發表於 2019-10-15 14:24:23
現代世界經濟很大程度上依賴貨物的運輸,海洋運輸航線上貨輪的密度一直在增加。但是漁船、輪渡船等船舶又使航線進一步密度加大,從而導致一系列的問題,如航海人員生命安全、貨物安全問題等。因此對海運的控制和監測越來越重要,世界上都在用專業的無線電設備來進行對海運船隻的監測,這些設備統稱為VTS系統(Vessel Traffic Service)。
1、系統描述
海岸港口無線電監測測向定位系統包括:海岸線布置的遠端無線電監測測向系統、通信網絡和系統控制中心。
遠端無線電監測測向系統可以安裝在比較高的山頂或者高處,這樣就可以獲得信號的來波方向,從而進行交叉定位。覆蓋面積主要取決於天線安裝高於海平面的高度。遠端監測測向站可以是無人值守站,自動進行操作,這些站點都連接到區域控制中心。
圖一 港口無線電監測系統示意圖
2、推薦的系統設備
系統包含具有交通控制數字測向機DDF200M和相應的測向天線,該子系統可以集成到一個VTS系統,也可以由VTS系統全部控制。
本方案的優點和出色的性能:採用高性能數字寬帶測向機DDF200M和工作頻率範圍從118 MHz到250 MHz的測向天線ADD090。
2.1 測向天線ADD090
ADD090測向天線半徑約2m,覆蓋的頻率範圍從118MHz到250MHz。其設計用於惡劣的環境中,特別適合海岸區域常見的大風、結冰和鹽的環境。
該9振子測向天線使用高精度的相關幹涉儀測向方法。隨著測向精度和靈敏度的提升天線直徑也相應增加,ADD090為實現高抗反射能力和高級別的測向精度和靈敏度而進行優化。該優勢在擁有反射和弱信號的真實信號環境中極為顯著。
圖二 ADD090測向天線
2.2 數字測向機DDF200M
數字測向機DDF200M可以操作在海事和空管的頻段,從118MHz到250MHz,測向方法採用相關幹涉儀體制。
圖三 數字測向機DDF200M
數字測向機DDF200M的特性:
(1)可以配備ICM(interference canceller)功能。由於安裝的空間有限,一般測向天線和VHF通信天線會安裝在同一個桅杆上,但是VHF通信天線會發射功率強大的VHF信號,這時會干擾測向和監測性能。採用ICM模塊可以抑制來自VHF通信天線引起的幹擾信號,提高測向的準確度。這樣測向天線可以和VHF通信天線安裝到同一個桅杆上。
圖四:沒有幹擾取消功能的系統配置
圖五:具有幹擾取消功能的系統配置
從下圖可以看出,在頻率範圍150MHz到174MHz內有6個幹擾信號,這些幹擾信號會影響到測量結果,通過採用ICM功能,幹擾信號被衰減了40dB。
圖六:具有幹擾取消功能的測試效果圖
(2)該測向設備通過網口被集成到VTS系統中,通過VTS系統控制測向功能。這樣在VTS系統上就可以看到測向方位信息,從而進一步得到相應的船的位置信息。另外如果採用DDF200M寬帶測向方法,可以在20MHz內並行處理32路海事信道的方位信息,極大地提高了獲得方位的速度。
圖七:20MHz實時帶寬內32路信號處理
3、系統總結
「港口區域的無線電監測和定位」建成後可以對港口區域進行監測和測向,極大地提高海上無線電管理能力,提升邊境地區無線電安全和監測水平,提供更多的救援能力,防護犯罪和保護國家安全。
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