无线电干扰源侧向定位的经验
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做好无线电干扰源测向定位的几点经验
无线电干扰源测向定位是无线电管理的一项重要工作,是维持空中无线电波秩序、维护合法用户权益、打击非法占用频率资源的必备手段。2008年7月至9月,在北京奥运会无线电管理联席会议办公室的领导组织下,我们参加了北京奥运会和残奥会无线电安全保障工作,多次完成重大无线电干扰源的测向定位任务获得了些经验和体会。
1 观察信号特征,判断信号来源
要进行无线电干扰源的测向和定位,首先要采集干扰信号并观查信号特征,通过测量信号参数或解调监听信号内容等手段为干扰源测向定位提供信息支持。
测量信号参数主要是指测量信号的频率、幅度、占用带宽、调制方式、工作时间等参数,据此可以判定信号属于何种类型、何种业务,进而判断信号的可能来源。正常发射信号包含明显的业务特征,频偏、占用带宽符台业务规定。带外辐射信号特征为信号强度随频偏的增大衰减不够,导致实际占用带宽超标。杂散发射信号特征为信号与主信号工作时间一致,占用带宽不定,无明显业务特征。互调发射信号特征为信号幅度较小,占用带宽大干正常业务占用带宽,有时会包含多种业务特征。在查找无线电干扰源时,依据信号参数可以判断干扰信号产生的来源,如同频干扰、邻频干扰、杂散干扰和互调干扰等。通常,同频干扰表现为该频点信号包络特征与该业务典型信号包络特征差别较大,解调带有杂音,正常工作信号停止发射时该频点仍有信号等。邻频干扰表现为干扰信号带外辐射超标或中心频点频偏过大,影响了附近频点的正常工作。杂散干扰表现为干扰信号具有杂散发射信号特征。互调干扰表现为干扰信号具有互调信号特征。例如,在奥运会前期保护性监测过程中,在某微波频段内发现一组信号,占用奥运会电视转播频率,我们测量信号参数后发现,信号分为两种样式,占用带宽均为8MHz,一种包含两个载频,另一种包络为方形,包含四个载频,分析判断信号为模拟和数字电视信号,模拟电视信号伴音频率可解调出清晰声音,由此判断为正常发射信号。查询无线电业务划分表,该频段原为“村村通”工程电视信号频段,现在此项业务已停用。与所在区县的广电部门协调后,停止了此类信号的发射。
解调监听信号内容主要是通过监听信号内所包含的内容获取信号所在位置的信息。这种方法对查找移动通信模拟信号干扰源或部分互调信号干扰源比较适用。移动通信设备具有间歇发射、干扰源位置不固定等特点,很难直接确定其位置。但是,可以通过监听其模拟信号内容,提取有价值的信息,确定设备使用者,从而找到干扰源。部分互调信号主要是指与广播或电视伴音信号互调产生的信号,由于产生互调的两信号干扰源距离较近,所以可以通过查找其中有声音信号的干扰源位置来查找互调信号的干扰源。例如,华北空管局曾申报在西柳河导航台附近对空通信电台受到干扰。实地测试发现干扰信号占用带宽加300KHz,幅度很小,测向机无法准确测向;解调监听发现,其中包含广播声音,但音质较差、有杂音,初步判定为互调干扰。与广播频段各电台内容逐一比对后发现,该信号与某一广播内容一致。测量发现该广播信号较强,测向机示向度稳定。我们查找到广播信号干扰源后证实,干扰信号正是由广播电视发射塔发出,是广播信号与塔上某电视视频信号互调产生。
2 合理选择机动路线,单车定位与逼近式查找相结合
利用监测车进行无线电干扰源测向定位通常有两种方法,即单车定位法和逼近式查找法。单车定位法即选择两个或多个测量位置,分别记录下所在位置坐标和示向线指示方向,采
用图上作业的方式,交汇出干扰源所在大致位置,再直接前往该位置附近查找。此种方法适用于地域相对开阔的区域,不适合地势狭窄的区域,如山谷、楼群中,因为在这些地区反射信号比较多,示向度准确性不高,会导致交汇定位结果出现较大偏差。测量位置应选择在相对较高、地势开阔、远离高压线和大功率辐射源的位置,并且选择测向质量较高的示向度作为该测量点的测向结果。下一测量位置应选择在与前发示向线垂线的方向附近,不宜将测量点选在前发示向线方向上。
逼近式查找法是以示向线指向作为车辆机动方向,沿着电波传播方向反向逼近干扰源,最终确定干扰源位置。此种方法适用于地形相对复杂的区域,如楼群、山谷中,但在野外道路复杂且林木茂密的山区不宜采用,容易造成迷路。在楼群中反射信号较多,示向线摆动比较大,此时可以通过比较不同测量地点的信号幅度,判定逼近的方向。
在实际工作中,通常采用两种方法相结合的办法来进行干扰源测向定位,即在较远的距离,通过单车交汇定位法确定干扰源所在的小区域,而后再进入该区域,采用逼近式查找法确定干扰源的准确位置。例如,在城市里查干扰时,由于地形比较复杂,可以先选择较宽的公路和较高的立交桥顶层作为测试位置进行单车定位,而后再进入楼群中间,根据监测信号强度变化和测向结果综合判定干扰源所在位置。
3 识别天线类型,分析信号传播路径
通常大功率辐射源都会选择比较高或比较突出的位置架设天线,以增大覆盖范围。查找干扰源时,逼近干扰源所在区域后,可以通过寻找信号所属业务的常用发射天线,以加快查找进程。例如,集群业务和寻呼业务通常采用全向高增益天线,手机和小灵通等移动通信系统通常采用板状天线和全向共轴天线,微波数传业务通常栗用抛物面天线等。
在复杂环境下查找干扰源时,应注意分析信号的传播路径,区分直射信号与反射信号,从而确定干扰源位置。在监测车逼近式查找过程中,当信号忽然变大或变小,说明车辆刚好位于信号直射路径或主要反射路径边缘,此时应仔细观察附近地形,判定信号传播路径。
在楼顶判定干扰源位置时,由于处于天线的下方,会出现“灯下黑”现象,反射信号强度大于直射信号强度,所以楼顶信号强度可能会低于楼下,天线指向附近楼时的信号强度会大于直接指向天线时的信号强度。此种情况下通常有三种判定方法:其一,进入设备机房对各发射机进行逐一断电,如断电过程中信号消失,则干扰源位于所在楼顶。其二,如不能进入设备机房,可以卸下测向天线,将便携式接收机直接靠近各发射天线,当接收机测得信号强度突然增强时,所靠近的天线即为所查找的干扰源。其三,当不能靠近发射天线时,可以使用测向天线沿楼顶边缘向楼顶外侧测量,如果相对的两个方向信号强度差不多,则干扰源位于所在楼顶,如相差很大则不在楼顶。因为,若干扰源位于所在楼顶,则各方向均有反射信号,且相差不大;若干扰源不在此楼顶,则信号较强的方向测得的是直射信号,而对侧方向由于所在楼的遮挡,测不到反射信号,信号强度会大幅降低。例如,某频率占用北京市奥运火炬传递频率,车辆逼近查找后,初步判定干扰源位于东北二环某高楼附近。登上楼顶后,发现天线位于楼顶铁塔上,人员无法靠近,楼顶指向天线测量,信号强度小于楼下测量强度,指向附近楼测量,东西南北四个方向信号强度相差较小,据此判定干扰源就位于所在楼顶铁塔上。