浅析小型站在无线电监测中的应用

2
1
当前，业内各家企业都相继推出了各式各样的小型站，由于对什么是小型站，缺乏统一的认识，在组成结构、性能指标、价格和功能等方面各家产品千差万别，形成了此“小型站”非彼“小型站”的杂乱局面，有关小型站的应用及技术探讨性的文章更是少之又少。

客观上给用户选择使用带来了一定的困难。

有鉴于此，本文结合海之讯公司近年来研发小型站的经验，从小型站在无线电监测中的地位和作用出发，就小型站的需求、基本特征、应用建设等问题，谈谈我们的认识和体会，以飨读者。

小型站的需求背景 “十五”期间，全国各地无委，在基础设施建设上都取得了突飞猛进的发展，规划建设了一大批高标准、高质量的无线电监测站，形成了能够覆盖城市中心区、人口密集地区等重点区域的无线电监测网。

为无线电管理工作的顺利开展，维护好空中电波秩序，提供了有效的技术手段，同时也为频谱管理的信息化和无线电监测的自动化奠定了良好的基础。

就目前建站情况来看，这类站大多数属于Ａ或Ｂ级站配置，它们的共同特点是，监测设备本身造价昂贵，对配套的建站环境和基础设施的要求较高。

加上系统集成费用，国产系统一般不低于１００万元／站，同等配置的进口系统则不低于２００万元／站。

对这类站，我们姑且称其为“大型站”。

我们也应该清楚地看到，近年来，随着无线电通信业务的飞速发展，各类台站的数量出现了激增的势头，很多合法台站的不规范使用以及非法电台的私设，造成干扰事件频出不穷，严重影响了正常的无线电通信，尤其是对民用航空频点的干扰，已经危及到了人民群众的生命财产安全。

对此，各地无线电管理部门纷纷开展了保护民航专用频率的专项整顿活动，采取了包括完善法规、加强审批，严控“三高”设台，加大对调频广播及大功率无绳电话监管力度在内的多种有效措施，使得各类干扰投诉上升的趋势得到了一定程度的遏制。

但是，道高一尺，魔高一丈，新情况新问题屡屡出现，严峻的形势迫使我们不仅要从源头的管理抓起，控制干扰的产生，更需要加大投入，完善现有的监测网，扩大覆盖范围，消除监测盲区，加强对重要频段的实时监测、分析和干扰自动报警能力，建立对干扰信号实施露头就打的快速响应
机制。

只有标本兼治，才能实现电磁环境的彻底好转，还我们一个洁净、有序的天空！
可是面对大型站如此高昂的价格，大部分无线电管理部门只能望而却步，建站成本已成为制约监测网进一步完善和发展的首要因素。

那么如何解决这个问题呢，人们自然会想到，从设备本身找突破口。

那就是寻求一种价格低廉，但同时又能够完成日常监测任务的“小型站”来替代大型站，充当盲区覆盖的生力军。

经大量调查数据表明，一旦小型站的价格降到大型站价格的１／１０左右时，则此前大家苦苦追寻，却因为成本问题无法实现的目标，如无缝覆盖、网格化监测等都得以成为现实。

在小型站的构造中，与大型站最明显的区别是，不再配置成
本昂贵，而日常监测中又不频繁使用的测向功能模块，大幅度降低造价。

事实上，日常监测才是超短波无线电监测的主要工作，人们普遍存在的重测向轻监测的观念已在悄悄改变。

此外，由于小型站的覆盖半径相对大站而言要小得多，这样就可以利用覆盖区域内外信号强弱的对比，借助适当的电波传播模型算法，可粗略地确定出干扰信号的所在区域，从一定程度上解决了干扰源定位问题。

小型站的基本特征 （１）　核心技术的采用
为了降低造价，在小型站中不可能选用几十万元的多功能接收机来组建监测系统。

因此，一些关键技术指标（如灵敏度、频率稳定度、频率范围等）较好的低成本轻便接收机成为小型站配置的首选。

但是，这些接收机的功能往往较弱，大部分不具备中频频谱分析功能，频段扫描速度通常只有每秒几十个信道。

因此，如果直接使用其自带的功能来构建监测系统，一般很难满足日常无线电监测的要求，容易使小型站走入“简易站”的误区。

近年来，数字技术得到了飞速发展，在无线电通信领域，数字信号处理（ＤＳＰ）技术更是突飞猛进，其应用场合也已大大拓展，无线电设备不断推陈出新，尤其是软件无线电技术的应用，完全改变了传统的设计思想，使得所设计的系统具有很强的兼容性和可扩展性，可靠性和稳定性也得到了很大程度的提高。

利用
浅析小型站在无线电监测中的应用
海之讯公司 张博 朱晓统
66
中国无线电2005/6
3
宽带中频采样的软件无线电结构组建小型站监测系统（如图１所示），是一种先进的，同时也是切实可行的设计思路。

通过选择合适的低成本轻便接收机作射频前端，采用高速ＤＳＰ、专用芯片并结合多种优化算法，对中频信号进行数字化处理，可实现中频频谱分析、快速频段扫描等日常监测要求的基本功能。

这样构成的系统，在主要的监测性能上，已经可以和某些高端的监测设备相媲美，具备极高的性价比。

以海之讯公司最新研制的小型无线电监测站ＭＭＳ２１００－１为例，其频率范围：１０　ｋＨｚ～３０００　ＭＨｚ；灵敏度：主要频段０．３～４μＶ／ｍ；全景扫描速度：每秒５０　ＭＨｚ；最大瞬时带宽：１０　ＭＨｚ；数字中频采样速率：４０　ＭＨｚ，１４　ｂｉｔ
Ａ／Ｄ；这样的性能指标已经完全能够适应日常无线电监测的要求。

（２）　基本构造
小型站作为一个能够独立工作的无线电监测站，必须能够满足日常监测的基本要求。

因此，在硬件组成上应该包含构成一个监测站所需的所有硬件系统，如监测系统、网络传输系统、远程计算机、远程遥控系统、电源系统、天馈系统等。

在结构上，如果仍就沿用大型站的设计思想，各硬件系统独立设计，分布在一定高度的组合机柜中，则除了价格低廉外，其“体积”和大型站无甚区别，“小型”的意义也就完全丧失，甚至成为廉价的代名词。

笔者认为，小型站在构造上，必须遵循一体化、紧凑化、模块化的设计原则，以方便安装、便于搬移、稳定可靠、易于升级为主要特征，实现真正意义上的“小型化”。

图２是海之讯公司研制的小型无线电监测站ＭＭＳ２１００－１，其设计思路与上述观点吻合。

在一个１９”标准机箱中，集成了一个无人值守站所有的硬件设备，包括接收机、ＤＳＰ模块、控制计算机、联网系统、遥控系统、天线分配系统等。

配上天线，加电即可工作，安装使用极其简单。

（３）　软件功能
小型站应该具备本地使用和无人值守远程使用两种方式，无论哪种方式下，均可在中心控制软件的控制下，完成日常监测的基本功能要求，包括单频点监测监听、多频点监测监听、频段扫描、离散扫描、单／多频点中频频谱分析、占用度分析、不明台搜索并自动报警、数据／声音存储与回放、统计分析等功能。

小型站应具有脱网方式下的自动任务执行功能，以实现对电磁环境数据的自动采集和存储以及对干扰信号的预警功能。

因此，小型站必须具有海量数据存储能力。

此外，小型站应该具备较好的兼容性，能够支持国家标准监测联网协议（ＲＭＴＰ），以方便融入任何符合ＲＭＴＰ的监测网中，实现各种软件之间的互联互通，最大程度地发挥系统的效能。

（４）　工程安装
由于不含测向功能，小型站对安装环境的要求较低，对天线的架设高度位置没有特别要求。

不过天线的高度对小型站的覆盖范围是有影响的，可根据所要覆盖的范围，参考适当的算法（如ＩＴＵ－Ｒ　Ｐ．１５４６建议），计算出天线应架设的高度。

小型站应该有比较宽的温度范围，配以封闭式防潮设计，使得其安装环境只需简易的机房，甚至不需要机房，完全实现挂杆式安装。

此外，还应该能够支持太阳能供电，以适应在缺少供电线路的高山安装使用。

应用方面的考虑 １）　组网配置方式必须灵活，可多台小型站独立组网，也可作为大型站的补充，加入已有的监测网中，实现盲区覆盖。

另外，利用合适的信号传播模型算法，根据信号的强度分布情况，可一定程度上确定出信号的所在区域，实现信号源的区域定位。

２）　重点区域保护，如果在航线周围布署由小型站组成的监测网，对１０８　ＭＨｚ～１３７　ＭＨｚ之间的航空频点进行２４小时连续监测，可构成航线电磁环境监测系统，记录不明信号的特征并实现干扰报警功能。

３）　在一些地形起伏较大的城市，以及分散的海岛，小型站能够发挥巨大的作用。

４）　由于体积小、重量轻，携带方便，小型站很适合作搬移站使用。

吴海燕，“超短波无线电监测网的建设构想”中国无线
电，２００４，１２期
参考文献
图１　宽带中频采样软件无线电结构
接收机宽带Ａ／Ｄ高速ＤＳＰ
ＩＦ
图２　ＭＭＳ２１００－１小型站外观图
中国无线电2005/6
67。