CN111988100A - 一种地球站电磁环境干扰测量装置 - Google Patents

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牛传峰
秦顺友
王志波
杜晓恒
李光
王聚亮
于国平
张江涛
耿树坤
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Abstract

本发明公开了一种地球站电磁环境干扰测量装置，涉及无线电通信技术领域。其包括支撑装置、方位旋转平台、标准增益接收天线、极化调整装置、双通道选通开关、低噪声放大器、多路矩阵选通开关以及转台控制器。本发明具有结构简单、体积小、重量轻、操作方便、低加工成本的特点，可以实现多频段干扰信号的测量，得到干扰源的性质和所选站址与各类干扰源的无限辐射的兼容性，最终确定地球站站址是否满足建站要求。本发明特别适用于地球站天线建站时前期电磁环境干扰源测量，可为地球站设计、建设和施工提供重要参考依据。

Description

一种地球站电磁环境干扰测量装置
技术领域
本发明涉及无线电通信技术领域，特别是指一种地球站电磁环境干扰测量装置。
背景技术
随着现代科学技术的发展，特别是无线电通信和信息技术的快速发展，空间电磁环境日益恶化，电磁辐射干扰源无处不在。同时，伴随着卫星通信技术的发展，需要建设数量众多的地球站天线，而站址周围是否存在干扰源直接影响地球站系统信号质量及建站成本。因此，通过电磁环境干扰测试，获得将要建设的地球站天线周围可能存在的干扰信号频率、信号强度、信号来波方向等数据，对确定预选站址和天线安装位置至关重要。其基本要求是在相对长的时间里测量所有干扰源的最大干扰电平，分析干扰源的性质，预判所选站址天线与各干扰源无线电辐射的电磁兼容性，以作为地球站设计、建设和施工的重要参考依据。
目前，地球站电磁环境干扰测量通常利用架高接收天线以手动方位扫描的方式测量干扰源。此方式存在以下不足之处：
1）测量时需要手动转动接收天线方位角度，费时费力，测量效率低；
2）工作频段切换时需要手动更换不同接收天线，带来时间和人力成本的增加。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于避免上述背景技术中的不足之处，提供一种地球站电磁环境干扰测量装置，其能够实现快速全频带的电磁环境干扰测量，具有结构简单、体积小、重量轻、操作方便等特点。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种地球站电磁环境干扰测量装置，包括支撑装置以及设于支撑装置上的方位旋转平台；还包括转台控制器、多路矩阵选通开关、超宽带放大器、第一双通道选通开关以及覆盖不同频段范围的多个天线通路，每个天线通路分别与多路矩阵选通开关的一个对应分路端连接；
每个天线通路均包括一标准增益接收天线、一极化调整装置、一第二双通道选通开关和一窄带低噪声放大器；各标准增益接收天线均设置于方位旋转平台上且分别朝向不同的方向，极化调整装置通过旋转的方式调整标准增益接收天线的极化方向，极化调整装置的旋转轴与方位旋转平台的旋转轴垂直；每个天线通路中，标准增益接收天线的输出端与第二双通道选通开关的合路端连接，第二双通道选通开关的一个分路端经过窄带低噪声放大器后连接至多路矩阵选通开关的对应分路端，另一个分路端直通连接到多路矩阵选通开关的该对应分路端；
多路矩阵选通开关的合路端通过两条支路分别与第一双通道选通开关的两个分路端连接，其中，一条支路上设有超宽带放大器，另一条支路为直通连接；
所述转台控制器分别与各极化调整装置、各第二双通道选通开关以及多路矩阵选通开关、第一双通道选通开关和方位旋转平台连接，用于控制其动作。
进一步的，所述标准增益接收天线均为宽带形式的天线，所有标准增益接收天线环绕方位旋转平台的旋转轴均匀分布，标准增益接收天线的朝向为方位旋转平台的辐向。
进一步的，所述标准增益接收天线分别为环形天线、对数周期天线、角锥喇叭天线或加脊喇叭天线。
进一步的，所述极化调整装置包括电控的90度旋转机构和手动锁紧的固定紧固件。
进一步的，所述转台控制器有两个，分别为本地转台控制器和远程转台控制器，分别实现本地控制和远程控制。
进一步的，所有标准增益接收天线的频率范围组合后覆盖10KHz～1.1THz。
本发明相比于现有技术具有如下优点：
1、本发明装置的旋转平台上可安装各类标准增益接收天线，包括环形天线、宽带对数周期天线、加脊喇叭天线、角锥喇叭天线等。通过控制多路矩阵选通开关，可以切换不同的接收天线，从而实现全频段测量。
2、本发明通过控制极化旋转装置，可实现水平/垂直极化的手动/自动快速切换；通过控制方位旋转平台，可实现方位面360°连续扫描测量；通过控制双通道选通开关，可实现宽带、窄带、无放大器等多种工作状态的选择。
3、本发明结构简单，操作简便，自动化程度高，节省人力成本，测量精度高，且可扩展空间较大。
4、本发明可用于卫星通信、射电天文、遥感遥测、宽频带信号监测等地球站站选址、建站时对安装现场周边电磁环境干扰源的测量，特别适用于地球站天线建站时前期电磁环境干扰源的测量，从而确定预选站址和天线位置是否可行。
附图说明
图1是本发明实施例中测量装置的结构框图。
图2是本发明实施例中测量装置的俯视图。
图3是本发明实施例中测量装置的仰视图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案做进一步的说明。
参见图1，一种地球站电磁环境干扰测量装置，它由支撑装置9、方位旋转平台8、标准增益接收天线1-1～1-n、极化调整装置2-1～2-n、双通道选通开关3-1～3-n、窄带低噪声放大器4-1～4-n、多路矩阵选通开关5、超宽带放大器6、双通道选通开关7、本地转台控制器10、远程转台控制器11等组成。
具体来说，如图2和3所示，该装置共有4个天线通路。标准增益接收天线的形态分别为环形天线1-1、对数周期天线1-2、角锥喇叭天线1-3和加脊喇叭天线1-4，分别用于接收100KHz～150MHz、100MHz～1GHz、1GHz～18GHz、17GHz～21GHz等不同频段的干扰源，分别安装在极化调整装置2-1～2-4上，且均匀分布安装在方位旋转平台8上并呈辐射状。多路矩阵选通开关5、双通道选通开关3-1～3-4、双通道选通开关7在测量过程中实现不同频段接收天线的选通，都安装在方位旋转平台8上。
所述的极化调整装置2-1～2-4，包括电控的90度旋转机构和手动锁紧的固定紧固件。其中，90度旋转机构在本地转台控制器10或远程转台控制器11的控制下实现天线极化方向的自动调整，此外，也可手动调整天线的极化方向，然后通过固定紧固件对极化方向进行手动锁定。极化调整装置2-1～2-4安装在方位旋转平台8上。
所述的本地转台控制器10和远程转台控制器11，在测量过程中，可以实现对方位旋转平台8的方向和角度控制，从而实现实现天线频段选择。还可通过控制极化调整装置2-1～2-4，实现天线的极化方式切换。此外，还可以通过控制双通道选通开关3-1～3-4、多路矩阵选通开关5、双通道选通开关7，实现宽带、窄带、无放大器等多种工作状态的选择。
例如，当要连接到环形天线接收时，通过控制本地转台控制器10或远程转台控制器11，选择极化调整装置2-1为水平或垂直，双通道选通开关3-1为直通，选择多路矩阵选通开关5输入端为环形天线，输出端选择宽带放大器6，双通道选通开关7选择宽带放大器6，以及对方位旋转平台8的方向和角度控制，这样就完成了对环形天线接收状态的选择和测量。
使用时，将旋转平台安装在支撑结构上，极化调整装置安装在旋转平台上，标准天线安装在极化装置上，双通道选通开关、多路矩阵选通开关、宽带/窄带放大器安装在旋转转台上，本地转台控制器安装在支撑结构上，远程转台控制器通过无线/有线连接，单独放置。
本发明可通过本地或远控方式对方位旋转平台、极化调整装置、双通道选通开关、多路矩阵选通开关进行实时控制，具有接收天线极化（水平/垂直）的快速手动/电动切换、不同接收天线自动切换和方位面360°电动连续扫描等功能，可实现地球站电磁环境干扰信号的全频段测量。
总之，本发明具有结构简单、体积小、重量轻、操作方便、低加工成本的特点，可以实现多频段干扰信号的测量，得到干扰源的性质和所选站址与各类干扰源的无限辐射的兼容性，最终确定地球站站址是否满足建站要求。本发明特别适用于地球站天线建站时前期电磁环境干扰源测量，可为地球站设计、建设和施工提供重要参考依据。

Claims (6)

1.一种地球站电磁环境干扰测量装置，包括支撑装置（9）以及设于支撑装置（9）上的方位旋转平台（8）；其特征在于，还包括转台控制器、多路矩阵选通开关（5）、超宽带放大器（6）、第一双通道选通开关（7）以及覆盖不同频段范围的多个天线通路，每个天线通路分别与多路矩阵选通开关（5）的一个对应分路端连接；
每个天线通路均包括一标准增益接收天线、一极化调整装置、一第二双通道选通开关和一窄带低噪声放大器；各标准增益接收天线均设置于方位旋转平台（8）上且分别朝向不同的方向，极化调整装置通过旋转的方式调整标准增益接收天线的极化方向，极化调整装置的旋转轴与方位旋转平台的旋转轴垂直；每个天线通路中，标准增益接收天线的输出端与第二双通道选通开关的合路端连接，第二双通道选通开关的一个分路端经过窄带低噪声放大器后连接至多路矩阵选通开关的对应分路端，另一个分路端直通连接到多路矩阵选通开关的该对应分路端；
多路矩阵选通开关（5）的合路端通过两条支路分别与第一双通道选通开关（7）的两个分路端连接，其中，一条支路上设有超宽带放大器（6），另一条支路为直通连接；
所述转台控制器分别与各极化调整装置（2-1～2-n）、各第二双通道选通开关（3-1～3-n）以及多路矩阵选通开关（5）、第一双通道选通开关（7）和方位旋转平台（8）连接，用于控制其动作。
2.根据权利要求1所述的一种地球站电磁环境干扰测量装置，其特征在于，所述标准增益接收天线均为宽带形式的天线，所有标准增益接收天线环绕方位旋转平台（8）的旋转轴均匀分布，标准增益接收天线的朝向为方位旋转平台（8）的辐向。
3.根据权利要求2所述的一种地球站电磁环境干扰测量装置，其特征在于，所述标准增益接收天线分别为环形天线、对数周期天线、角锥喇叭天线或加脊喇叭天线。
4.根据权利要求1所述的一种地球站电磁环境干扰测量装置，其特征在于，所述极化调整装置（2-1～2-n）包括电控的90度旋转机构和手动锁紧的固定紧固件。
5.根据权利要求1所述的一种地球站电磁环境干扰测量装置，其特征在于，所述转台控制器有两个，分别为本地转台控制器（10）和远程转台控制器（11），分别实现本地控制和远程控制。
6.根据权利要求1所述的一种地球站电磁环境干扰测量装置，其特征在于，所有标准增益接收天线（1-1～1-n）的频率范围组合后覆盖10KHz～1.1THz。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113644997A (zh) * 2021-10-14 2021-11-12 中国民用航空总局第二研究所 一种电磁环境检测方法、装置和系统

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