CN102104436B

CN102104436B - 小型无线电监测系统

Info

Publication number: CN102104436B
Application number: CN2010106084089A
Authority: CN
Inventors: 俞惟铨
Original assignee: NANJING DEVELOPING ELECTRONIC SYSTEM CO Ltd
Current assignee: NANJING DEVELOPING ELECTRONIC SYSTEM CO Ltd
Priority date: 2010-12-27
Filing date: 2010-12-27
Publication date: 2013-10-02
Anticipated expiration: 2030-12-27
Also published as: CN102104436A

Abstract

本发明是小型无线电监测系统，其特征是包括天线、放大器、单极子监测天线、滤波合路器、收机及数据处理单元、GPS天线、遥控单元、无线路由单元、交换机、无线路由器、3G路由器天线、220VAC-28VDC开关电源、不间断供电电源模块。优点：系统实现了对无线电信号的远程化和自动化监测；接收机及数据处理单元、远程遥控单元与不间断供电电源模块等集成在同一机箱内，将两功能放大器、滤波合路合路器、小双锥全向监测天线集成在一个天线罩内，结构紧凑轻便，架设维护方便；组网灵活，可支持多种有线/无线网络数据安全传输；可实现无线电信号的采集、压缩编码、自动任务监测、统计分析、异态报警等功能。

Description

小型无线电监测系统

技术领域

本发明涉及的是一种小型无线电监测站系统，属于无线电监测技术领域。

背景技术

随着无线电通信事业的高速发展，为了对无线电频率资源进行有效管理、有序使用、免受电磁污染、保护电磁环境，无线电监测(测向)需求也迅速增大，同时对无线电监测(测向)的地域覆盖面积也相继扩大。除在大、中城市外，还需要在大、中城市的“盲区”、中/小城市、县、县级以下地区以及边远、边疆、高山或需要全天候监视的地域建立较多数量的分布式无线电监测站，并通过有线/无线传输组成广域的无线电监测网。但是，要建立如此庞大的监测网，数十个甚至上百个常规高级固定监测站、移动站以及每个站的征地、建房、架塔和安装架设等人力、物力、财力的投入无疑是巨大的，远远超过了各地无管部门的承受能力。需要配备更加小巧、机动灵活、适合野外使用的小型监测系统。

发明内容

本发明的目的在于设计出一种专注于无线电监测的小型无线电监测系统，以解决传统监测设备体积庞大、价格昂贵、运输麻烦等问题，使无线电监测设备的普及率得到很大的提高。

小型无线电监测系统可用于无线电信号的接收、测量、分析、识别、监听、数据处理与传输，是各级无线电监测网的监测节点之一。其体积小、重量轻、结构紧凑、安装方便、使用灵活、性价比高，可远程控制和交互联网。具体功能包括：无线电监测、监测数据的处理和保存、实时信号分析、指挥控制功能、移动控制中心功能、远程监控设备运行状况。

本发明的技术解决方案：其特征是小双锥全向监测天线的信号出端接放大器的信号输入端；单极子监测天线的信号输出端接滤波合路器的第一信号输入端；放大器的信号输出端与滤波合路器的第二信号输入端相接；滤波合路器的信号输出端与接收机及数据处理单元的第一信号输入端相接；GPS天线的信号输出端与接收机及数据处理单元的第二信号输入端相接；遥控单元的电源信号输出端分别与接收机及数据处理单元的电源信号输入端、放大器的信号电源输入端、单极子监测天线的信号电源输入端、无线路由单元的信号电源输入端、交换机的电源信号输入端对应相接；交换机的第一信号输出/输入端口与无线路由器的信号输入/输出端口对应相接，交换机的第二信号输出/输入端口与接收机及数据处理单元的第一信号输入/输出端口对应相接，交换机的第三信号输出/输入端口与遥控单元的信号输入/输出端口对应相接，3G路由器天线的信号输出端与无线路由单元的输信号入端相接；220VAC-28VDC开关电源的输出端与不间断供电电源模块的输入端相接，不间断供电电源模块的输出端与遥控单元的电源输入端相接，220VAC-28VDC开关电源的输入端接市电。

本发明的优点：系统实现了对无线电信号的远程化和自动化监测；接收机及数据处理单元、远程遥控单元与不间断供电电源模块等集成在同一机箱内，将两功能放大器、滤波合路合路器、小双锥全向监测天线集成在一个天线罩内，结构紧凑轻便，架设维护方便；组网灵活，可支持多种有线/无线网络数据安全传输；可实现无线电信号的采集、压缩编码、自动任务监测、统计分析、异态报警等功能。

附图说明：

附图1是本发明实施例电原理框图。

附图2是滤波合路器电原理图。

附图3是不间断供电电源模块电原理框图。

附图4是遥控单元电原理框图。

图中的1是3G路由器天线、2是GPS天线、3是小双锥全向监测天线(300-3000M)、4是单极子监测天线(30-300M)、5是放大器、6是滤波合路器、7是接收机及数据处理单元、8是遥控单元、9是不间断供电电源模块、10是220VAC-28VDC开关电源、11是交换机、12是无线路由单元、13是市电。

具体实施方式：

对照附图1，其结构是小双锥全向监测天线3的输出端接放大器5的信号输入端；单极子监测天线4的输出端接滤波合路器6的第一信号输入端；放大器5的输出端与滤波合路器6的第二信号输入端相接；滤波合路器6的输出端与接收机及数据处理单元7的第一信号输入端相接；GPS天线2的输出端与接收机及数据处理单元7的第二信号输入端相接；遥控单元8的电源输出端分别与接收机及数据处理单元7的电源输入端、放大器5的电源输入端、单极子监测天线4的电源输入端、无线路由单元12的电源输入端、交换机11的电源输入端对应相接；交换机11的第一输出/输入端口与无线路由器12的输入/输出端口对应相接，交换机11的第二输出/输入端口与接收机及数据处理单元7的第一输入/输出端口对应相接，交换机11的第三输出/输入端口与遥控单元8的的输入/输出端口对应相接，3G路由器天线1的输出端与无线路由单元12的输入端相接；220VAC-28VDC开关电源10的输出端与不间断供电电源模块9的输入端相接，不间断供电电源模块9的输出端与遥控单元8的电源输入端相接，220VAC-28VDC开关电源10的输入端接市电。

小双锥全向监测天线3，工作频率为300MHz～3000MHz，为一种在水平面内无方向性的有源双锥全向天线，尺寸为：底部直径248mm；高度318mm。输入阻抗：50Ω，接口型式为N型插座；

有源单极子监测天线4，工作频率为20MHz～300MHz，输入阻抗：50Ω，接口型式为N型插座；

放大器5为两功能放大器，工作频率为30MHz～1300MHz，具有放大、直通两种功能。对来自小双锥全向监测天线的信号进行处理。它有1个控制/供电端、1个输入端、1个输出端。放大器由第一高频继电器、第二高频继电器、放大电路和电源组成，高频继电器(型号RF303-12)、放大器中的放大管(型号ERA-51SM)。+12V电源分别加到第一高频继电器和第二高频继电器上。当第一高频继电器加电，而第二高频继电器不加电时，输入信号经放大电路后得到线性放大，再经第二高频继电器的直通部分输出。即为“放大”。当第一高频继电器和第二高频继电器都不加电时，输入信号经第一高频继电器和第二高频继电器的直通部分输出。即为“直通”。故该放大器具有“直通、放大两功能。

对照附图2，滤波合路器6工作频率为30MHz～3000MHz，对来自放大器和单极子监测天线的信号进行处理，它有两个接口，分别接放大器的输出端和单极子天线的输出端，所处理的信号范围为300MHz～3000MHz和30MHz～300MHz两段信号，每段信号分别加上低通和高通滤波器，使其两段信号互不影响，之后从合路器的输出端输出。

所述的接收机及数据处理单元7采用小型一体化板卡式接收机及嵌入式工控机，包括射频接收、AD转换及数字信号处理部分。它接收灵敏度高，功能齐全，在系统中完成信号接收、放大或衰减、频率变换、中频输出、AD转换、数字信号预处理等功能。它的全部功能都可以通过控制中心遥控控制，其工作频率范围为20～3000MHz。

对照附图3，不间断供电电源模块9由不间断供电电源板、锂电池组成，其主要功能是当220V市电断电的情况下，进行市电和锂电池供电的无隙切换；另外，在锂电池电量不足的情况下自动充电。它有一个输入端，一个输出端。220VAC-28VDC电源适配器10，将AC220V市电输入转为DC28V输出，为系统提供电源。

对照附图4，遥控单元8，其功能包括远程控制设备电源的通断、设备工作状态监控、工作环境的监测、电源电压的监测、计算机重启等功能。遥控单元由控制模块、反馈模块、通讯模块、监测模块、数据采集模块、电源模块及MCU单元几部分组成。MCU单元选用89C51单片机和I/O扩展芯片8255组成；控制模块由光耦、三极管、继电器组成，MCU单元的相应管脚输出高低电平来控制控制模块中的光耦、三极管使继电器工作在接通和断开的状态，实现控制功能。反馈模块与控制模块相接，由继电器、光耦、二极管组成，反馈模块中的继电器控的输出回路接MCU单元的对应管脚及地，输入回路接控制模块的继电器，其工作状态随控制模块中的继电器的工作状态变化而变化，MCU单元随着反馈模块中的继电器工作状态的不同，向上位机软件发送不同的数据，从而达到数据及工作状态监控的目的。通讯模块由周立功串口转网口模块组成，型号为ZNE-100PT，主要功能是将单片机串口转为网口，以供单片机和上位机操作软件进行通信。监测模块由SHT11温湿度监测探头和89C2051单片机组成，主要用来对温度、湿度进行监测。数据采集模块由AD采集芯片AD1674及外围电路，主要功能是在MCU的控制下，进行工作电压的采集。电源模块采用DC28V转DC12V、DC-12V、DC5V的开关电源组成，提供遥控单元所需的电源。

不间断供电电源模块9由不间断供电电源板、锂电池组成，其主要功能是当220V市电断电的情况下，进行市电和锂电池供电的无隙切换；另外，在锂电池电量不足的情况下自动充电。它有一个输入端，一个输出端。

220VAC-28VDC电源适配器10，将AC220V市电输入转为DC28V输出，为系统提供电源。

Claims

1.小型无线电监测系统，其特征是小双锥全向监测天线(3)的信号出端接放大器(5)的信号输入端；单极子监测天线(4)的信号输出端接滤波合路器(6)的第一信号输入端；放大器(5)的信号输出端与滤波合路器(6)的第二信号输入端相接；滤波合路器(6)的信号输出端与接收机及数据处理单元(7)的第一信号输入端相接；GPS天线(2)的信号输出端与接收机及数据处理单元(7)的第二信号输入端相接；遥控单元(8)的电源输出端分别与接收机及数据处理单元(7)的电源输入端、放大器(5)的电源输入端、单极子监测天线(4)的电源输入端、无线路由单元(12)的信号电源输入端、交换机(11)的电源输入端对应相接；交换机(11)的第一信号输出/输入端口与无线路由器(12)的信号输入/输出端口对应相接，交换机(11)的第二信号输出/输入端口与接收机及数据处理单元(7)的第一信号输入/输出端口对应相接，交换机(11)的第三信号输出/输入端口与遥控单元(8)的信号输入/输出端口对应相接，3G路由器天线(1)的信号输出端与无线路由单元(12)的输信号入端相接；220VAC-28VDC开关电源(10)的输出端与不间断供电电源模块(9)的输入端相接，不间断供电电源模块(9)的输出端与遥控单元(8)的电源输入端相接，220VAC-28VDC开关电源10的输入端接市电；所述的小双锥全向监测天线(3)，工作频率为300MHz～3000MHz，为一种在水平面内无方向性的有源双锥全向天线，尺寸为：底部直径248mm；高度318mm，输入阻抗：50Ω，接口型式为N型插座；所述的有源单极子监测天线(4)，工作频率为20MHz～300MHz，输入阻抗：50Ω，接口型式为N型插座；所述的放大器(5)为两功能放大器，工作频率为30MHz～1300MHz，具有放大、直通两种功能，对来自小双锥全向监测天线的信号进行处理，它有1个控制/供电端、1个输入端、1个输出端，放大器由第一高频继电器、第二高频继电器、放大电路和电源组成，高频继电器、放大器中的放大管，+12V电源分别加到第一高频继电器和第二高频继电器上，当第一高频继电器加电，而第二高频继电器不加电时，输入信号经放大电路后得到线性放大，再经第二高频继电器的直通部分输出，即为“放大”，当第一高频继电器和第二高频继电器都不加电时，输入信号经第一高频继电器和第二高频继电器的直通部分输出，即为“直通”；所述的滤波合路器(6)工作频率为30MHz～3000MHz，对来自放大器和单极子监测天线的信号进行处理，它有两个接口，分别接放大器的输出端和单极子天线的输出端，所处理的信号范围为300MHz～3000MHz和30MHz～300MHz两段信号，每段信号分别加上低通和高通滤波器，使其两段信号互不影响，之后从合路器的输出端输出。