要的灾难发生。

1.民用无线电干扰源种类。

从当前社会现状看,干扰民用航空无线电专用频率的种类主要用三类,一是没有任何审批手续,私自违法设置的无线电台站,二是尽管有相关手续,但因其设置不合理而产生互调干扰的无线电台站,三是少量的高档工业医疗设备。从当前情况看,主要干扰源是违法设置使用无线电台,细分一下,又可归为两小类,其一是非经许可的违法使用的大功率无绳电话;还有一种是擅自扩大功率的广播电视发射器。

2.干扰源分布特点。

随着大功率无绳电话的普及,农村乡镇人员已普遍使用,而当前民航的机场和飞行航道普遍在远离城区的农村乡镇,因而对民航的飞行安全危害性也越来越大。而非经许可擅自改装扩大功率的广播或电视发射机则集中分布于城区,但较大发射功率是其致命的问题,是形成互调干扰的主导因素,它的存在,严重制约其他无线电接收设备的正常接受,也是干扰民航专用频率的主要干扰源。

3.干扰源成因

究其产生原因,涉及多个方面,最主要还是历史原因造成,从军管到地方管理,在高速发展的同时,相关的管理制度和法律法规却没有同步,受利益驱使,个人使用大功率无绳电话和广播电视机构擅自扩大发射机输出功率产生干扰事件时有发生,年复一年,在无线电管理一直处于尴尬境地。

3.1大功率无绳电话

当前农村乡镇普及大功率无绳电话。广大农民不知使用大功率无绳电话是违法行为,加之移动手机开展市场上的无序竞争,更有上小灵通手机的介入,偏低的价格加之使用大功率无绳电话便利条件较多,致使农村乡镇大功率无绳电话普遍使用。

3.2 私自改装的大功率的广播电视发射机。

从现实情况看,一些领导无视无线电法规的存在,追求工作便利及效果,随意设定其台站的频;追求眼前的利益,尽可能减少投资,在行政中心区域擅自大扩功率的广播电视发射机,其仅仅追求覆盖率;受利益驱动,片面追求广告效益,擅自提升广播电视发射机功率,最大限度地破坏磁环境,彼此间在相互干扰非常严重,对整个无线电系统有极大的影响,它也是当前干扰影响民航频率的最主要因素。

4.解决措施

从当前客观情况看,既有历史原因造成,又有工作人员的主观原因,更用法律法规不相适应的方面,因而概括起来即四个字,预防与查处。

4.1预防

4.1.1注重宣传。适时进行多种形式的宣传,以无线电管理各项法规政策为重点,普及民用航空无线电专用频率对民航用机的重要性并让大家熟知其危害性,让大家知晓在被要求限期治理,而对产生的干扰不能及时认真地消除而延误治理时间的,必将会受到行政处罚,严重者将追究刑事责任。

4.1.2发挥新闻媒体作用。适时对向具体的违法单位、个人予以曝光,适时进行广播电视和报纸公告,同时再用一些行政执法的成功案例,介绍对违法行为的处罚情形的报道,对无线电违法行为产生威慑作用。

4.1.3从源头整治。联合工商、公安、质监等部门在生产、销售违法电台龙头环节进行整治,处罚违法生产、销售无线电设备的单位、个人。同时联合向公众宣布,凡购买的无线电设备不符合国家法规要求的,可向销售者索要高额赔偿,我们协助执行。

4.1.4严格无线电台站科学管理与审批。现有无线电台站分布和使用状况要全面掌握,审批时要根据无线电台发射与接收的客观规律防止新的互调干扰产生。

4.2查处

4.2.1提升无线电执法人员对本职工作重要性的认识。要充分认识到这项工作的艰巨性和长期性。在农村,特别是偏远地区交通不便利的地方,大功率无绳电话使用者分布区域广大,在此执法除工作困难外占用时间也非常较长。在农民群众中有一部分人法律意识淡薄,对各类行政执法抵触情绪大,这部分人中有些也使用大功率无绳电话,大功率无绳电话可以算得上家中大件物品,一旦受到禁止使用或者没收,会由于经济上的损失心理上难以承受而采取过激行为,有时会形成群体围攻无线电执法人员。在广播电视的工作人员中也存在地方一些部门、领导支持,执法工作阻力会人为扩大。

4.2.2树立执政为民、执法为民的思想。无线电管理就是维护空中电波秩序,保证各类无线电业务的正常进行。民用航空无线电专用频率的安全使用是民航飞行安全一种保障,根据国家的安全生产防止群死群伤恶性安全事故发生的精神,清除它的干扰源是无线电管理者不容推辞的职责。针对专项整治航空频率干扰问题工作的困难,首先树立执法为民和不畏势强坚决执法的思想,按照无线电管理法规赋予的管理职责,坚持公正、公开和处罚与教育相结合的原则,按法规、按程序办事。其二不能搞形式、走过场,将执法工作长抓不懈进行下去。

4.2.3搞好部门协作。在每一地方执法前,进行前期的调查或者试探性工作,预测此处的工作难度,决定是否需要当地政府、或者公安、法院等部门的配合,防止执法人员受到不必要的阻碍或者伤害,影响专项执法整体工作的顺利进行。

4.2.4树立管理就是服务的思想。对自觉拆除并停止使用大功率无绳电话的人员提供科技服务,采取科技手段将大功率无绳电话处理成为普通电话,减少他们的经济损失。帮助广播电视系统降低发射机功率,从技术上协助他们进行多点覆盖。

4.2.5提高无线电执法人员的素质。开展多种形式培训,让执法人员了解无线电的技术知识,会熟练掌握、运用无线电管理的各项法规,执法中还要严格执行相关的法律法规,并要严格遵循程序。

参考文献:

「1 俞家琦,高频电子线路[J].西安电子科技大学出版社,1993.

「2 谢嘉奎,电子线路第三版.高等教育出版社,1987.

篇3

[关键词]无线电通信导航;航运事业;水上无线电管理

中图分类号:U675.75 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)12-0182-01

伴随着航运事业的蓬勃发展,无线电通信导航在航海事业中的运用,往往需要有着一定的重要性。在无线电通信导航中,往往更加注重航运事业的迅猛发展,通过将水上的通信能力不断强化,对多种技术加以采用,实现航运的综合管理,在当前的海事卫星系统不断开发中,海上安全系统的实施和完善过程中,实现了通信技术的全面创新,并推动了当前航运事业的迅猛发展,对于海上交通运输业的蓬勃发展有着一定的积极影响。

一、无线电通信导航系统

无线电通信导航系统,在科技的进步发展中往往有着多种形式,并在当前的经济发展中,更是本着多种角色,实现水上无线电的通信导航工作。关于无线电通信导航系统而言,主要有全球海上安全系统、海上船舶自动识别系统、海上船舶远航识别和跟踪系统,同时也存在海事卫星形式。

(一)全球海上安全系统和海上船舶自动识别系统

依据于国际的相关规定,国际海事卫星通信系统和海上安全信息,这些系统的构成往往有着多种形式。而全球海上安全系统在实际的搜救过程中,往往需要对搜救协调信息网进行不断完善,并对传播报告制度加以建立,通过对适当的无线电通信手段合理采用,并结合风险及时的做出相关的反应。传播自动识别系统主要是海上移动通信频带动作中的一种系统,将船舶和海岸之间的信息交流实现,通过认真的分析传播的识别码和位置,进而实现多路通信的过程,并将船舶的全程监控全面实现,将港口管理的综合能力全面提升。

(二)海上船舶远航系统和海上船舶跟踪系统

海上船舶远航系统主要是一种人工编制的报文,对于报告的精度有着直接的影响作用,并在通信距离的限制下,可以实现对远距离传播的跟踪和监视。通过和其它系统相互结合,并对船舶监控系统建立,在全球航运的生产管理中有着较广的应用。

(三)海事卫星

海事卫星主要是对电话传真以及安全通信等信息加以提供,是一种服务类的综合系统,海事卫星在实际的投产运行中,将卓越的性能充分发挥,并在其它领域中,得到大力的发展,一旦电力中断和通讯网络失效的过程中可以将应急通信的特长充分发挥。

二、航运事业中无线电通信导航的运用

无线电管理工作的开展,就要结合当前航运事业发展中的各种工作要求,并在航运事业的运用中,做好水上无线电的科学规范管理。关于航运事业中无线电通信导航的运用和管理,可以从以下几个方面做起:

一方面就要做好无线电通讯导航设备的一种规范应用和管理,在交通部门的大力支持下,借助于海上航运部门中的相关移动通信标识情况,对其进行彻底的清理,并对管理的程序进行规范进行,将信息化管理技术进行更好的推广和应用,进而做好海上搜寻工作的良好保障和运行。

一方面就要将无线电管理局对于航运事业发展的相关情况的研究全面加强,通过对工作小组进行设置,进而将数据的通讯问题全面解决,对海上运输各类船舶航运安全进行保护,并做好整体上的规划工作,加强海上通讯工作的主要监管工作,海上传播航行安全以及运输安全保证的过程中,更要将海上交通安全监管和相关的搜救工作全面满足,对功能齐全的海上通信系统进行建立。

另一方面就要结合海上通信技术的实际情况,不断创新海上通信技术,对资源合理的利用,在海上监管和实际的搜救业务结合的基础上,对资源合理的利用,并结合通讯系统以及海上监管的主要力量,实现现代化的海上通信网络发展,推动我国无线电通信导航系统的和谐发展。

最后航运事业中无线电通信导航的运用中,通过结合海上航运业的总体部署,全面加强无线电管理局的研究工作,创新海上通信技术,实现现代化海上通信网络的发展。

结语

随着我国交通通信行业的全面发展,我国海上航运业在总体的部署中,更加注重各项工作的积极开展,并在海上交通业的发展中,严格的依据于国际海事组织的相关规定和协议,将通讯服务的相关基础上设施实现,并在国际通用中,加强海上通讯工作的主要监管工作,做好规范统一的相关应用。无线电通信导航为航运事业保驾护航中,不仅仅保证了我国航海交通运输业的安全发展,同时在无线电通讯导航新技术引进中,有着多种业务结构,对于航海业务的安全有着一定的保障作用,同时也将领海的安全全面维护。

参考文献

[1] 邓媛.浅谈无线电通信导航为航运事业保驾护航[J].科技创新与应用,2014,(25):90-90.

[2] 赵凤芝.GMDSS海上无线电通信设备在船舶上的应用浅析[J].河南科技,2014,(5):6.

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关键词:广播电视;无线发射技术;优势;完善

伴随着信息化时代的到来,广播电视成为家家户户必不可少的家用电器。人们通过广播电视这一电信媒介获取来自外界的信息、了解时事新闻、享受娱乐。为了满足人们的需要,与传统相比广播电视传输技术也有了新的改善和进步,从原本的天线发射技术逐渐转变为无线发射技术。相比于有线发射技术,广播无线发射技术取得了较大的显著的突破,不论是从技术操作角度还是从成本获取方面都实现了更为便利化的转型。由于突破了以往硬件技术设备上的局限性,广播无线发射技术得以逐渐覆盖我国的城乡各地。尤其是在农村,随着广播电视无线发射技术的普及,即使是地域广阔、地形相对复杂的区域,居民们也能收看到更多的电视节目,同时接收的节目播出效果也更为流畅、清晰。在本文中笔者具体分析了广播无线发射技术的优势以及完善的相关措施,希望能给读者提供相关的参考价值。

1广播电视无线发射技术的优势

1.1自动智能化优势

广播电视技术实现自动智能化是广播电视技术发展的一个重要标志。在原本电台台控技术方法操作下,电视台工作人员需要进行手动操作来调节和控制电视节目的播放。由于电视台的节目需要24小时播放,这使得电视台必须要有工作人员24小时不间断的进行工作,这对电台工作人员的劳动强度要求非常之高。但是自广播电视无线发射技术得以开发后,对电视节目的调控实现了由手动到自动的转变,工作人员也得以脱离24小时的高强度工作状态。在广电无线发射技术基础上,电视发射器可以自动统计信息,并控制开关。工作人员可以利用电脑来监控播控室以及发射器的遥控和遥测工作。

1.2可靠性和及时性优势

基于广播电视无线发射技术,高频电磁波实现了由点到面的覆盖模式,电视节目播放的画面因此变得更为清晰、流畅。并且在这种技术控制下,发射系统可以第一时间察觉到系统内部出现的故障问题,并反映给工作人员。广播电视无线发射系统在软硬件的完善配合下,性能可靠,运行良好。

1.3实用性优势

在传统的广播电视发射技术广泛应用时,容易出现频率资源短缺的影响状况。随着社会的发展,电视用户越来越趋于多元化,传统的广播电视发射技术也不能够很好的满足广大电视用户的需求。但是新型的广播电视无线发射技术就很好的突破了这一局限,保障了稳定的数字信号源和低成本状态下的覆盖率。这一技术的创新和应用让更多的人们得以收看到稳定的电视节目播放。广播电视产业也逐渐向产业化以及规模经济化转变和发展。广播电视的收看不再局限于小众群体,越来越多的人都可以收看到自己喜欢的电视节目。

2广播电视无线发射技术的完善措施

2.1完善高山台光缆建设

想要普及和完善广播电视无线发射技术,首先要建设好广播电视无线发射技术的硬件设施和设备。高山台的光缆铺设就是必不可少的一项硬件设备建设工作。光缆的铺设可以改善高山台的通信条件和硬件设备状况,实现广播电视系统的网络化管理要求。同时还要做好对相关设备的防雷维护工作。一般来说对广播电视发射设备采取防雷地网或是防止生锈等维护方法来延缓地面设备由于生锈导致的接地电阻变大的状况。

2.2改善感知无线电的技术水平

在运用广播电视无线发射技术时,时常会出现各种紧急的状况,干扰电台无线发射工作的正常进行,使得无线电频谱没有办法被感知和查询到,最终影响广播电视信号的流畅传输。因此,改善和提升感知无线电的技术水平是一个始终需要得到重视的项目。通过加强对电视信号传输的监测,将信息化技术、多媒体技术与微电子技术有效的结合起来,提升对无线电感知的技术。灵活实用的无线电感知技术可以帮助数据传输工作开展的更为顺畅。

2.3完善广播电视无线发射监控系统

随着数字化、信息化的发展,广播电视用户趋向多元化,广播电视的应用也覆盖的更为广泛。为了保障广播电视节目的有效播放,需要完善对广播电视无线发射系统的监控工作。电台人员需要加强对无线设备运行以及日常工作的管理和控制。同时还需要广播电台单位建设好远程的监控系统,开展日常的运行管理、参数记录、数据管理等工作,并安排专业人员进行时时的监控,对发射过程中出现的异常状况做好及时的报警工作。除此之外,电台还要注重加大投人力度以充分保证广播电视无线发射监控系统的完备建设。

2.4做好无线发射系统的维护以及应急措施

对于广播电视无线发射系统各项设施设备,都应该做好维护措施。根据不同设备的不同用处以及各异的使用方法,技术工作人员应当采取适当的维护方法。建立完善的设备维护规范准则,落实日常对设备设施的检测和保护,并及时的做好维护的记录工作。广播电视无线发射技术在使用时也会碰到一些紧急的状况,因此应该根据系统的特点以及实际的使用状况,针对播出环节的故障问题、一些意外的干扰因素、配电的故障问题以及自然灾害等影响因素,制定出及时有效的应急措施,保障电视节目信号的正常接收。总而言之,广播电视通讯传输技术在不断的创新和跟进。新型的广播电视无线发射技术有其显著的优势。广播电视工作者需要清晰的认识到信息技术完善和创新的重要性,并结合实际情况将广播电视通讯技术的完善和创新落到实处,从而进一步推动广播电视无线发射技术的进步。

参考文献

〔1邹建宏.广播电视无线发射技术〔司.科技传播,2014(04).

〔2王志刚.有关广播电视无线发射的创新技术探讨〔司.数字技术与应用,2013(04).

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软件无线电的结构

WIF(wirelessinnovationforum)定义了SDR的功能架构。如图1所示,射频天线、下变频、A/D与D/A转换、基带信号处理、通用处理器等功能单元为模块化形式,通过高性能的背板总线互连,组成一个模块化、开放性、便于灵活扩展和重复利用的可编程硬件平台。主要构成单元:1)宽带/多频段天线:软件无线电要支持多种通信标准/制式,因而要在很宽的频宽内工作,目前大多采用组合式的多频段天线;2)射频前端:射频前端包括低噪声放大器、功率放大器及滤波器等,其工作频率范围应当足够宽,如LTE等对灵敏度和BER要求更严格,这也对LNA/PA的线性度、功耗、噪声提出更高要求;3)A/D与D/A转换:目前大多数无线通信标准都工作在VHF、UHF、SHF频段,直接在射频上进行A/D和D/A变化还难以实现,一般是通过混频器完成模拟信号的上下变频。ADC和DAC的采样率/更新率、分辨率、动态范围(SFDR)、抖动等都是影响SDR性能的关键因素;4)DSP/FPGA/GPP:DSP/FPGA/GPP都是实现SDR的主流处理硬件,DSP的处理速度低但适于复杂算法的实现,对于数字信号处理非常擅长;FPGA的工作速率高但复杂计算能力相对较弱,适用于复杂性不高的计算密集型任务;GPP难以保证算法实时性要求但通用性和灵活性高,因此在实际的应用中会按它们各自的特点组合使用;5)系统总线:背板总线将系统中各功能单元互连,组成一个模块化、开放性、便于灵活扩展和重复利用的可编程硬件平台。高速数据传输能力、同步、供电等都是重要因素,另外还要考虑到总线的延续性;6)软件无线电系统和其他网络的接口,可以和PSTN、ISDN及其他移动网络实现互通。

频谱分析仪/矢量信号分析仪基本结构

Fourierseries证明时域中的任何电信号都可以由一个或多个具有适当频率、幅度和相位的正弦波叠加而成,这构成了频率测量的基础。频域测量可以帮助我们确认信号的谐波分量,这在无线通信、频谱监测、EMI分析中有重要应用。20世纪50年代HP发明超外差频谱分析仪,从图2中看到,射频信号经过衰减器和低通滤波器到达混频器,然后与来自本振(LO)的信号相混频产生中频信号,当输入信号的频率和本振频率之差是中频频率时,信号就会在显示屏上响应。超外差频谱分析仪的原理基于完成多次扫描的同时被测信号没有明显变化,因而它容易漏掉瞬态信号,无法完成严格的实时频谱分析。随着半导体技术的发展,ADC、DSP、FPGA、GPP等被引入到测试测量行业中,“实时频谱分析仪”就是最典型数字化改进,其利用DSP/FPGA/GPP对ADC后的数字信号做FFT;与超外差频谱仪扫描过程不同,“实时频谱仪”的频带处理是并行的、实时的,另外还可以完成触发、流盘回放等测试功能。DSP/ASIC/FPGA等信号处理单元的引入也扩大了频谱仪的功能,除快速、高分辨率频谱测量外还可以分析数字调制信号(误差矢量幅度、I/Q相位误差、I/Q幅度误差等)。受限于ADC、FFT硬件/DSP的发展水平,“实时频谱仪”在一开始还仅能做到基带部分数字化,如图3所示:射频信号要首先经过带通滤波器抑制带外杂散信号,然后通过低噪声放大器、下变频、中频滤波器输出中频信号,中频信号经过I/Q解调后生成2路低频模拟信号,低频模拟信号再通过2个ADC实现模数转换,随后再由DSP/ASIC/FPGA等实现数字基带信号处理。模拟器件一致性缺陷会导致I/Q信号在幅度、相位不平衡,2路信号时延不一致带来的判决点误差也将影响信号的性能,另外模拟器件的温度漂移也会影响系统的测试精度。SDR要求将A/D、D/A尽可能靠近射频端从而使信号尽早的数字化(见图4),而高性能ADC、FPGA/DSP的推出使得数字中频频谱仪实现。射频前端处理方面,数字中频频谱仪与模拟中频频谱仪无明显变化,重点在下变频后的中频输出直接通过ADC实现模数转换,使用数字处理方式实现数字下变频、中频滤波器、包络检波器、视频滤波器及幅度定标等,最终完成输入信号谱的计算和显示。与模拟中频频谱仪比,数字中频结构极大地改善了频谱仪的测量速度、精度及利用高性能FPGA/DSP测量复杂信号的能力(见图5)。虽然理想的SDR要求实现无线电信号的全带宽数字化,但当前的放大器还无法满足理想带宽,ADC/DAC在转换速度、分辨率及动态范围上也达不到技术要求,即便可以研发出这样水平的芯片,受限于高昂的成本、功耗和体积也很难普遍应用。

软件无线电的关键技术

1)A/D和D/A模数转换器和数模转换器采样速率和采样精度等性能的提高实现了数字中频结构,这使得距离理想的SDR更近一步。衡量A/D、D/A性能的主要指标是采样率、分辨率、信噪比、无杂散动态范围和总谐波失真等指标。大多数无线通信标准都工作在VHF、UHF、SHF频段,直接在射频上进行A/D变化还难以实现,一般先将射频信号经过下变频处理变为中频输出,然后再由ADC数字化。根据奈奎斯特定律,ADC的采样率要至少高于信号最高频率的2倍,否则将造成混叠。为了预防混叠现象的发生会在ADC前段增加抗混叠滤波器,但抗混叠滤波器的滚降速率有限造成在滤波器的通带和截止带之间有过渡带存在,因此ADC的采样率通常要高于信号带宽的2.5倍。3G、LTE、WiMAX等通过高阶调制来增强数据传输速率,复杂的相位和幅度调制对A/D的信噪比提出更严格的要求。作为衡量ADC性能的重要指标,信噪比的因素主要有量化噪声、等效热噪声和孔径抖动等[4],其中量化噪声又是影响ADC信噪比的主要因素。量化噪声的信噪比为:SNR=6.02N+1.76+101g(fs/2B)式中:N是分辨率,fs是采样频率,B是模拟输入信号的带宽。通过上面的公式可以发现增加分辨率或采样频率都可提高信噪比,但ADC的采样率和分辨率是相互制约的,过高的采样率会限制转换精度的提高,反过来,同时高的转换精度也是以牺牲采样率为代价的。因此,将输入的宽带信号下变频为IF中频窄带信号降低了对ADC采样率的要求,这样可以选择更高的分辨率。以泰克RSA6000系列为例,其中频A/D转换器是14bit,采样率是300MS/s。SFDR和总谐波失真是ADC的另一重要指标,这主要由A/D转换器的微分非线性特性导致。以基本频率为F0的射频信号为例,经过ADC转换后会产生以F0为倍数的谐波分量,而这些谐波之前互相调制又产生互调失真。一般通过改善A/D的线性特性来降低杂散信号带来的失真。2)数字中频技术随着WiMAX/LTE等宽带无线通信技术的逐渐成熟,对无线设备数字中频带宽和通道数的要求也越来越高。对于如此大的运算带宽需求,许多DSP处理器难以满足实际应用,引入数字中频处理减轻DSP处理负担成为关键。数字中频技术包括数字上变频(DUC)、数字下变频(DDC)、波峰因子衰减(CFR)和数字预失真(DPD)等。

数字上变频器主要对低速率的基带数字信号进行插值、滤波,形成更高速率的信号,然后再和数控振荡器(NCO)产生的相互正交的正余弦数字载波信号混频,完成频谱搬移后的信号还要经过波峰因子消减(CFR)后进行D/A变换。如图6、7所示,是Altera针对于WiMAX所设计的DDC/DUC,其基于1024点FFT的OFDM设计,工作带宽是10MHz。通过图示可以看到2路速率为11.424MSps的I/Q信号,经过3级FIR的插值滤波、NCO数字混频、I/Q信号相加后形成91.392MSps中频信号。数字下变频是A/D变换后的数字信号处理器件,首先将数字化后的中频信号与数控振荡器(NCO)产生载波信号混频,实现中频到基带信号的搬移;在对I/Q信号进行基带处理之前还要经过抽取、滤波等。还是以Altera针对于WiMAX所设计的DDC/DUC为例,91.392MSps的中频信号通过过采样、NCO混频,三级FIR,最终得到2路11.424MSps的I/Q信号。波峰因子衰减(CFR)和数字预失真(DPD)技术主要用于通过采用数字信号处理线性化功率放大器,来提高无线电单元的传输效率。例如在LTE、WiMAX中,多载波信号的线性组合会导致中频信号产生较大的峰均比,而通常功放(PA)的线性区是有限的,这样容易出现信号失真和带外泄露。波峰因子衰减(CFR)和数字预失真(DPD)技术可以改善PA输出的线性度,更好地满足LTE、WiMAX对误差矢量幅度(EVM)和邻道泄露比(ACLR)的要求。数字中频处理可以通过ASIC和可编程芯片方式实现,但因为频谱仪要支持2G、3G和4G等多种无线通信协议,而不同标准所采用调制制式对中频处理能力的要求不一样,采用可编程芯片实现将兼顾处理能力和灵活性。数字中频涉及的CIC/FIR滤波、NCO、插值/抽取、混频等需高速处理且算法简单,使用FPGA实现是一种很好的选择。3)DSP/FPGADSP和FPGA都是实现软件无线电的主流信号处理硬件,但在实际中一般根据它们的特点组合使用。以LTE、802.11ac标准为例,OFDM和MIMO技术的引入实现了高数据率和抗干扰能力,但矩阵分解及相乘对数字信号处理器提出很高要求,另外DDC/DUC中的有限脉冲响应(FIR)和级联积分梳状(CIC)滤波器使用DSP也难以实现,而FPGA的强大并行处理和密集计算可以满足要求。对于编码、交织、加扰、符号映射和子载波分配/导频等算法比较复杂,适合使用DSP来完成。除了以上的物理层实现外,无线综合测试仪等还包含协议栈及信令测试功能,比如LTE的呼叫建立和释放、小区搜索、HARQ协议、链路自适应及工控等有着严格的定时要求,这一般由专门的通信协议处理模块(DSP)来实现[6]。从成本、效率等方面来讲,DSP和FPGA组合应用是比较成熟的方案。FPGA和DSP组合方式一般分为2种[7],一种是FPGA和DSP作为2个独立的单元;另一种是在FPGA芯片中嵌入DSP核,比如Xilinx的Virtex-6FPGA和AlteraStratixIII。与第一种方式组合方式相比,嵌入DSP核方式集成度高便于开发者调试。NIPXIe-5644R矢量信号收发仪采用了Virtex-6FPGALX195TFPGA,该FPGA与ADC、DAC、PCIExpress总线、DRAM、SRAM、PFI0、数字I/O和PXI触发器直接连接,允许通过自定义编程完成数字上下变频、IFFT/FFT、交织、扩频、符号映射、编码等物理层实现。虽然基于通用处理器(CPU)的频谱仪最接近于理想软件无线电的要求,但无线通信中直接利用CPU处理无线通信协议还难以实现。

无线通信涉及大量计算且要严格保证实时性,有时很多计算还是突发性的,CPU在信号处理能力上很难保证;无线通信中实时要求的精确度要达到μs级,而PC操作系统的实时性仅仅在毫秒级;综上从运算能力和实时性上讲,通用处理器很难直接代替DSP/FPGA。通用处理器虽然不是为实时信号处理设计的,但它的通用性很好且升级速度快,在传统的封闭测试仪器中一般负责人机界面及部分测试测量算法的实现,同时提供USB/GPIB/LAN等接口以实现仪器控制。以NI为代表的开放式射频测试厂商提供基于PXI总线平台,在该平台中通用处理器除完成以上功能外,用户可以利用LabVIEW和不同的无线通信工具包开发测试程序,这些程序可以直接下载到FPGA/DSP上实现特定应用。

射频测试厂家解决方案

自1992年美国科学家J.Mitole提出软件无线电概念以来,很多采用SDR理念和技术的设备不断涌现,但目前应用主要集中在军用领域。经历海湾战争后的美国意识到各军兵种电子通信设备互联互通的重要性,因此一直致力于基于“软件无线电”的联合战术无线电系统,如通用动力的数字模块化无线电(DMR)、雷神公司的联合战术终端(JTT-SR)、哈里斯的“猎鹰”。据美国军事与航空航天电子网站披露,自2009年开始德国军队就和射频测试巨头R&S一起开发软件无线电应用[8]。在移动通信领域,软件无线电技术已经应用到3G/LTE/Wimax/LTE-A等基站中,日本NTT、中兴、华为、诺西等均已推出成熟产品并获得广泛应用,中兴通讯B8200和R8860还获得了由国际电工委员会(IEC)颁发的InfoVision大奖。限于功耗、成本、网络封闭性等因素,手机终端基本还是依靠硬件处理不同制式信号。

目前在移动通信测试领域,很多厂家的产品都采集了软件无线电技术,但在细节方面还是有很多不同。根据测试仪器的开放程度一般分为以Agilent、R&S、安立为主的传统仪器厂商和以NI、Areoflex等为主的开放式仪器厂商。以上2类射频测试仪器都具有“软件定义仪器”的特征,在维持硬件平台基本不变的情况下,通过更新软件完成功能的拓展。传统测试仪器内部结构不公开,通过GPIB/LAN等总线控制仪器完成测试;用户根据需求先购买带有部分测试功能的仪器,随后再通过购买选件拓展测试功能或协议,但底层代码和程序一般是不开放的,如R&S的FSQ/SMU系列。开放式仪器一般基于PXI、VXI总线,这种模块化设计的思路更接近于SDR的要求。以NI提供的模块化射频测试方案为例,在基于PXI/PXIe标准总线的机箱中插入模块化的射频前端、中频及基带处理、本振单元,在实时性要求不高及算法不复杂的应用中,中频处理模块仅完成数字上下变频的功能,编解码、符号映射等依靠模块化的CPU完成,比如第一代RFID标签测试(ISO14443、ISO15693等)。针对于3G/LTE/WiMAX等通信测试,NI提供基于Xilinx的Virtex-5FPGA、Virtex-6FPGA的中频和基带处理模块,其中FPGA完成数字上下变频(DUC/DDC)、波峰因子衰减(CFR)和数字预失真(DPD),FPGA中的DSP内核完成编解码、交织、扩频、符号映射等复杂算法。可以选择PXIe-5641R这种将中频和基带处理集中在一起的板卡,也可以选择ADC和数字上下变频(ASIC)功能的PXI-5622,再使用单独的FPGA板卡完成基带处理。如图9和图10所示的2X2MIMO原型验证系统,PXIe-5673和PXIe-5663完成射频和中频处理功能,基带信号处理中密集算法都是在FlexRIO的FPGA上完成,包括FFT、符号映射、MMES均衡算法等,保证了系统的实时性。模块化的架构也使得单个PXI机箱中可实现多组RF信号生成和采集,因为同一机箱中的所有下变频器或上变频器可以共享同一本地振荡器实现相位相干(通道间载波抖动小于0.1°),这样能满足MIMO中空间数据流分离对同步的要求。NI提供P2P技术保证PXIe-5663/5673等射频收发模块和PXIe-7965R间高速传输数据,因为这些数据传输直接在模块间进行而不经过控制器,所以能减少数据延迟带来的问题。基于“虚拟仪器”概念的射频测试系统已经获得了广泛的认同和应用,安捷伦、Areoflex等都推出有基于PXI/PXIe总线的射频测试系统。2012年4月,Areoflex与移动芯片巨头Qualcomm签署授权许可协议[9],PXI3000系统被更多的应用到移动通信测试中,截止到目前基于PXI/PXIe的射频测试平台也已支持2G/WCDMA/TD-SCDMA/CDMA2000/TDD-LTE/FDD-LTE/Wimax/Wifi/WLAN(802.11a-b-g-n)在内的各种无线通信标准。

软件无线电技术面临的挑战

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关键词:无线列调通信;抗干扰;解决方案

中图分类号:TN919.4 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2013) 04-0059-01

无线通信有很多优点,如不需架设通信线路,通信机动灵活,可用于不同类型的移动通信等。但是无线通信也有它的弱点,如不易保密,容易受地理位置和气候的影响,最主要的缺点是易受外界各种信号的干扰。在无线通信中,干扰是通信性能变坏的重要因素。铁路无线列调电台能否正常工作,不仅取决于电台接收机输入信号的大小,而且取决于干扰的大小。所谓干扰,是指外部来的无用电磁波在接收机中造成的骚扰。当较强的干扰信号连同有用信号一起进入接收机时,将直接影响通信质量,甚至会使通信中断。随着铁路的不断发展,铁路运输对列车的运行不但要求安全、正点,还在列车的速度、载重、线路利用率、事故避免等上提出了更高的要求,需要行车指挥人员能够直接与行使中的列车乘务员进行通信联系、命令传送、交流。所以为了保证无线电台通信质量,解决干扰问题势在必行。

一、简述重庆枢纽地区铁路概况

重庆铁路枢纽受长江、嘉陵江和南北向中梁山分割,呈伸长型放射状布局。北至襄渝线磨心坡站,南至川黔线民福寺站,东至渝怀线庙坝站,西至成渝线黄谦站,东西南北组成枢纽环线,仅西南环就有铁路线路9条,线路长69.5KM,共设车站20个。随着单位的增多,电台使用数量增加,多种频率电台同时工作的现象极为常见,因此多用户电台工作在同一地区内,势必产生严重的干扰。尤其在移动通信中,电台位置不固定,电波电平波动的动态范围极大(可达90分贝)。往往干扰电台的信号电平远远大于接收的有用信号电平,再加上外部噪声与电台内部的固有噪声,一起对移动通信质量造成严重的威胁,使电台不能正常的工作。

二、重庆枢纽无线列调通信系统组成及特点

(一)系统组成。无线列调通信系统组成主要包括三大部分,即调度通信部分,有无线转接部分,无线通信设备部分。

(二)通信特点。(1)无线列调通信的通信范围属带状通信,其场强覆盖主要沿铁路线分布。(2)无线列调通信的组网采用有线、无线相结合的方式。通常,从车站到调度所采用有线方式,车站到移动电台、或移动台之间采用无线通信的方式。

(三)设备组成。(1)车站电台:实现车站值班员与机车、地面移动人员、调度员等的通信。(2)机车电台:实现机车司机与车站、调度、地面移动人员的通信。(3)区间电台:是为了解决区间、隧道的场强覆盖而设。区间台对区间无线列调通信的信号进行中继、转发,解决区间、隧道内的场强覆盖盲区。(4)手持电台:便携式无线电台,方便地面或移动工作人员使用,使用人员如车站外勤值班员、列车运转车长、防洪看守点人员等。

三、重庆枢纽无线列调通信主要干扰及原因

(一)同频干扰。同频干扰是指载频相同的二个信号同时进入电台接收机时产生的干扰。造成的原因主要是同频电台之间的距离不够大,其场强覆盖区相互交叉,电台接收机能同时收到两个(或两个以上)同频电台信号,造成信号叠加;同时,电台之间的载频频率不绝对相同或调制情况不一致的缘故。因重庆枢纽用户多,电台使用频繁,所以容易造成同频干扰。

(二)邻道干扰。邻道干扰是指相邻的或邻近的波导之间干扰。邻道干扰的产生,是由于邻道发信机边带太宽所致。重庆枢纽覆盖整个重庆市中心,随着无线通信迅速发展,使用电台的单位越来越多,外部电台的使用对铁路无线通信影响极大。

(三)阻塞干扰。阻塞干扰是指电台接收机在收到大干扰电平时,使接收机灵敏度下降,缩短有效通信距离。主要原因是强干扰信号与本振间差频而产生中频频率,这种强干扰信号导致中频放大器过载而出现阻塞。由于重庆枢纽尤其是重庆西地区站间距离较近,不同方向线路多,机车就多(列车尾部风压装置使用频繁)再加上区间设有无线区间台,一旦区间台启用,就增加阻塞干扰的机会。

(四)互调干扰。互调干扰是有二个干扰信号(如频率为f1和f2)同时进入无线电台,由于非线性作用,结果产生不需要的新频率,刚好等于接收信号频率,就产生干扰。现在无论是车站运转室或机车上都装有很多电子设备,如空调、电脑等,当这些带电的设备使用时容易产生互调干扰。

除了以上干扰外,还有人为噪声与自然噪声干扰,工业干扰,电气化铁路区段接触网干扰等。

四、干扰的防治

(一)同波道无线电台使用相距越远,产生同频干扰的可能性就越小,但这种情况显然是无法避免的。为了降低同频干扰,则应定期对电台进行参数测试,尽可能将电台载频频差控制在300Hz以下。

(二)对于地势开阔、站间距离较近的区段应降低车站电台天线的高度和提高电台接收门限,安装方向性较强的定向天线(重庆枢纽已采用,但效果不明显),在满足场强覆盖的条件下,在电台密度大的网内,尤其无线区间台多的区段,尽量避免用户常发射状态,少用双工通信。在满足两相邻车站电台的场强覆盖不小于两相邻电台之间距离的二分之一且至少有500m重叠区情况下,可以减少无线区间台数量,取消枢纽区间台“一键呼”功能,使用小功率电台。

(三)在枢纽区段电台用户密集,应多向用户宣传,若无必要则少按“机车隧道”键,减少车站台“转信”机会。同时向铁路沿线单位宣传铁路无线通信的重要性,减少外界无线电台干扰。

(四)在枢纽区段干扰最严重的是列车尾部风压查询装置,为提高无线通信质量,减少电台干扰,保证列尾正常运用,列尾装置使用频率应与列车无线通信分开。

五、结束语

通过以上对重庆枢纽电台干扰的分析及防治,可以看出克服枢纽地区无线列调通信干扰是一项艰巨的任务,为了减弱或消除干扰,还需结合多种方式的综合运用,并在具体过程中充分考虑线路地形、地物对干扰电波的阻挡和屏蔽作用等,结合方案实用条件、经济适用的抗干扰解决方式,保持良好的场强覆盖,提高无线列调通信质量。

参考文献:

[1]李佳华,朱发银.铁路移动通信[J].科技信息,20l2,8.

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关键词:送电线路;电气不平衡度;影响因素

中图分类号:F407 文献标识码: A

前言:自改革开放以来,我国社会经济得到迅速发展,电力成为人类生产和生活中必不可少的一部分,深刻影响着人类社会的进步和发展。一旦国家的送电线路出现问题,哪怕仅仅是一个小时也会造成各个领域出现瘫痪现象,尤其是当今时代,人类生产已经由电力控制为主导,办公设备也大都是计算机,互联网的运用也是完全是建立在电力系统的基础之上实现的,由此可见,送电线路对人类的影响的重要性,因此确保送电线路的平衡度具有重要的意义和价值。

一、送电线路的工作原理

我国送电大都使用的是高压输电,这种输电办法是比较安全、可靠的。一般来说,电力从发电厂发出来时电压十分高,能够达到几千伏,这么高的电压做好传输工作尤为重要。比较常用的传输办法主要有两种:电缆级传输和高空架线传输。其中电缆级传输是将传输电缆防止在地标下面,这种方式虽然能够节省大量的空间,但是不便于维护和检修,比较适合于城市电路传输。而高空架线传输只要引用于远程传输和旷地传输。

二、对送电线路的电气不平衡度影响因素的探讨

在现代化电网建设中,衡量电能质量的一个主要指标就是电力系统的三相电压的平衡情况,在实际的输电线路中,架空线间和对地的位置只会导致系统的正常运行时的相对不平衡,在另一方面对于三相电路的参数的不平衡没有多大的影响。发电机等设备的正常运行往往取决于系统电压、电流的相对平衡度,如果系统电压和电流的不平衡度超过一定的执行标准时,往往会造成旋转电力的发热和振动、电网线损增大以及各种保护和自动转至的误动等一些危险性的事故发生。其影响送电线路的不平衡度的主要因素如图1.2所示。

然而,就其送电线路的电气不平衡度的影响因素而言,主要表现在导线的空间位置、导线排列的方式、线路的长度以及输送的功率等方面。首先,输电线路长度在很大的程度上对于送电线路的不平衡度有着极大的影响,这样我们不妨做一个假设,比如说线路不换位,通过改变线路的长度,利用MATLAB程序,得到不同长度的线路对线路段电压零序和负序不平衡度的影响结果如表1.1所示。

表1.1

由表1.1得知,零序和负序的不平衡度都是随着线路长度的增加而增长的,这是由于送电线路在其线路参数一定的情况下,伴随着长度增加,三相之间的不平衡度和电场的强度都会增加的,这也就在一定程度上决定了电磁和静电的不平衡磁场的逐渐增强。

其次,电压的等级以及高压输电线路杆塔对于送电线路的不平衡度也有着一定的影响力,送电线路在提高电压等级的同时,其电压的序参数的标幺值也就在一定程度上有所减少,这种过程的改变进而也就是参数的平衡性相对来说好的多。输电线路杆塔的杆塔高度、相间距离以及导线的排列方式对于送电线路的不平衡度也同样有着极深的影响,系统线路的不平衡度总会随着相间距离的增加而逐渐变小,这就特别强调在保持一定的平衡度的同时就必须选择一个相对来说较为合适的相间距离。

三、送电线路的维护工作的开展

在我国大多数的旷地地区使用的传输方式依然是高架线输电,这种输送方式

下维护工作的开展主要是通过定期巡视来保证送电线路的正常运行。保证送电线路安全的工作方式是以维护为主,检修为辅。主要的维护措施有以下几点:

第一,如果是高空架线的方式,保证送电维修的重要方式是查询线路的老化

程度。因为户外旷地出现线路老化的状况,电力传输极易产生危险,甚至会出现漏电的现象,严重则会引发火灾。此外线路如果出现老化的现象,电线外包绝缘物则会脱落,进而会漏电,造成的损失十分庞大。如果是雷电天气,则更易造成整个传输线路短路,长期以往,则会造成大规模的漏电现象,轻则造成电力损失,重则会危及人类的生命财产安全。

第二,无线电干扰随处可见,需要做好防控无线电干扰则应将干扰控制在一

定范围,并且这种方式是不影响送电的正常运行。因此应加强和巡视和查探,一旦出现大面积和高强度的干扰时,则应根据具体情况采取相关解决措施,保证无线电干扰信号的质量和水平。

第三,保证电路传输安全需要做好的另一举措是关注天气情况,保证线路在

传输的过程中没有中断的现象。虽然郊外的送电线路已经采取诸多措施以保证绝缘工作的效果,但是仍然存在一些特殊状况的发生,任何一个安全事故造成的影响最终都是无法估量的,因此应该时刻关注天气变化,保证线路的正常运行。上文中我们也论述到线路老化的现象时有发生,尤其是天气不好或雷雨天气。然后有时线路老化程度并不会影响到正常运行,但是仍然需要关注天气变化,采取一些措施进行预防,延长其使用寿命和降低事故出现机率。这样做的主要原因是考虑到线路的电路传输成本问题,如果能够及时有效保护则线路老化速度则会变慢,从一定层面来看能够节省大量的成本。如果保护不合理或是没有关注天气变化,采取相关措施进行预防,则会造成电路受到损害,严重影响送电线路的正常运行。

四、送电线路的检修工作

线路出现故障造成的损失是巨大的,因此做好送电线路的检修工作十分必要。故障检修工作的开展的前提是对送电线路进行检测,找到故障出现的原因和地方。一般情况下,故障出现主要会出现在中段或末段,因为这两个段位受人工影响较小。如果故障出现在中段,相关工作人员则应找到故障检测出现的原因,笔者认为主要有以下几点:

第一,可能是避雷装置被雷电击中导致出现问题,破坏送电线路的正常运转。

工作人员在进行防雷检测时应做好防雷措施,防止造成人员伤亡。一旦出现这种情况,检修人员要做的第一件事就是切断电源,然后更换故障位置路线,线路安装结束后,应对新线路安置新的防雷装置,切实保证维护工作的效果。

第二,做好定期巡视工作十分重要,切实检查线路老化的程度,检测无线电干扰信号,注意天气变化,做好防护措施对于送电线路来说,定期巡视是必要的,

检查线路老化程度,做好记录,针对线路老化程度做出定期巡视计划,无线电干扰信号的检测,可以使用信号探测仪器,对干扰信号的强度进行鉴定,如果探测到的强度高于高压输电线路能够承受的程度,就要对其采取探引措施,或者发出抗击这种干扰信号的无线电波,对其进行消减,消减成功,就可以使高压输电线路进行正常工作了。注意天气变化,尤其是雷雨天气,或旱涝天气,大雷雨可能造成的损失是直接将线路击断,或造成大面积漏电,这时就要对线路采取相应的防雨措施,尤其是雷雨之中一旦含有其他导电介质,则极易出现大面积漏电的现象,进而会出现造成引发线路着火的可能,还会引起高压电路火灾,这种情况最终会造成无法估计的损失。

结束语

电力已经成为人类生产和生活中不可缺少的一部分,其为人类进步和发展做出重要贡献。所以我们更应该针对其影响送电路平衡度的种种因素,从实际性的原则出发,在实际的应用过程中,进行有针对性的完善,提高电压的等级。只有掌握送电原理,做好检修和维护工作才能够保证人们生活的正常运转。

参考文献:

[1]麻敏华,汪晶毅,李志泰,潘春平. 500kV同塔四回线路电气不平衡度的研究[J]. 中国电力,2014,01.

[2]蔡德. 送电线路的电气不平衡度影响因素[J]. 科技风,2014,04

[3]张斌,陈水明,庄池杰,张波,邓世聪. 同塔双回输电线路电气不平衡度的改善措施[J]. 电网技术,2014,12.

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【关键词】机场导航设备 无线测控系统 可靠性

导航设备是机场安全运行必不可少的重要组成部分,是驾驶各种航空器人员的耳目,它的正确可靠运行直接关系到航空器的飞行安全,所以必须有实时可靠的测量与控制系统才能对各类导航设备的工作状态进行有效的测控和及时处理设备在运行过程中出现的非正常状态,从而达到为各类航空器提供迅速准确不间断的导航信息,确保飞行安全。

结合多年的从事导航设备维护的实际经验及微机无线测控领域的见解,本文就CC-2000F型机场导航设备无线测控系统为例,浅析机场导航设备无线测控系统该如何提高其可靠性。

CC-2000F型机场导航设备无线测控系统是1996年率先在中国民航飞行学院洛阳分院安装并投入使用的,它的出现让洛阳机场结束了边远导航台有人值守的历史,为飞行学院节约了大量的人力,同时相比较导航设备本身自带的有线遥控系统,更是节约了不小的财力物力,相当具有优势,但是无线通信毕竟在可靠性方面不如有线通信那么好,它在一定条件下可能会受到天气、环境等各种各种影响,这就要让使用的技术人员更加重视设备的可靠性,更清楚的认识到设备的重要性,本人在平时的工作中也曾会遇到遥测不到信号,短时间的无法控制、或者是监听出现中断的现象。CC-2000F型机场导航设备无线测控系统主要由测控主机部分和各台站测控终端组成,测控主机安装在机场办公楼主控制室内,配置为CC-2000F型计算机武侠测控主机一套、超短波无线电台一部、直流稳压电源一台和打印机一台,系统采用Visual Basic软件编程运行于WindowsXP环境;测控终端安装在东远、东近、西远、西近和侧方台五个导航台站,安装五部CC-2000F型无线测控系统终端机,实现的主要功能有遥控、遥测、监听、告警、对讲等功能。

CC-2000F型机场导航设备无线测控系统在硬件方面提高其可靠性的措施我认识主要有采用稳定性好、可靠性高和寿命长的日本原装基地电台;系统通信采用智能化调制解调器(1200-4000bps)通信速率为2400bps,该系统软件采取纠错编码技术;终端机采用优质钢材,有较高的机械强度、抗电磁干扰和耐腐蚀性;传输电缆采用带屏蔽多心电缆,可以抗干扰。除此之外,本人根据多年的使用及维护经验认为其在提高可靠性方面还可以做到更好更细,比如简化操作界面以避免误操作;系统有关的文件设置为只读,设置修改权限;导航设备终端出现状态变化应该有主动巡测并反映到主遥控室并加装声光报警系统,以便提醒值班人员;技术人员在对设备进行控制监听操作时,系统自身设定的巡测应停止,避免巡测信号影响对设备的快速操作控制。当然最重要的是遥控系统及终端的设备运行不能对导航设备本身的正常运行造成影响,例如,技术人员在选择A工作B备用的操作后,该系统的开机信号是一个持续接通的5V电压信号,设备开机运行,这样的设计就存在一个弊端,该系统终端如果出现终端设备供电系统故障,终端设备断电的情况下,则此时导航设备会随之断电,这就降低了导航设备正确不间断运行的安全性,本人认为该系统可以将这一开机信号更改为一束脉冲信号来控制,操作完成后,遥控系统断开与导航机设备的关系,即使遥控出问题断电,只是对导航设备无法控制,但设备本身还可以继续正常运行,这样将大大提高设备运行安全,提高设备运行正常率,降低设备运行风险。

安全是民航事业持续不断的话题,任何对提高安全运行有帮助的建议都是民航工作者以及前辈们的宝贵经验,本文不妥之处望同行前辈们予以指正,谢谢。

参考文献:

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关键字:超高压; 输电线路; 电磁环境

一、电磁环境的概述和发展

电磁环境主要是指在电场和磁场的共同作用下产生的电磁感应和电磁干扰现象,针对电力系统的超高压输电线路来说,电磁环境技术在不断的成熟和发展,通过研究提出了用于电力系统输电线路的电磁兼容测试设备,同时在研究超高电压输电线路在输电过程中遇到的电磁环境和电磁干扰问题,通过具体的实验和设备进行检测,提出了相应的方案和措施。输电线路在电力系统里主要是用来分配和输送电能,联络各个变电站、各个发电厂并使其正常有效地运行。目前,随着国民经济的快速增长,居民消费水平的提高,电器使用的概率增大,人们对电力系统的要求也越来越高,电力企业对于输电线路的管理也日益规范、严格。而电磁环境对输电线路的影响也不断加强,所以只有有效避免电磁环境对输电线路的影响才能保证和促使电力建设顺利达成目标,为国民经济的发展贡献力量。

二、电磁环境对超高压输电线路的影响

电磁环境对超高压输电线路的影响主要是电磁辐射方面的,因为超高压输电线路的电磁效应一般是通过磁场和电场等发生的。当超高压输电线路在运行的过程中,输电线路上的一部分电压会在通过周围空间的时候产生一定的电场,电场的强度也比较大;当输电线路上有电流通过的时候就会产生一定的磁场,电压越高的输电线路上产生的磁场越大;当输电线路上的电场强度超过空气的强度的时候,就会产生电晕的放电现象,在放电的过程中会产生频率比较低得电磁波,最终产生无线电杂音。超高压输电线路的电磁环境一般会造成以下几个方面的影响:(一)首先,当工作人员和技术人员在电磁环境中工作的时候,由于受到电磁辐射的影响会对人的身体造成一定的影响和危害。(二)其次,由于超高压输电线路产生的电场会在周围的线路上产生静电感应,磁场也会在周围的线路上产生感应磁场。所以会产生电磁干扰,电磁干扰不仅会影响输电线路的输电效率同时还会影响输电线路的线路安全。

三、电磁环境在超高压输电线路中的应用

(一)对于超高压线路来说,电磁环境主要考虑的是静电感应和电磁感应。因为电磁干扰会影响输电线路的输电效率和输电安全,无线干扰和电磁干扰对接收电的质量造成影响,无线干扰一般来自于无线信号的影响,在超高压输电的过程中由于电磁环境引起的电晕放电现象产生噪音,所以在输电过程中采用可以降低电压的电磁检测设备,该设备可以有效检测到电磁对输电线路造成的干扰,同时可以及时限制和缓解电磁对线路造成的干扰和影响。

(二)通过对国外超高压输电线路电磁强度的调查和分析,虽然各国的电力情况不相同,但是还是有可以参考的地方。由于在超高压输电过程中线路会因为电场的作用引起生态效应,所以对输电建筑物和地面之间的距离有明确的规定,同时对工频电场强度值和磁场强度值都必须控制在一定范围之内。电磁环境对超高压输电线路有正面的作用,但是在应用不适当的时候也会造成负面的影响。

(三)超高压输电线路的电磁环境主要是由导线和线路等的发生电晕现产生的,随着输电过程的进行电晕会形成电流,电流通过导线,并且在导线中流动,慢慢的产生电磁场,有些电磁因为和周围电流的耦合作用而对输电过程起到引导的作用,有些电磁则因为和周围电流的排斥作用而抑制输电的效率。因为对于超高压输电线路来说,由于导线会产生电晕现象,电晕的放电过程又会增加线路的电压负荷,但是这种交替电压的放出和流入会在线路内部形成一种比较稳定的电流波,所以电晕的产生是一种输电线路电磁环境的固有现象和特性。只有保持稳定的电晕频率和质量,就不会影响输电线路的安全可靠性。

(四)超高压输电线路的截面比较大,分支也很复杂,虽然对于超高压输电线路中对电磁环境做出了相关的规定,但是这些规定和参数是根据超高压输电线路的实际指标和数据得出的,虽然这样科学的计算是合理的,但是针对不同的线路,由于电压的不同会引起不同的电磁环境,所以具体的数据是不同的,它也有自身的变化趋势。保证电磁环境的稳定和可靠是势在必行的,电磁的干扰是避免不了的,因为只有输电线路在运行就会产生电磁,而这种电磁环境是好是坏,就要看怎样合理的进行权衡和调节。所以不需要统一的规定对电磁环境进行规范,只要符合变化趋势和电磁的强度就可以让其正常运行。

(五)在输电的过程中电晕放电会产生噪声,所以对于超高电压输电线路的建设来说,降低噪声是很重要的环节,也是影响电磁环境的重要方面,可以通过采用大面积的布置线路和对导线表面进行防噪声处理等方法降低噪声的产生。同时还可以在输电导线上安装螺旋线,从而放大导线半径,降低导线表面的梯度,达到降低噪声的目的。对于超高压的输电线路来说,电磁环境的研究是一项重要的工作,通过合理科学的技术措施和方法,使得超高压线路与电磁环境之间保持稳定,进一步提高电磁环境的总体水平。

四、结束语

超高压输电线路的管理目的在于以下几个方面:一是确保输电安全;二是确保输电质量;三是提高输电效率,在现代社会里,电成为人类生活中不可或缺的生活元素,主宰着人类的生活、生产。输电线路作为供电企业电力系统的重要组成部分,可以说是电力工业的大动脉。而输电线路的电磁环境的质量不但保证了输电线路的健康运行,同时也保证了整个电力工程的质量。但是,对于电力工程的成败来说,不仅仅是做好输电线路技术管理就能成功的,必须抓好工程的每一个细节,只有每一个部分都成功了,才能保证整个电力工程的质量。

参考文献:

[1]张志军.电磁脉冲对传输耦合规律的研究[D].华北电力大学,2009.

[2]富强.特高压直流输电换相机理的分析与研究[D].华北电力大学,2010.

[3]邵方殷.我国特高压输电线路的相导线布置和工频电磁环境[J]电网技术,2009(8).

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关键词: 信息化;机房环境;安全稳定运行;等电位;逻辑接地;整体机房

中图分类号:TP315 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2012)23-0181-03

1 解读信息化

1997年召开的首届全国信息化工作会议,对信息化和国家信息化定义为:“信息化是指培育、发展以智能化工具为代表的新的生产力并使之造福于社会的历史过程。国家信息化就是在国家统一规划和组织下,在农业、工业、科学技术、国防及社会生活各个方面应用现代信息技术,深入开发广泛利用信息资源,加速实现国家现代化进程”。

实现信息化就要构筑和完善的六个要素为:开发利用信息资源、建设国家信息网络、推进信息技术应用、发展信息技术和产业、培育信息化人才和制定和完善信息化政策。

信息化代表了一种信息技术被高度应用,信息资源被高度共享,从而使得人的智能潜力以及社会物质资源潜力被充分发挥,个人行为、组织决策和社会运行趋于合理化的理想状态。同时信息化也是IT产业发展与IT在社会经济各部门扩散的基础之上的,不断运用IT改造传统的经济、社会结构从而通往如前所述的理想状态的一个持续的过程。

2 与之关联的机房建设

以上组成信息化的核心系统,无论是信息识别(包括文字、语音与图像识别)、信息提取、信息检测、信息传递、信息处理、信息存储、信息再生、信息安全等都必须依赖于现代电子计算机的超凡功能,才能得以实现。

提到电子计算机,就比如会涉及把实现信息化建设各个环节所需的各自功能的核心设备(电子计算机)安置于一个科学合理的空间,以保证信息化系统的安全稳定运行,这个空间就是我们经常所讲的计算机机房。

然而,在系统构建时,部分建设方自觉或不自觉的对机房的建设,在认识上存在着一定的偏差。人们往往很重视在系统所需的设备上投资,力求设备的高端化,而却忽略机房建设的投资。笔者在此就有关机房的含义及对信息化建设的安全稳定运行的保障作用作一浅析。

信息化飞速发展的标志之一,是网络结构的日益成熟与完善,网络的完善离不开电子计算机系统。电子计算机系统,除少部分机械传动装置外,绝大部分约占80%以上是由集成电路、电子元件和线路组成。

由于计算机技术的迅速发展,计算机的功能越来越强大,运算速度越来越快,而体积越来越小。电子元件的排列越来越密,因此机柜内的单位体积发热量越来越大,元器件之间的绝缘要求、抗干扰要求越来越高。如果机房的洁净度得不到改善,空气中的尘埃粒子附着在电路板上,将会导致设备寿命的降低,甚至烧毁。

电子元器件在24小时的工作中会产生大量的热,据不完全统计,室温在规定范围内每升高10℃,电子计算机的可靠性要下降25%;电阻器件在温、湿度大幅度变化的条件下工作,其阻值的变化将导致功率发生变化,温度每升降10℃,其电阻阻值大约变化1%;当室内的相对湿度超高,磁带、磁盘会产生脱磁现象,插头、集成电路引脚绝缘电阻值减少;而相对湿度过低,低到40%以下时打印机、传真机的机械部分会产生静电干扰,引起“读”“写”错误;机房外电力传输线、高压线、电机、广播、无线电台等大功率发射天线会通过辐射、传导、耦合方式对计算机设备形成电磁干扰,电磁干扰不但会引起误操作,还会造成系统停机,使系统瘫痪。

作为一级供电负载的计算机设备工作时,电源的保证致关重要。实验表明,当计算机机房的相对湿度为30%时,静电电压为5000V;当相对湿度达到20%时,静电电压为10000V,而当相对湿度降低5%时,则静电电压达到20000V。虽然静电的寄生电流很低,但计算机设备对此却相当敏感,因为计算机线路中所通过的电流本身就很小。静电放电引起计算机故障主要是因为放电电流瞬时流过机壳,对电源线、信号线产生的感应噪声所致;通过静电产生的电压,引起机壳接入的安全保护地电位变动。以上各种因素,都相当于将给计算机的逻辑运算电路输入一个错误信号,从而导致计算机秩序的紊乱。

通过以上的分析及数据表明,无论是温湿度的波动、尘埃的积聚、静电的积累与释放,都会对计算机的运行造成极大的影响。而这种影响,更多的是体现在隐性故障上,即在一定时间范围内,不易被发觉,这些隐性故障的基本根源应归结于一个明显的环境问题。因此,我们应当定义机房的建设实质上是一个环境的建设。它将围绕着如何为计算机设备营造一个优良的运行环境而展开工作。而这个环境应当是包括温湿度控制、洁净度调整、抗干扰能力、抗静电危害等内容在内的一个广义的环境概念。而机房建设将是通过相关的科学技术、辅助设备及工程手段,完成环境、供配电、防雷接地、屏蔽、消防及机房系统故障自我诊断任务在内的一个整体工程。

整体机房解决方案的核心是计算机场地电力系统的高可用性、计算站场地环境建设的标准性以及机房运行过程的可管理性。关于计算站场地环境的相关标准,中华人民共和国国家标准GB50174-2008《电子信息系统机房设计规范》、GB2887-89《计算站场地技术条件》和GB9316-88《计算站场地安全要求》作了明确的规定,在此不做赘述。

毫无疑问,整体机房的建设,将以上述规范中的数据为依据,通过相应的实施手段,达到其建设目的,下面将就机房建设过程中相关的关键环节进行简述。