時間：2023-05-29 18:02:28
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇微波通信，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
【關(guān)鍵詞】微波通信；網(wǎng)絡(luò)補充；斷站率
移動網(wǎng)絡(luò)運營商為了保障通信質(zhì)量，制定了降低基站中斷率、客戶投訴率等措施。通訊基站信息的中斷，主要涵蓋了傳輸原因中斷、動力原因中斷、設(shè)備原因中斷、被盜中斷等問題。其中傳輸原因中斷問題最為嚴重，常導(dǎo)致通訊信號的中斷，使居民的正常生活受到很大影響。為了保障居民的正常通訊聯(lián)系，必須提高信號傳遞質(zhì)量。微波通信作為一種全新的信號傳播方式，有著建設(shè)成本低、成效快，維護快捷等優(yōu)勢，可有效解決信息傳輸中斷、動力故障中斷等問題，降低基站中斷率、客戶投訴率，促進社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展。
一、微波通信的內(nèi)容與發(fā)展歷程
（一）微波通信的內(nèi)容簡介
微波通信（MicrowaveCommunication），是波長在1毫米至1米之間的電磁波使用的通信技術(shù)。微波的頻率范圍在300MHz到300GHz。與電纜通信、光纖通信和衛(wèi)星通信等通信方式不同的是，微波通信將微波作為通訊介質(zhì)，不需要固體介質(zhì)。當兩個通訊目標間沒有障礙物阻隔時，即可使用微波通信技術(shù)。該技術(shù)容量大、質(zhì)量好、傳輸距離遠，是一種重要的網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)。
（二）微波通信的發(fā)展簡史
20世紀三十年代初，英國多佛與法國加萊之間建起了世界上第一條微波通信線路。二戰(zhàn)后，微波通信迅速發(fā)展。20世紀50年代，微波技術(shù)開始在衛(wèi)星通信設(shè)備中試驗，60年代中期投入使用。微波頻率資源極為豐富，逐漸實現(xiàn)向移動通訊領(lǐng)域擴展。此外，數(shù)字技術(shù)及微電子技術(shù)的發(fā)展，促進了微波通信從模擬微波通信向數(shù)字微波通信的過渡。我國于1956年引進第一套德國式微波通信設(shè)備，經(jīng)過多年的仿制和研發(fā)，已經(jīng)取得了很較大成就。微波通信設(shè)施的建設(shè)費用較低，僅占電纜投資的20%，且建設(shè)工期較短。同時，微波通信具有信息容量大、抗干擾能力強等優(yōu)點，在我國歷年的抗災(zāi)活動中作用巨大。80年代中期以來，隨著數(shù)字微波傳輸技術(shù)的誕生，微波傳輸?shù)陌l(fā)展前景更加廣闊。
二、微波系統(tǒng)的組成
微波通信與光纜通信、衛(wèi)星通信并稱為現(xiàn)代通信傳輸?shù)娜笾еＶ械纫?guī)模的網(wǎng)絡(luò)中，微波傳輸是最靈活、適應(yīng)性最強的通信手段。近年來，微波通訊產(chǎn)品的市場需求逐漸增加，尤其在移動網(wǎng)絡(luò)、專用網(wǎng)絡(luò)、寬帶網(wǎng)絡(luò)上有較大的需求。微波通信系統(tǒng)由天饋系統(tǒng)、發(fā)信機、收信機、多線復(fù)用設(shè)備以及用戶終端設(shè)備等組成。為了把信號聚集送至遠方，采用拋物面天線，其聚焦作用可大大增加傳送距離。微波傳輸設(shè)備有很多收發(fā)信機，且共同使用一個天線，彼此間互不干擾。我國現(xiàn)用的微波設(shè)備主要分為模擬微波系統(tǒng)和數(shù)字微波系統(tǒng)，具有多路信號的收發(fā)功能。模擬微波系統(tǒng)可以接收60路、960路、1800路、2700路信息，用于不同容量等級的微波電路；數(shù)字微波的信號接收數(shù)量以30路為單位，組成120路、480路、1920路等形式。經(jīng)過數(shù)字調(diào)制器，將信號附加于發(fā)射機，接收端經(jīng)數(shù)字解調(diào)器還原成多路信息。最新的數(shù)字微波通信設(shè)備，與光纖通信的功能完全一致，可以實現(xiàn)信息的快速傳輸。這種微波設(shè)備在一條線路上，八個微波可以同時傳送三萬多路數(shù)字電話電路（2.4Gbit/s）。微波設(shè)備頻帶寬、容量大，適用于電信業(yè)務(wù)。目前，數(shù)字微波設(shè)備集成度高，便于安裝使用。伴隨集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展，微波通信設(shè)備的小型化趨勢明顯，使安裝工作、維修工作更加便捷，可滿足局域網(wǎng)絡(luò)傳輸備份文件、應(yīng)急通信、臨時通信使用等功能。
三、微波技術(shù)在移動通信網(wǎng)絡(luò)中的使用
微波通信作為一種快速的通信手段，在移動網(wǎng)絡(luò)中扮演著不可或缺的角色。在移動局域網(wǎng)絡(luò)，或是移動城域網(wǎng)絡(luò)、核心網(wǎng)絡(luò)中，都可以體驗到微波設(shè)備的實際應(yīng)用。尤其在應(yīng)急通信中，微波通信技術(shù)的作用更是無可替代。總體說來，微波技術(shù)在移動通訊網(wǎng)絡(luò)中有以下作用：
（一）微波技術(shù)在局域、城域、核心網(wǎng)絡(luò)中的作用
移動局域網(wǎng)絡(luò)，擴大網(wǎng)絡(luò)的兼容量和覆蓋面時，可使用微波技術(shù)緩解網(wǎng)絡(luò)傳輸資源不足壓力；微波技術(shù)還可以降低網(wǎng)絡(luò)投資，有效地縮短工期。該技術(shù)可提高信息傳播速度，使用戶享受到便捷、準確的信息服務(wù)，節(jié)省了網(wǎng)絡(luò)傳輸資源。微波技術(shù)在移動城域網(wǎng)絡(luò)、核心網(wǎng)絡(luò)中有巨大作用，可以解決城區(qū)線路鋪設(shè)困難，迅速實現(xiàn)城域閉合通訊網(wǎng)絡(luò)，使用戶信息快速傳遞。
（二）微波技術(shù)在應(yīng)急通信、臨時通信領(lǐng)域中的應(yīng)用
遼寧省某城市，因道路施工，導(dǎo)致通訊光纜全部中斷。修復(fù)這些光纜的時間最快需要40天，費用預(yù)估20萬，嚴重影響了當?shù)仄髽I(yè)、居民的生產(chǎn)生活。經(jīng)現(xiàn)場勘查、測試，可利用微波設(shè)備進行處理。經(jīng)過設(shè)備安裝、設(shè)備調(diào)測，只用1天半時間就可以恢復(fù)當?shù)氐男畔⑼ㄓ崰顟B(tài)。
四、微波系統(tǒng)使用的維護
微波設(shè)備的使用，與其他網(wǎng)內(nèi)設(shè)備一樣，需要定期維護才能保持良好的運行狀態(tài)。具體的維護內(nèi)容以現(xiàn)有站點及設(shè)備為例：在巡檢中詳細紀錄各種系統(tǒng)參數(shù)，對照各個時期的數(shù)據(jù)，列成圖表，可以及時地了解微波基站在各個時期的變化狀況。對發(fā)生故障微波設(shè)備，應(yīng)該盡快解決設(shè)備故障，在巡檢中應(yīng)注意以下事項：
（一）收發(fā)信電平
接收電平最能直接反映微波變化的重要因素，檢查時應(yīng)特別注意。良好的接收電平可以保障微波通信狀態(tài)，降低誤碼的發(fā)生幾率。對于接受電平的查看，可通過使用數(shù)字萬用表。
（二）各種線纜檢查
由于設(shè)備在工作狀態(tài)中會發(fā)生發(fā)熱、震動等現(xiàn)象，設(shè)備個單板之間的連線可能會發(fā)生松動現(xiàn)象，應(yīng)及時加以緊固，防止微波因線纜松動造成瞬斷。報警信息能夠準確地反映出發(fā)生故障的位置，針對報警情況及時處理。
（三）認真維修微波設(shè)備
為了保證室內(nèi)氣壓標準和外界相同，維修工作應(yīng)該在設(shè)備間、保護場所進行。在微波設(shè)備的維修過程中，應(yīng)該使用RC/6型號的微波中頻電纜。巡檢中，應(yīng)注意有無防水彎，中頻電纜防雷處的連接有無破損，保持線纜干燥。
結(jié)束語
關(guān)鍵詞:數(shù)字微波;通信技術(shù);廣播電視;現(xiàn)狀;前景
數(shù)字微波屬于通信過程中的一種傳輸方式，它主要是以微波的形式來完成數(shù)字信息的傳輸，在傳輸?shù)倪^程中和電波空間進行有機結(jié)合，這樣就能夠?qū)σ恍┫嗷]有關(guān)聯(lián)的數(shù)字信息進行傳輸，然后根據(jù)傳輸情況進行再生中繼。一方面，微波通信技術(shù)是當今社會傳媒中一種重要的、發(fā)展迅速的傳輸方式;另一方面，我國在通信技術(shù)領(lǐng)域有很多種技術(shù)，比如光纖通信的應(yīng)用就非常廣泛，這樣就會使微波通信技術(shù)面臨很大的競爭，微波通信技術(shù)就需要利用自身的優(yōu)勢去拓展發(fā)展空間，以滿足通信的實際需求，并在發(fā)展中提高技術(shù)含量［1］。
1數(shù)字微波通信技術(shù)的特點
數(shù)字微波通信技術(shù)的特點包括以下幾方面。(1)抗干擾能力強，線路噪聲低數(shù)字通信比模擬通信的抗干擾能力強，同時在通信過程中不會累積太多的線路噪聲。數(shù)字信號具有再生的能力，可以確保在通信過程中中繼通信的線路噪聲不會積累。如果通信過程中出現(xiàn)信號干擾導(dǎo)致信號產(chǎn)生誤碼，那么這些誤碼在整個傳輸中一般無法消除，將會在傳輸過程中不斷地積累。(2)保密性強一般情況下，數(shù)字信號的加密功能比較容易實現(xiàn)，數(shù)字微波通信采用擾碼電路，同時能夠根據(jù)當前情況對加密電路進行設(shè)置。另一方面，數(shù)字微波通信中有一個天線設(shè)備，它具有很強的方向性，如果接收方和數(shù)字微波發(fā)射信號的方向有較大的偏離，將無法接收到微波信號［2］。(3)容易構(gòu)建數(shù)字通信網(wǎng)對于數(shù)字微波通信技術(shù)，主要實現(xiàn)的是對數(shù)字信息的交互，能夠方便地與各種類型的數(shù)字通信網(wǎng)進行交互，然后通過計算機來完成對交互的管理和控制。(4)占用空間少數(shù)字微波通信技術(shù)在傳輸過程中所占用的空間比較少，這樣就可以降低成本，因為傳輸物質(zhì)是數(shù)字信號，這樣在集成性的設(shè)備中傳輸不會產(chǎn)生太多的能量損耗，另一方面，數(shù)字信號自身有著較強的抗干擾性，這樣就可以降低微波通信設(shè)備的發(fā)信功率，正常情況不會多于1瓦特，在節(jié)能方面具有較明顯的效果。
2微波通信技術(shù)在廣播電視信號傳輸中的現(xiàn)狀
當前，微波通信技術(shù)在廣播電視信號傳輸中的應(yīng)用非常廣泛，我們通過以下5部分來進行分析。(1)廣播電視的專用衛(wèi)星一般包括C波段和Ku波段兩個波段的轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)，數(shù)字信息在傳輸時，廣播電視臺的播控中心首先把信號傳輸?shù)桨l(fā)射站，發(fā)射站將該信號進行相應(yīng)的調(diào)制后，再將信號以C波段和Ku波段信號發(fā)送到衛(wèi)星。在實際傳播過程中，衛(wèi)星將微波信號發(fā)送到發(fā)射站，發(fā)射站再通過相應(yīng)的設(shè)備和技術(shù)對衛(wèi)星轉(zhuǎn)播的節(jié)目質(zhì)量進行監(jiān)測。下一步是由星載轉(zhuǎn)發(fā)器對各個上行站的微波信號進行接收，將接收到的信號進行檢驗，合格的信號需要再進行調(diào)制等相關(guān)處理，然后通過發(fā)射站將信號傳輸?shù)礁鱾€服務(wù)區(qū)［3］。(2)由于電視廣播傳輸過程中覆蓋面積比較廣、傳輸中信息質(zhì)量比較高以及成本相對比較低，在維護方面也比較容易，因此在實際的數(shù)字信號傳輸中，衛(wèi)星數(shù)字通信可以在多個距離比較遠的地面站間進行通信，這樣就能夠滿足更多用戶的收看。(3)衛(wèi)星數(shù)字廣播作為一種傳輸技術(shù)，在廣播電臺數(shù)字傳輸體系中是非常重要的，該技術(shù)能夠?qū)?jié)目進行采集、制作和播控等操作，把節(jié)目信號發(fā)送到地球站，其傳輸介質(zhì)一般有光纜和微波。(4)數(shù)字微波的傳輸方式多種多樣，主要包括微波、衛(wèi)星以及光纜等，這些方式相互結(jié)合，共同完成數(shù)字信號的傳輸，實時地為視頻直播、音頻直播平臺提供綜合性的傳輸信號，同時能夠在直播中對四路標清視頻轉(zhuǎn)播信號以及多路音頻轉(zhuǎn)播信號進行采集。(5)數(shù)字微波技術(shù)還有一個重要應(yīng)用，即能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)場直播的傳輸。在每天正常的工作過程中，能夠給節(jié)目直播提供應(yīng)有的支持，使現(xiàn)場直播變得輕松便捷，同時能夠為有線數(shù)據(jù)通信、電臺網(wǎng)站多路視頻直播中信號的采集以及衛(wèi)星傳輸進行技術(shù)上的支持和幫助［4］。
3數(shù)字微波通信技術(shù)的發(fā)展前景
隨著傳媒技術(shù)的發(fā)展，光纖通信正在各個領(lǐng)域普及，給數(shù)字微波通信帶來了很大的壓力，但數(shù)字微波通信技術(shù)存在很多優(yōu)勢，因而在通信領(lǐng)域仍然有較好的前景。三網(wǎng)融合的發(fā)展如火如荼，三網(wǎng)既有競爭又有合作，一方面強調(diào)技術(shù)升級，服務(wù)統(tǒng)一，各網(wǎng)實現(xiàn)互通以及資源共享，共同為用戶服務(wù)，另一方面又要各自發(fā)展，發(fā)揮優(yōu)勢，充分競爭。過去微波通信技術(shù)在廣播電視方面有較多應(yīng)用，當時我國建立了許多的廣播電視無線微波傳輸網(wǎng)，這些網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍廣，從我國當前形勢來看，這樣的網(wǎng)絡(luò)只能用于廣播電視信號傳輸，造成了很多的資源浪費。在三網(wǎng)融合的大趨勢下，微波傳輸技術(shù)需要根據(jù)當前形勢，在廣播電視網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上進行改造，將三網(wǎng)傳輸?shù)姆绞竭M行統(tǒng)一，為廣大客戶提供專線服務(wù)，包括ATM和TDM等功能，通過數(shù)字微波通信技術(shù)對數(shù)字廣播電視進行組網(wǎng)，完成移動終端的高技術(shù)和低成本覆蓋，這樣才能夠大大節(jié)省網(wǎng)絡(luò)終端的成本，更加充分地發(fā)揮優(yōu)勢，提升服務(wù)能力。寬帶無線接入是一種通信技術(shù)，在高速數(shù)字傳輸業(yè)務(wù)激烈競爭的形勢下，寬帶無線接入將得到大力的支持和發(fā)展。
本地多點分配業(yè)務(wù)(LMDS)是寬帶無線接入的一個代表，它主要在26～28GHz的微波段進行工作，通過和光纖以及衛(wèi)星通信進行比較，我們能夠發(fā)現(xiàn)LMDS技術(shù)在建設(shè)過程中所需成本最低，并且建設(shè)方便，在較短的時間內(nèi)就能夠?qū)崿F(xiàn)組網(wǎng)，維護成本也相當?shù)停訪MDS被叫作無線光纖，LMDS在歐美已經(jīng)有了較多應(yīng)用，在我國也有廣闊的發(fā)展空間［5］。
作者:溫鵬翔 單位:黑龍江省新聞出版廣電局微波總站
參考文獻:
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通信電路總體設(shè)計
利用現(xiàn)有通信塔的資源，丹江口遙測樓微波通信塔高125m，天線掛高海拔255m，王甫洲辦公樓頂通信塔高25m，天線掛高海拔132m，丹江口遙測樓至王甫洲辦公樓微波電路無障礙，建設(shè)一條丹江口遙測樓至王甫洲辦公樓的點對點寬帶擴頻微波電路，王甫洲通過此微波電路接入漢江集團辦公通信網(wǎng)，此點對點寬帶擴頻微波電路的帶寬可達80～150Mbps，可帶1XE1電路。此微波電路的一個1XE1電路，用于程控交換機的中繼電路。目前，寬帶擴頻微波發(fā)展已經(jīng)將熟，且性價比較高，穩(wěn)定性和可靠性都有一定的保障，不受惡劣環(huán)境的影響，能較好的保證電路的暢通。擴頻微波電路在解決長距離地理，有水面反射引起的衰落，條件比較復(fù)雜的通信中不失為最佳選擇。
工程設(shè)計
微波通信電路頻率選擇根據(jù)國家無委、省無委的相關(guān)規(guī)定，結(jié)合本電路跨越城區(qū)與水面和山區(qū)的特點，以及對丹江口、老河口頻率干擾的調(diào)研情況，本工程決定選用5．8GHz頻段的數(shù)字擴頻微波電路。電路質(zhì)量指標(1)設(shè)計參考電路。微波通信系統(tǒng)的性能指標應(yīng)符合ITU－R和ITU－T有關(guān)建議的要求。假設(shè)參考數(shù)字通道分為高級(2500km)、中級(1250km)和用戶級3種。根據(jù)實際需要，采用ITU－R556所定義的1250km假設(shè)參考數(shù)字通道作為系統(tǒng)設(shè)計模擬參考電路。本電路屬中級假設(shè)參考數(shù)字通道，其系統(tǒng)性能和誤碼性能指標遵循ITU－R標準，滿足CCIR－G．821的質(zhì)量指標要求，根據(jù)電路長度分配。根據(jù)以上標準考慮系統(tǒng)內(nèi)部的衰落、干擾和其他惡化因素。(2)誤碼性能指標。滿足CCIR對HRDP提出的四項性能指標要求，根據(jù)ITU－RREC．594．634建議執(zhí)行。在系統(tǒng)內(nèi)部的衰落、干擾及其他各種惡化因素的影響下，在點對點微波通信系統(tǒng)的1250km假想?yún)⒖紨?shù)字通道64kbps的輸出端的誤碼性能指標應(yīng)滿足下列要求:①任何月分0．4%以上的1min平均誤碼率應(yīng)不大于1×10－6;②任何月分0．054%以上的1s平均誤碼率應(yīng)不大于1×10－3;③任何月分誤碼秒的累計時間應(yīng)不大于全月的0．32%;④殘余誤碼率應(yīng)不大于5×10－9。(3)不可用性指標。中級假設(shè)參考微波數(shù)字通道(雙向)的不可用指標:可用度=1－不可用度=可用時間/可用時間+不可用時間，在任何1a內(nèi)應(yīng)不大于0．2%～0．5%，其中由傳播引起的占1/3。根據(jù)實際電路不可用性指標的細分原則，按電路長度作線性分配。(4)余隙標準。數(shù)字微波接力通信線路的每一個接力段，在所考慮的等效地球半徑系數(shù)k值變化范圍內(nèi)，電波直射線和下方障礙物之間應(yīng)有一定的余隙值。本系統(tǒng)鏈路計算假設(shè)余隙滿足要求，以太網(wǎng)橋接。協(xié)議:IEEE802．3;用戶數(shù)據(jù)傳輸速率:動態(tài)變化，最高達105Mbps;時延:每個方向上平均不足3ms;服務(wù)質(zhì)量(QoS):802．1p(2級);接口:10/100BaseT(RJ－45)－自動MDI/MDIX。
電源系統(tǒng)與防雷接地系統(tǒng)
根據(jù)現(xiàn)有設(shè)備耗電量，蓄電池組的容量按交流停電48h能保證通信設(shè)備正常工作核算。防雷接地系統(tǒng)(1)機房防雷接地。利用機房建筑物基礎(chǔ)，組成網(wǎng)格機房地網(wǎng)，將機房地網(wǎng)就近焊接連通基礎(chǔ)地樁。微波機房屋頂設(shè)置避雷網(wǎng)，其網(wǎng)格尺寸不大于3m×3m，且與屋頂避雷帶焊接連通。微波機房四角應(yīng)設(shè)雷電流引下線，該引下線可以利用機房結(jié)構(gòu)柱內(nèi)部2根以上主鋼筋，其上端應(yīng)與避雷帶、下端應(yīng)與地網(wǎng)焊接連通。機房屋頂其他金屬設(shè)施應(yīng)分別就近與避雷帶焊接連通;機房內(nèi)的走線架每隔5m做一次接地。走線架、機架、通風(fēng)管道、金屬門窗等均應(yīng)良好接地并相互妥善連通。(2)鐵塔防雷接地。微波天線鐵塔布置在機房一側(cè)，地網(wǎng)面積應(yīng)延伸到塔基四腳1．5m以外，網(wǎng)格尺寸應(yīng)不大于3m×3m，其四邊為封閉式。鐵塔地網(wǎng)與機房地網(wǎng)每隔3～5m應(yīng)相互焊接連通一次，鐵塔四腳應(yīng)與其他地網(wǎng)就近焊接連通。
作者：李楠 朱嫻 劉瑾 單位：湖北漢江王甫洲水力發(fā)電有限責任公司
關(guān)鍵字：水庫；數(shù)字微波通信；項目應(yīng)用；應(yīng)用
中圖分類號：TN915 文獻標識碼：A
由于水庫的穩(wěn)定狀況將會對于周邊的環(huán)境有一定的影響，所以，對于水庫的監(jiān)控就顯得尤為重要。隨著科學(xué)技術(shù)以及社會的不斷發(fā)展，在對水庫的管理過程中已經(jīng)是不再需要人工來進行看管，而是采用數(shù)字微波通信對水庫進行視頻監(jiān)控。這種技術(shù)的應(yīng)用，對于該技術(shù)的應(yīng)用，從而更好的是節(jié)約了人力以及資金，并且在應(yīng)用的過程中也是相對的安全以及準確。下面我們就對水庫及其數(shù)字微波通信等進行詳細的介紹。
1 無線數(shù)字微波通信技術(shù)的發(fā)展歷史
微波通信系統(tǒng)的發(fā)展是從二十世紀三十年代開始的，它在出現(xiàn)的最初主要是應(yīng)用模擬制類型的，并且有許多的缺點，例如，它受天氣的影響是比較嚴重。然后在七十年代的時候主要出現(xiàn)了每秒八兆比特或者每秒三十四兆比特的數(shù)字微波的通信系統(tǒng)。在八十年代末期時出現(xiàn)了每秒一百五十五比特的數(shù)字微波通信系統(tǒng)，這使得其在傳輸系統(tǒng)中得到了很大的應(yīng)用。在現(xiàn)在的社會中，由于微波技術(shù)的不斷發(fā)展，能夠使數(shù)字微波通信進行五十千米或者更遠的傳輸。這種技術(shù)由于它本身具有的不可替代的優(yōu)點，與此同時，該項技術(shù)已經(jīng)引起了人們的廣泛關(guān)注。
2 對于無線數(shù)字微波通信技術(shù)的分析
2.1對于通信技術(shù)帶寬的分析。在水庫中，由于其水質(zhì)和人們的生命安全有著十分重要的關(guān)系，所以，在定期的時間內(nèi)，要對水庫的水質(zhì)進行檢驗，所以，在檢驗的過程中就是需要有著足夠清晰的視頻錄像來對其進行記錄，那么，其攝像頭的清晰度就需要選擇使用清晰度比較高的像素，其像素大約是七百零二乘以五百七十六的格式，以此來更好的保證畫面的清晰度。
2.2對于無線微波通信頻段的選擇。在大約是在二十世紀八十年代的時候，美國和我國先后對外開放了對于無線電使用的頻段。在本項目中，總共要對水庫設(shè)置有十二個監(jiān)測地點，并且為了保證傳輸?shù)臏蚀_性以及高效性，要使無線通信工作在一定頻率的狀態(tài)下。
2.3對于無線通信的監(jiān)控點到監(jiān)控中心距離的分析。在進行無線微波通信的過程中，要對無線微波通信項目中的監(jiān)控中心、監(jiān)控點以及它的相應(yīng)的角度進行監(jiān)控分析，這樣才能夠保證它的監(jiān)控需求。
2.4對于無線通信中擴頻的選擇。微波的擴頻技術(shù)就是指在較低的信噪比的情況下，使信息能夠安全可靠的進行傳輸。除此之外，因為衰落在信號傳輸?shù)倪^程中對信號產(chǎn)生的影響相對比較小，因此，擴頻技術(shù)在這一方面有著不可替代的優(yōu)勢。從上可以看出，擴頻技術(shù)具有保密性好、多地址范圍、抗多個路徑以及抗衰落等方面的優(yōu)點。在對其進行微波通信的過程中，往往會有直接序列的擴展技術(shù)和調(diào)頻的技術(shù)兩種。前一種技術(shù)主要是利用偽隨機序列編碼來實行對載波的調(diào)制，然后為了使該項技術(shù)的抗干擾能力有所增強，要使解調(diào)器中的干擾頻率降低。在這種技術(shù)中個，其最大的優(yōu)點就是在傳送的距離相對比較遠，并且在傳遞的速率也比較快等，但是，該項及時也是有著一些不可避免的缺點存在，例如，當有無規(guī)則的全反射等時候，就會大大的降低它的傳輸?shù)目煽啃浴Ｔ诤笠环N技術(shù)方面就不會出現(xiàn)這類現(xiàn)象，它主要是依靠著載頻隨機的跳變形式來不斷的則將自身的抗干擾力，對于這種技術(shù)的應(yīng)用，能夠更好的彌補直接序列擴展技術(shù)的不足之處。
3 無線數(shù)字微波通信技術(shù)在相應(yīng)項目中的運用
在無線微波通信這項技術(shù)中個，已經(jīng)是在很多的方面進行了應(yīng)用，并且所取得效果也是相對比較理想，該技術(shù)能夠在在很多的方面取得良好的應(yīng)用，例如，在硬件的方面和在軟件的方面等，下面我們就對這兩個方面來進行詳細的說明。
3.1硬件方面。無線數(shù)字微波通信在硬件搭建的時候需要有無線的網(wǎng)橋、全方位的攝像機、交換機和計算機等設(shè)施構(gòu)成。就像是在水庫的搭建時，要將全方面監(jiān)控的攝像機安裝在前端的監(jiān)控點上，這樣就能夠收集全面的的視頻信息。在這之后就要對采集的信息進行處理，然后送到交換機中。然后交換機會對采集到的所有的視頻進行集中送到無線網(wǎng)橋中。無線網(wǎng)橋在這一系統(tǒng)中起著不可替代的作用。又因為微博在傳輸過程中不能曲線傳播，因此在搭建兩地的無線網(wǎng)橋式要使其中間沒有遮擋的物體，否則就不恩能夠起到監(jiān)控的作用。當遇到下雨下雪天氣的時候會使傳播的信號減弱，因此應(yīng)該采取一系列的措施使其信號加強。在對網(wǎng)橋進行調(diào)試的過程中要對其調(diào)整多次，這樣就能夠使無線通信處于最好的傳輸水平中，除此之外，為了避免雷擊對于網(wǎng)橋的傷害，應(yīng)該在網(wǎng)橋的頂端安裝避雷針。
3.2軟件方面。在計算機端方面，要對其軟件進行相應(yīng)的監(jiān)控，在監(jiān)控的過程中，通常的情況下會使用dolitek的監(jiān)控組件。對于這個軟件，是有著比較多的優(yōu)點，例如，它能夠采用云控制臺的方式來對計算機進行著控制，而且，該軟件還有這錄像以及報警的相關(guān)功能，在使用的過程中是非常的方便。在使用該軟件來進行監(jiān)控的過程中，能夠?qū)α穆返男盘栠M行同時的監(jiān)控。并且，在使用dolitek這一軟件之前，還要對它的參數(shù)進行詳細的設(shè)置。
3.3調(diào)試的結(jié)果。在對其進行調(diào)試之后，從而能夠更好的保證無線發(fā)射以及無線接收的信號強度在百分之九十三以上。并且，對于這十二個監(jiān)控地點來說，能夠使其畫面有著一個很強的連續(xù)性，并且在畫面方面的清晰度也是相對的比較高。
結(jié)語
在當今科技的迅猛發(fā)展中，數(shù)字微波通信技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，尤其是在對水庫系統(tǒng)的監(jiān)測中，給人們提供了很大的便利。除此之外，由于微波通信技術(shù)具有它本身不可替代的優(yōu)點，還在其他的領(lǐng)域起著舉足輕重的作用，例如在消防工作，航空運輸，水利工程方面等。
參考文獻
[1]郝建軍.淺析數(shù)字微波通信及其在露天煤礦的應(yīng)用[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟.2011，12（24）：129-132.
[摘要]微波通信是一種新興的科技產(chǎn)物，主要以電波傳輸來進行接力通訊，具有抗災(zāi)能力強、組網(wǎng)靈活、安全可靠等特點，其應(yīng)用范圍也是極為廣泛，因此為了全面保證微波通信網(wǎng)站建設(shè)質(zhì)量，相關(guān)部門應(yīng)結(jié)合微波通信的特點，來建立對應(yīng)的保障措施，使其更好的滿足通信網(wǎng)站建設(shè)的要求，本文也會對微波通信網(wǎng)站建設(shè)中的測量保障措施做進一步的探討。
[關(guān)鍵詞]微波通信 網(wǎng)站建設(shè) 保障措施
微波通信網(wǎng)站建設(shè)是一項復(fù)雜又漫長的過程，為了保障工程建設(shè)施工的正常運行，只有依靠測繪來為其提供信息及技術(shù)支持，才能為工程設(shè)計提供準確的參考依據(jù)。在微波通信網(wǎng)站建設(shè)測量的過程中，要想制定一套完整詳細的測量質(zhì)保方案，必須要求測繪人員充分了解微波通信網(wǎng)站建設(shè)的內(nèi)容和管理方法，再聯(lián)合其它相關(guān)部門才能實現(xiàn)可行高效的要求，確保通信網(wǎng)站建設(shè)的長期發(fā)展。
一、微波通信網(wǎng)站建設(shè)的測量內(nèi)容及要求
微波通信網(wǎng)站所涉及的項目極為廣泛，如：大地、地形、水文、地質(zhì)、工民建筑等業(yè)務(wù)，在對其進行規(guī)劃建設(shè)和更新改造過程中，需要做好詳細的測繪工作，才能為其提供大量的信息和技術(shù)，才能將其作為工程設(shè)計的主要依據(jù)和施工保障。首先要對各中繼站微波發(fā)射塔的中心坐標和高程進行測繪，要求中心坐標X，Y及海拔高度要精確到米，經(jīng)緯度精確到秒，這樣才能保證測繪的準確性。其次要測繪中繼站至發(fā)射塔的間距，測繪范圍盡量保持在兩側(cè)30度、間距500米以內(nèi)，同時還要測繪微波通道中高大建筑物的遮擋情況，利用局部通道地形斷面圖的測繪方式進行，這樣可以使測量結(jié)果更加全面、更加精確。此外還要對選取站址的地形、水文、氣象狀況等因素進行測量，在測量過程中一定要按照國家規(guī)定的定量標準實施，要求測繪比例尺為1：100的標準，并在測量圖中標明磁北方向和磁偏角，同時還要注明相應(yīng)的控制桿及其坐標和標高的準確數(shù)據(jù)，標出方案中發(fā)射塔中心坐標的位置。這樣工程師才能根據(jù)具體測量數(shù)據(jù)及空間關(guān)系選擇最佳的建設(shè)方案，從而實現(xiàn)網(wǎng)站建設(shè)的科學(xué)性。最后在完成測量任務(wù)后，還要進行建檔工作，主要是對測量建設(shè)內(nèi)容進行歸納和的整理。同時在繪制圖紙和資料時，工程師一定按照相關(guān)工程檔案中的詳細要求來進行，并做好其保存和歸檔工作。
二、微波通信網(wǎng)站建設(shè)中的具體測量保障措施
1、施工前的質(zhì)量管理與保障。在進行微波通信網(wǎng)站建設(shè)之前，相關(guān)監(jiān)理單位要做好決策階段的質(zhì)量管理工作，全面搜集相關(guān)資料及研究方案，根據(jù)所采集的結(jié)果來確定工程的可行性，并制定最佳建設(shè)方案，并詳細明確出建設(shè)流程和必要的風(fēng)險評估工作。另外還要對施工單位進行嚴格的審查，看其是否符合微波網(wǎng)站建設(shè)需求，對其所涉及的合同及文件報告進行監(jiān)測和審閱，若發(fā)現(xiàn)任何問題應(yīng)及時做出妥善的糾正。此外監(jiān)理單位還要準備對應(yīng)的檢核設(shè)備及審查方法，以便于對建設(shè)進度、規(guī)劃和方案做出正確的審查，同時對采用的施工技術(shù)和施工材料進行全面的審核，避免出現(xiàn)任何質(zhì)量提，影響工程的順利開展，檢查其施工條件是否符合微波網(wǎng)站建設(shè)的標準，從而為保障網(wǎng)站建設(shè)質(zhì)量奠定堅實的基礎(chǔ)。
2、加大施工過程的質(zhì)量管理力度。在微波通信網(wǎng)站建設(shè)過程中，最重要環(huán)節(jié)就是保證各項施工工序的質(zhì)量，因此監(jiān)理部門就要加大監(jiān)督力度，對施工人員的技術(shù)水平和操作規(guī)范都進行嚴格的控制，杜絕一切違規(guī)操作的現(xiàn)象發(fā)生，避免出現(xiàn)質(zhì)量問題，拖延工程進度、增加工程成本。另外還要完善施工保護措施，確保各施工環(huán)節(jié)的順利進行，加大檢查管理工作，對所提交的相關(guān)技術(shù)資料及工程驗收記錄進行全面的審核，防止出現(xiàn)違規(guī)更改使其與設(shè)計要求不相符合的現(xiàn)象發(fā)生，并根據(jù)問題提出對后續(xù)工作的要求和具體實施辦法。其次監(jiān)理人員要及時向上級領(lǐng)導(dǎo)提交所有技術(shù)審定報告，如：水電檢驗表、竣工圖、竣工驗收表等。并積極配合各部門解決一切施工過程中存在的質(zhì)量問題，采用科學(xué)合理的措施和手段將所有安全隱患打消在萌芽中，避免影響工程的整體質(zhì)量。最后監(jiān)理部門要做好竣工后的質(zhì)量管理與保障工作，按照工程制定的驗收標準，對已完成的微波通信網(wǎng)站進行嚴格的竣工檢驗，一旦發(fā)現(xiàn)不合格的工序或操作，應(yīng)聯(lián)合相關(guān)部門對其進行及時的解決和處理，制定相應(yīng)的解決措施，在調(diào)整完畢后還要進行再次的檢測和審批，一切符合要求后再進行后續(xù)的相關(guān)工作。
結(jié)束語：綜上所述，微波通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)是一項復(fù)雜又龐大的工程，其所涉及的專業(yè)領(lǐng)域十分廣泛，需依靠準確的測量才能保證工程整體的質(zhì)量和進度。同時也要求測量人員具備精湛的專業(yè)知識，并能全面掌握先進的測繪技巧，監(jiān)管人員要協(xié)調(diào)好各個部門間的工作配合，共同制定相應(yīng)的測量保障措施，擇優(yōu)入取，將其全面貫徹到具體施工環(huán)節(jié)中，認真做好管理監(jiān)督工作，一旦發(fā)現(xiàn)問題要沒及時的糾正與調(diào)整，只有這樣才能確保工程建設(shè)的質(zhì)量和效率，從而最大化滿足微波通信網(wǎng)站建設(shè)的需求。
微波通信的興衰與趨勢
我國微波通信從上世紀七十年代至上世紀末，曾經(jīng)是國家長途干線和各專業(yè)通信網(wǎng)的主要通信手段，在支線的點對點和點對多點通信中也得到普遍應(yīng)用。進入21世紀，隨著光通信的發(fā)展，微波通信逐漸萎縮，微波設(shè)備市場總需求量迅速縮減。目前，國內(nèi)微波設(shè)備市場需求量最大的依然是國內(nèi)四大電信運營商，約占到全部微波設(shè)備需求量的85%。中國移動和中國聯(lián)通將數(shù)字微波用于基站互聯(lián)，中國電信和中國網(wǎng)通用于長途電話通信，水利和電力等專業(yè)部門用于數(shù)據(jù)傳輸與生產(chǎn)調(diào)度。近年來由于對原有模擬微波設(shè)備的數(shù)字化改造，廣電對于微波設(shè)備的需求量有較大增加，而電力、水利等行業(yè)的微波設(shè)備需求量基本保持穩(wěn)定，占市場總量較小。
雖然大容量SDH(同步數(shù)字系列)數(shù)字微波系統(tǒng)設(shè)備已完全退出市場，但隨著我國電信運營市場的發(fā)展，對傳輸設(shè)備的容量的要求不斷加大，PDH(準同步數(shù)字系列)設(shè)備將不能滿足部分大城市的要求。預(yù)計到2010年，在部分大城市將會出現(xiàn)SDH設(shè)備替代原有PDH設(shè)備的趨勢；在中小城市由于PDH微波設(shè)備的價格優(yōu)勢，還是以PDH微波設(shè)備為主。特別是微波傳輸?shù)狞c對點、點對多點以及快速部署、適用于調(diào)度應(yīng)急通信等特性，是光網(wǎng)絡(luò)所無法比擬的，仍然具有相當大的應(yīng)用空間。在歐洲市場上，由于禁止對城市道路隨便開挖建設(shè)，因此在城市中運營商的通信傳輸有六成都是采用微波系統(tǒng)。隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展，我國也會和歐洲市場一樣，在城市中大量采用微波傳輸。預(yù)測我國微波通信市場在2008年以后將進入新一輪高速增長期。
我國上世紀七十年代起建設(shè)的干線大容量微波系統(tǒng)都工作在4、5、6GHz頻段，而大量的小容量支線微波系統(tǒng)占用了3GHz以下的頻段，以及8GHz、11GHz頻段。由于移動通信和寬帶無線接入的高速成長，對3GHz以下的頻率提出強烈需求，而原有低頻段微波(1-3GHz)逐步退出市場，可以釋放占用的頻率重新規(guī)劃給新興無線系統(tǒng)。另外，隨著微波新技術(shù)的涌現(xiàn)和成熟，使高頻段微波系統(tǒng)的應(yīng)用變?yōu)楝F(xiàn)實。在我國江蘇、廣東建設(shè)的微波系統(tǒng)己用至18GHz頻段，在福建用至23GHz頻段。所以，重新規(guī)劃低頻段微波頻率，加強10GHz以上，乃至23GHz微波系統(tǒng)的頻率規(guī)劃勢在必行。
數(shù)字微波通信頻率規(guī)劃
為了適應(yīng)數(shù)字微波接力通信系統(tǒng)的發(fā)展，規(guī)范微波通信系統(tǒng)的研制、生產(chǎn)、進口、銷售和使用，信息產(chǎn)業(yè)部于2000年了《關(guān)于調(diào)整1-30GHz數(shù)字微波接力通信系統(tǒng)容量系列及射頻波道配置的通知》(信部無[2000]705號)，決定對1-30GHz數(shù)字微波接力通信系統(tǒng)容量系列及射頻波道配置進行調(diào)整。在此之前，我國有關(guān)數(shù)字微波接力通信系統(tǒng)方面的相關(guān)標準有兩個，一個是1991年的國家標準“數(shù)字微波接力通信系統(tǒng)進網(wǎng)技術(shù)要求”(GB13159-91)，另一個是1992年的國家標準“數(shù)字微波接力通信設(shè)備通用技術(shù)條件”(GB/T13503-92)。這兩個國家標準規(guī)定了1GHz至18GHz頻段的數(shù)字微波接力通信系統(tǒng)的射頻波道配置及波道容量的要求。而2000年的通知，將頻段擴展至23GHz。
在新的數(shù)字微波頻率規(guī)劃中，規(guī)劃了1.5GHz頻段(1427-1525MHz)、4.0GHz頻段(3600-4200MHz)、5.0GHz頻段(4400-5000MHz)、6.0GHz頻段[低段(L)](5925-6425MHz)、6.0GHz頻段[高段(U)](6425-7110MHz)、7.0GHz頻段[低段(L)](7125-7425MHz)、7.0GHz頻段[高段(U)](7425-7725MHz)、8.0GHz頻段[低段(L)](7725-8275MHz)、8.0GHz頻段[中段(M)](8275-8500MHz)、11.0GHz頻段(10700-11700MHz)、13.0GHz頻段(12750-13250MHz)、14.0GHz頻段(14249-14501MHz)、15.0GHz頻段(14500-15350MHz)、18.0GHz頻段(17700-19700MHz)、23.0GHz頻段(21200-23600MHz)，共15段頻率。
從規(guī)劃中可見，在1-3GHz頻段只保留使用范圍廣泛的1427-1525MHz一點多址系統(tǒng)的配置，有1MHz、2MHz、4MHz、8MHz四種波道間隔的配置方式。
我國規(guī)定4GHz、5GHz、6GHz(L)、6GHz(U)頻段用于大容量、長距離的全國干線微波傳輸。4GHz頻段的配置方式按照國際標準執(zhí)行，即為3.6-4.2GHz(40MHz波道間隔)的方式；國際標準的建議中還提出了3.6-4.2GHz(30MHz波道間隔)的方式，在30MHz的帶寬中傳輸155Mbit/s，因此也列入本規(guī)定中。5GHz(4.4-5.0GHz)頻段，我國的國標為40MHz的波道間隔，共7個波道，與國際標準一致。在6GHz(L)(5.925-6.425GHz)頻段，29.65MHz波道間隔的配置方式與國際標準一致，并在國內(nèi)大量使用，取消了原14.825MHz波道間隔的配置方式，以避免與大容量方式在頻率分配時產(chǎn)生矛盾或阻礙大容量微波干線的發(fā)展。在6GHz(U)(6.425-7.11GHz)頻段，40MHz波道間隔的配置方式與國際標準一致，并在國內(nèi)大量使用，取消了原20MHz波道間隔的配置方式;國際標準的建議中還提出了一種30MHz波道間隔的配置方式，本規(guī)定也予采用。
7GHz(L)、7GHz(U)、8GHz(L)、8GHz(M)、8GHz(U)、11GHz頻段均有大、中、小容量的多種配置方式，比較適用于省內(nèi)或省際的大容量數(shù)字微波接力系統(tǒng)使用，也大量用于市區(qū)或郊區(qū)的點對點微波數(shù)據(jù)傳輸。
在7GHz(L)(7.125-7.425GHz)頻段，我國的國標現(xiàn)有28MHz、14MHz、7MHz三種帶寬的配置方式；國際上在此頻段沒有建議，但可比7GHz(U)(7.425-7.725GHz)頻段的國際標準。在7GHz(U)(7.425-7.725GHz)頻段，有28MHz、14MHz、7MHz三種帶寬的配置方式，采用了國際標準，以便與國際接軌。在8GHz(L)(7.725-8.275GHz)頻段，我國的國標有29.65MHz、14.825MHz兩種帶寬的配置方式，與國際標準一致，目前使用情況良好。在8GHz(M)頻段(8275-8500MHz)，采用了14MHz、7MHz兩種帶寬的配置方式，取消了原國標的8.2-8.5GHz頻段的配置方式。在8GHz(U)(8.5-8.75GHz)頻段，我國的國標為15MHz帶寬的配置方式，此段無國際標準。此頻段將開展無線電定位、空間研究、衛(wèi)星地球探測等業(yè)務(wù)，與數(shù)字微波接力通信業(yè)務(wù)難以協(xié)調(diào)共享頻段，因此刪除8GHz(U)(8.5-8.75GHz)頻段。在11GHz(10.7-11.7GHz)頻段，我國國標中有40MHz、20MHz兩種帶寬的波道配置方案，與國際標準是一致的，目前使用情況良好，本規(guī)定中仍保留原配置方式。
13GHz、14GHz、15GHz、18GHz頻段均有大、中、小容量的多種配置方式，比較適用于省內(nèi)大、中、小容量微波接力系統(tǒng)或市區(qū)、郊區(qū)的點對點微波數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖褂谩?/p>
13GHz(12.75-13.25GHz)頻段，原國標有28MHz、14MHz、7MHz三種波道間隔的配置方式，也符合國際標準，使用情況較好，多用于省內(nèi)微波接力通信系統(tǒng)，也用于點對點微波數(shù)據(jù)傳輸(如GSM系統(tǒng)的鏈路)。14GHz(14.25-14.5GHz)頻段，有28MHz、14MHz、7MHz、3.5MHz四種波道間隔的配置方式，符合國際標準，但在頻率指配和使用中應(yīng)注意與衛(wèi)星固定業(yè)務(wù)地球站的協(xié)調(diào)。15GHz(14.5-15.35GHz)頻段，有28MHz、14MHz、7MHz三種波道間隔的配置方式，也符合國際標準，使用情況較好，多用于省內(nèi)微波接力通信系統(tǒng)，也用于點對點微波數(shù)據(jù)傳輸(如GSM系統(tǒng)的鏈路)。18GHz(17.7-19.7GHz)頻段，有110MHz、27.5MHz兩種波道間隔的波道配置方式，也符合國際標準。考慮到較高頻段只有此頻段用于大容量系統(tǒng)，因此其主要使用方向仍是短距離、大容量的傳輸方面，又補充了220MHz、55MHz波道間隔的配置方式，取消了窄帶點對點和點對多點小容量系統(tǒng)的波道配置方式。
23GHz(21.2-23.6GHz)頻段，原國家標準沒有規(guī)定。在使用中，由于大城市的用量要求較大，在此頻段的設(shè)備也很成熟，列出了112MHz、28MHz、14MHz、7MHz四種波道間隔的配置方式。目前，主要用于一些專業(yè)部門的小容量(14MHz、7MHz帶寬)數(shù)據(jù)傳輸，又補充了3.5MHz波道間隔的配置方式，以利滿足不同的需求和頻率的有效使用。
中國式微波通信頻率規(guī)劃
Abstract： On the one hand， with the development of national economy and the deepening construction of smart grid， the electric power communication system is becoming more and more widely applied with increasing importance. On the other hand， electric power communication system is easy to damage and cause losses because of its poor resistance to lightning overvoltage. Once there is lightning strike and failure in electric power communication system， it will cause interruption or dispatching system paralysis， and then causing blackouts and other accidents. Therefore， for the electric power communication， the harm of lightning is not to be ignored and must be solved. Combined with concrete practice experience， this paper sums up the three principles in the process of electric power communication system lightning protection design： integrated lightning protection， scientific and effective and economical， in order to achieve the purpose of protection of electric power communication system and its equipment.
關(guān)鍵詞： 電力；通信系統(tǒng)；防雷；設(shè)計；原則
Key words： electric power；communication systems；lightning protection；design；principle
中圖分類號：TM734 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2015）12-0133-04
0 引言
隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，電力技術(shù)日益提升，并得到廣泛的應(yīng)用。近年來，隨著智能電網(wǎng)建設(shè)不斷深入，電力通信系統(tǒng)應(yīng)用日益寬泛，重要性不斷增加，電力通信設(shè)備的集成水平和信息化程度也在不斷提高。傳統(tǒng)設(shè)計中系統(tǒng)/設(shè)備耐過電壓能力低，雷電過電壓以及LEMP的侵入所產(chǎn)生的電磁效應(yīng)、熱效應(yīng)會造成設(shè)備干擾或永久性損壞，其所造成的經(jīng)濟損失是相當驚人的，因此，我們必須采取有效的雷電防御措施，以達到保護電力通信系統(tǒng)及其設(shè)備的目的。
那么，在進行電力通信系統(tǒng)防雷技術(shù)設(shè)計時，應(yīng)堅持哪些原則呢？筆者認為，為防止和減少雷電對電力通信系統(tǒng)的危害，確保電力通信設(shè)備的安全運行，在進行電力通信系統(tǒng)防雷技術(shù)設(shè)計時，必須堅持預(yù)防為主、安全第一的原則。
具體來說就是在進行電力通信系統(tǒng)防雷技術(shù)設(shè)計時，應(yīng)著重堅持綜合防雷原則、科學(xué)有效原則和經(jīng)濟實用原則。
1 在進行電力通信系統(tǒng)防雷技術(shù)設(shè)計時，應(yīng)堅持綜合防雷原則
堅持綜合防雷的設(shè)計原則，主要解決以下三個方面的問題：
1.1 必須弄清楚須進行雷電防護的電力通信系統(tǒng)/設(shè)備的空間配置，即有哪些通信系統(tǒng)/設(shè)備須進行雷電防護設(shè)計。一般來說，電力通信系統(tǒng)/設(shè)備所在建（構(gòu)）筑物、電力通信電源系統(tǒng)、電力通信線纜、數(shù)字微波通信系統(tǒng)、程序交換系統(tǒng)、衛(wèi)星通信系統(tǒng)、電力線載波通信系統(tǒng)及電力會議電視系統(tǒng)均應(yīng)進行雷電防護設(shè)計。
1.2 必須弄清楚危害電力通信系統(tǒng)/設(shè)備的雷電通道。如圖1所示，電力通信系統(tǒng)遭受雷電危害的通道主要有四類：①雷電直擊電力通信系統(tǒng)/設(shè)備；②雷電電磁脈沖/輻射；③雷電傳導(dǎo)；④地電位反擊/高電位反擊。
1.3 必須采取綜合防雷措施對電力通信系統(tǒng)/設(shè)備進行保護。
綜合防雷措施應(yīng)包括外部防雷措施和內(nèi)部防雷措施兩部分（詳見圖2）。
在進行綜合防雷措施選擇設(shè)計時，應(yīng)重點考慮這些防雷措施所能實現(xiàn)的功能：①接閃功能；②分流功能；③屏蔽作用；④均衡電位；⑤接地效果；⑥合理布線，可減少耦合作用。
2 在進行電力通信系統(tǒng)防雷技術(shù)設(shè)計時，應(yīng)堅持科學(xué)有效性原則
堅持科學(xué)有效性原則，就是在進行電力通信系統(tǒng)防雷技術(shù)設(shè)計時，應(yīng)解決好如下三個方面的問題：
2.1 必須根據(jù)被保護電力通信系統(tǒng)的具體情況確定其雷電防護等級。
進行電力通信系統(tǒng)的防雷技術(shù)設(shè)計，我們必須先對其進行雷電環(huán)境評估，以確定其防護等級。通常情況下，我們可采用兩種方法確定電力通信系統(tǒng)的雷電防護等級：一是按電力通信系統(tǒng)重要性及所處地區(qū)雷暴日等級劃分雷電防護等級，例如位于強雷區(qū)（d>90天）的500kV以下電壓等級變電站中設(shè)置的電力通信系統(tǒng)劃分為A級，而位于中雷區(qū)（15天
2.2 在進行電力通信系統(tǒng)防雷技術(shù)設(shè)計時，其所采用的防雷技術(shù)/措施必須首先滿足被保護對象的使用要求，尤其是EMC要求。
一方面，電力通信系統(tǒng)的構(gòu)成種類很多，不同的電力通信系統(tǒng)其性能參數(shù)是不相同的，例如數(shù)字微波通信系統(tǒng)和電力線載波通信系統(tǒng)，其性能參數(shù)相差較大，因此，在進行防雷技術(shù)設(shè)計時，所采用的防雷技術(shù)和措施也是不同的。
另一方面，在進行電力通信系統(tǒng)防雷技術(shù)設(shè)計時，必須考慮到采取防雷保護時，不能帶來新的安全問題，即應(yīng)確保被保護電力通信系統(tǒng)工作在EMC（電磁兼容）環(huán)境中。
2.3 在進行電力通信系統(tǒng)防雷技術(shù)設(shè)計時，所采用的防雷技術(shù)/措施除滿足電力通信系統(tǒng)的使用要求外，還必須滿足相關(guān)國家標準或設(shè)計標準的最低要求。
由于電力通信系統(tǒng)的構(gòu)成種類繁多，因此，對于不同類型的電力通信系統(tǒng)，其所采用的防雷措施在性能方面是不相同的，故國家標準的要求均是有差別的。那么，不同類型的電力通信系統(tǒng)的防雷技術(shù)應(yīng)滿足哪些最低國家或行業(yè)標準要求呢？下面以電力通信系統(tǒng)中的數(shù)字微波通信系統(tǒng)為例作一簡單論述。
數(shù)字微波通信系統(tǒng)是目前發(fā)電廠、變電站常用的電力通信系統(tǒng)，主要由機房、微波塔和電力變壓器三部分構(gòu)成（如圖3所示）。
根據(jù)數(shù)字微波通信系統(tǒng)的特點，其所采用的防雷技術(shù)/設(shè)施至少應(yīng)達到如下要求：
①防雷接閃器的設(shè)置。微波塔、機房和變壓器應(yīng)設(shè)置接閃器，使微波天線、機房和變壓器處于直擊雷防護區(qū)（LPZOB）內(nèi)。
②防雷引下線的設(shè)置。其一，微波塔接閃器應(yīng)設(shè)置專門的引下線，連接至接地網(wǎng)，引下線材料宜采用40mm×4mm熱鍍鋅扁鋼，且其入地點應(yīng)設(shè)在與機房地網(wǎng)不相鄰的鐵塔地網(wǎng)另一側(cè)。其二，微波通信機房應(yīng)按第二類防雷建筑物的要求設(shè)置直接雷防護措施，其引下線不應(yīng)少于2根，并應(yīng)沿機房四周均勻?qū)ΨQ布置，其間距沿周長計算不應(yīng)大于18m。
③數(shù)字微波站地網(wǎng)的設(shè)置。如圖3所示，微波站地網(wǎng)由機房建筑物的基礎(chǔ)地網(wǎng)、鐵塔地網(wǎng)和變壓器地網(wǎng)三部分構(gòu)成，并應(yīng)滿足如下要求：其一，微波站地網(wǎng)、機房地網(wǎng)和變壓器地網(wǎng)應(yīng)每隔3m～5m相互焊接連通一次，并不應(yīng)少于兩處。其二，微波塔地網(wǎng)面積應(yīng)延伸到塔基四腳外1.5m的范圍，其周邊應(yīng)為封閉式。其三，數(shù)字微波通信站地網(wǎng)應(yīng)增設(shè)環(huán)形專設(shè)接地體，環(huán)形接地體由水平和垂直接地體組成，水平接地體周邊應(yīng)為封閉式，并與原地網(wǎng)在同一水平面上。環(huán)形接地體與原地網(wǎng)應(yīng)每隔3～5m相互焊接連通一次。其四，數(shù)字微波站地網(wǎng)的接地電阻應(yīng)滿足：Ri≤5Ω；高土壤電阻率地區(qū)應(yīng)滿足：Ri≤10Ω。
④等電位連接的設(shè)置。數(shù)字微波通信機房應(yīng)設(shè)置等電位連接裝置，具體要求如下：其一，在機房入口處，即LPZOA或LPZOB區(qū)與LPZ1區(qū)交界處應(yīng)設(shè)置總等電位連接端子板（MEB）。MEB與接地裝置的連接不應(yīng)少于兩處，且必須注意，弱電MEB和共用地網(wǎng)的連接點與強電MEB和共用地網(wǎng)的連接點在共用地網(wǎng)中的距離L應(yīng)滿足：L≥15m。其二，機房各樓層均應(yīng)設(shè)置樓層等電位連接端子板（FEB）。其三，機房內(nèi)應(yīng)圍繞機房敷設(shè)環(huán)形等電位接地母線。其四，機房內(nèi)應(yīng)設(shè)等電位連接網(wǎng)絡(luò)，機房等電位連接網(wǎng)絡(luò)應(yīng)通過環(huán)形等電位接地母線與共用地網(wǎng)連接。其五，機房內(nèi)設(shè)備的金屬外殼、機架、線纜金屬外層、金屬管、槽、走線架、金屬門框、地板、防靜電接地、安全地、工作地、SPD接地端均應(yīng)以最短的距離與機房內(nèi)等電位連接網(wǎng)絡(luò)作連接。
⑤屏蔽體系的設(shè)置。電力數(shù)字微波通信系統(tǒng)的屏蔽措施應(yīng)包括空間屏蔽、設(shè)備屏蔽和線纜屏蔽，其中空間屏蔽包括建筑物外部鋼結(jié)構(gòu)墻體的初級屏蔽和機房內(nèi)部屏蔽，其具體技術(shù)要求如下：其一，機房應(yīng)選擇在建筑物低層中心部位，機房內(nèi)設(shè)備應(yīng)盡可能遠離機房屏蔽體或結(jié)構(gòu)柱。其二，每層設(shè)備屏蔽體應(yīng)采用兩根及以上不同長度的連接導(dǎo)體與等電位連接網(wǎng)絡(luò)連接。其三，機房內(nèi)部屏蔽可采用六面金屬網(wǎng)屏蔽，并做好接地。其四，機房鐵門應(yīng)采用無窗戶鐵門，并做好接地。其五，機房窗戶開孔應(yīng)采用金屬網(wǎng)格屏蔽，并做好接地。其六，電力數(shù)字微波通信系統(tǒng)金屬芯線纜宜采用雙層屏蔽電纜，內(nèi)層屏蔽做單點接地，而外層屏蔽可在防雷區(qū)交界處作多點接地，例如微波塔上的照明電纜線、波導(dǎo)管或同軸電纜的屏蔽層均應(yīng)采用雙層屏蔽，并做好接地。其七，機房設(shè)備接地線嚴禁與接閃器、鐵塔、防雷引下線直接連接。
⑥布線要求。電力數(shù)字微波通信系統(tǒng)金屬芯線敷設(shè)應(yīng)符合如下要求：其一，雷電防護等級為A級的機房，其戶外線纜宜敷設(shè)在金屬線槽或金屬管道內(nèi)。其二，線纜路由布線時，應(yīng)盡量減小由線纜自身形成的感應(yīng)環(huán)路面積。其三，室內(nèi)布線盡量集中在建筑物的幾何中心部位，盡量遠離大功率設(shè)備/設(shè)施和產(chǎn)生強電磁場的設(shè)施。其四，金屬芯電纜空線對應(yīng)在配線架上做好接地。其五，當數(shù)字微波通信系統(tǒng)采用OPGW光纜布線時，OPGW引下塔至機房之間應(yīng)換用非金屬引下光纜。
⑦SPD的安裝設(shè)計。電力數(shù)字微波通信系統(tǒng)設(shè)置的SPD應(yīng)包括強電和弱電兩大部分，其中弱電部分包括信號線路SPD和天饋線路用SPD。具體設(shè)計要求如下：
其一，通信供電電源用SPD的安裝設(shè)計應(yīng)滿足：1）不同等級機房（A、B、C、D）電源SPD的設(shè)計安裝位置、性能參數(shù)詳見表1和表2。2）模塊式電源SPD還必須具有遙信、劣化和脫離指示功能；而電源第一級箱式SPD還應(yīng)具有劣化指示、遙信、過電流保護、雷電記數(shù)功能。3）各級SPD之間能量配合要求應(yīng)滿足GB50057-2010第6.4.5條第3款及GB50343-2012第5.4.3條第6款規(guī)定。4）SPD與被保護設(shè)備之間的配合應(yīng)符合GB50343-2012第5.4.3條第9、10款的規(guī)定。5）SPD兩端連接導(dǎo)體應(yīng)采用銅材，其最小截面積應(yīng)符合表3的規(guī)定。6）當電力通信系統(tǒng)設(shè)有UPS時，其交流輸入端應(yīng)設(shè)置電源SPD。
其二，電力數(shù)字微波通信系統(tǒng)信號線路SPD的設(shè)計安裝應(yīng)滿足：1）信號SPD安裝位置、試驗類型的選擇應(yīng)符合表4的要求。2）信號SPD的Uc應(yīng)滿足：Uc≥1.2倍線路上最大工作電壓。3）信號SPD的Up/f應(yīng)滿足：Up/f≤0.8Uw，其中，Uw為被保護設(shè)備的額定沖擊耐受電壓。4）信號SPD的接地線應(yīng)采用銅導(dǎo)線，并同時滿足表4的最小截面要求。5）信號SPD應(yīng)根據(jù)線路的工作頻率、傳輸速率、傳輸帶寬、工作電壓、接地形式和特性阻抗等參數(shù)，選擇插損小、分布電容小，并與縱向平衡、近端串擾和誤碼率指標適配的SPD。
其三，電力數(shù)字微波通信系統(tǒng)天饋線路應(yīng)設(shè)置SPD進行保護。天饋線路SPD應(yīng)安裝在收/發(fā)通信設(shè)備的射頻出入端口處，其各項性能參數(shù)選擇詳見表5所示。
3 在進行電力通信系統(tǒng)防雷技術(shù)設(shè)計時，應(yīng)堅持經(jīng)濟實用原則
電力通信系統(tǒng)的防雷設(shè)計，在確認所采用的防雷措施符合系統(tǒng)使用要求和國家標準規(guī)定的前提下，還應(yīng)做到投資的經(jīng)濟合理，即須堅持經(jīng)濟實用的原則。
電力通信系統(tǒng)所采用的防雷設(shè)施的成本效益可按如下方法確定：
設(shè) S――防雷設(shè)施投資后年平均節(jié)省的費用；
CM――防雷設(shè)施的年平均費用；
i――利率；
b――折舊率；
w――維護費率；
CP――防雷設(shè)施的總費用；
CR――在有防雷措施的情況下，剩余損失的總價值；
CZ――全部損失（未安裝防雷設(shè)施）。
則S=CZ-（CM+CR）（1）
其中CM=CP?（i+b+w）（2）
根據(jù)（1）式，可得出如下結(jié)論：
①若S>0，則所采取的防雷措施是經(jīng)濟合理的；
②若≤0，則所采取的的防雷措施是經(jīng)濟不合理的。
因此，在進行電力通信系統(tǒng)防雷設(shè)計時，所選擇的防雷措施應(yīng)確保S>0，這樣的投資才是經(jīng)濟合理的。
綜上所述，我們在進行電力通信系統(tǒng)防雷設(shè)計時，理清電力通信系統(tǒng)的空間配置及其遭受雷電騷擾的通道和應(yīng)采取的綜合防雷措施，解決系統(tǒng)/設(shè)備耐過電壓能力低，雷電過電壓以及LEMP的侵入所產(chǎn)生的電磁效應(yīng)、熱效應(yīng)造成的設(shè)備干擾或永久性損壞，保護電力通信系統(tǒng)及其設(shè)備。
參考文獻：
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[3]GB50601-2010，建筑物防雷工程施工與質(zhì)量驗收規(guī)范[S].
①微波通信；
②衛(wèi)星通信。首先說一下無線通信中的微波通信。微波通信就是一種無線電波，它可以傳輸?shù)骄嚯x幾十公里的位置，但是微波通信有個特點就是帶寬、容量比較大；其次再說一下無線通信中的衛(wèi)星通信。衛(wèi)星通信主要是利用的就是通信衛(wèi)星所具備的基本作用與功能，衛(wèi)星通信中繼站在地面上兩個或者兩個以上衛(wèi)星地球站之間構(gòu)建一個微波通信系統(tǒng)。在黃河防汛應(yīng)急體系中，充分的運用現(xiàn)代計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、現(xiàn)代化通信技術(shù)，這樣可以更高效的加快黃河防汛應(yīng)急體系的信息化建設(shè)。
一、黃河防汛應(yīng)急通信的特點與要求
①應(yīng)急通信的主要特點。以黃河沿岸山東德州地區(qū)為例，當出現(xiàn)緊急突況的時候，當?shù)攸S河河務(wù)局的相關(guān)技術(shù)人員是無法預(yù)測這種突況的，只有在遇到通信突況時，這一問題才會有相應(yīng)的對策；同時，應(yīng)急通信的另一個特點就是無法預(yù)知，無法預(yù)知通信容量的大小；在黃河防汛應(yīng)急通信中，需要的網(wǎng)絡(luò)類型也是不固定的。
②應(yīng)急通信的主要任務(wù)。黃河防汛應(yīng)急通信主要任務(wù)是保障防汛專用通信網(wǎng)絡(luò)的實時性、可靠性、穩(wěn)定性。在發(fā)生緊急汛情的情況下，配合現(xiàn)有黃河通信設(shè)備幫助相關(guān)部門進行防汛指揮。
③應(yīng)急通信的技術(shù)要求。關(guān)于黃河防汛應(yīng)急通信的技術(shù)要求主要體現(xiàn)在通信設(shè)備方面。黃河防汛應(yīng)急通信必須滿足以下要求：應(yīng)急通信相關(guān)設(shè)備必須具備可操作性，同時還要保證方便、輕捷；防汛應(yīng)急通信設(shè)備要能保證傳播信息的可靠性。
二、無線通信在黃河防汛應(yīng)急中的作用
無線通信應(yīng)用技術(shù)在我國已經(jīng)被廣泛的運用到各行各業(yè)的發(fā)展，最重要的是無線通信事業(yè)的應(yīng)用與發(fā)展不斷促使著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展，不僅如此，無線通信技術(shù)對于防災(zāi)減災(zāi)也起到著至關(guān)重要的作用。首先，無線應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)可以為黃河防汛提供重要的保障基礎(chǔ)，上個世紀，黃河流域經(jīng)常發(fā)生一些自然性災(zāi)害，由于黃河本身就處在一個復(fù)雜多變的地形地貌環(huán)境中，所以突發(fā)險情也就比較多，不可預(yù)測的汛情因素也多。而我國把無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)科學(xué)的應(yīng)用到黃河防汛應(yīng)急通信體系中，在一定程度上可以起到保證黃河水情、工情、險情信息安全的作用，同時防汛信息還可以及時準確的進行傳遞。其次，無線通信在搶先救災(zāi)中發(fā)揮的作用是不可替代的。1998年的夏季，我國的嫩江流域、松花江流域、長江流域都發(fā)生了嚴重的水災(zāi)，特別是長江流域特大水災(zāi)，給我國留下了永遠無法抹去的傷痛。而當時國家有關(guān)部門就曾調(diào)用了眾多無線通信技術(shù)設(shè)備，包括海事衛(wèi)星、VSAT移動衛(wèi)星站、便捷式微波通信設(shè)備等，為抗洪救災(zāi)指揮工作提供了強有力的通信保障，最大限度的減少了洪水帶來的破壞力。
三、黃河防汛應(yīng)急對無線通信的運用
①無線圖像傳輸系統(tǒng)。無線圖像傳輸系統(tǒng)是無線通信系統(tǒng)的組成部分，在我國的應(yīng)用也比較廣泛，可以把它分為兩大類，主要是從應(yīng)用技術(shù)層次面上進行分類，包括移動視頻圖像傳輸系統(tǒng)、固定點圖像監(jiān)控傳輸系統(tǒng)。移動視頻圖像傳輸系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于海關(guān)、油田、礦山、水利、電力、海事等領(lǐng)域，尤其是對水利、海事等方面而言，因其具有特殊性，在應(yīng)急通信方面凸顯的比較困難，但自從無線通信技術(shù)在黃河防汛中的應(yīng)用，極大的改變了我國水利事業(yè)的發(fā)展。移動視頻圖像傳輸系統(tǒng)的主要作用就是可以把黃河發(fā)生汛情區(qū)域的現(xiàn)場實時情況信息通過圖像傳輸?shù)椒姥磻?yīng)急指揮中心，有助于防汛應(yīng)急指揮中心的相關(guān)決策人員就像身臨其境一樣來指揮防汛工作，從而極大的提高了指揮中心決策的及時性、準確性、科學(xué)性。固定點無線圖像監(jiān)控傳輸系統(tǒng)，它的最大作用就是實時監(jiān)控，重點是在不利于有線閉路監(jiān)控的地方實施監(jiān)控。舉個例子，像海關(guān)港口碼頭地區(qū)的監(jiān)控系統(tǒng)，黃河、長江等水域地區(qū)水利大壩工程監(jiān)測系統(tǒng)等。最重要的就是保證了應(yīng)急通信的準確性、科學(xué)性，提高了工作效率。
②衛(wèi)星地面小站系統(tǒng)。衛(wèi)星地面小站系統(tǒng)可以在陸地上移動，同時還具有GPS定位和自動對星的功能。在黃河防汛應(yīng)急體系中，衛(wèi)星地面小站系統(tǒng)可以實現(xiàn)防汛現(xiàn)場的圖像、視頻等信息的實時采集，并向黃河防汛指揮中心進行實況轉(zhuǎn)播。
關(guān)鍵詞： 扭矩測量； 微波傳輸； 隨鉆測量； 氣體鉆井； 中繼傳輸； 無線傳輸
中圖分類號： TN92?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2016）19?0095?04
Abstract： To obtain the real downhole working condition in real time and timely solve the downhole safety risk for gas dril?ling， it is necessary to monitor the torque parameter of downhole near bit in real time. A torque measurement wireless transmission system using the resistance strain torque measuring technology and microwave while drilling data transmission technology is researched and designed. The C8051F3XX series microcontroller is taken as the main controller of the system to realize the hardware circuit and software program designs of data acquisition， data storage and data transmission. The signal relay transmission method can enhance the microwave communication distance greatly， and make the measured well depth reach up to 3 000 m. The matched host?computer monitoring software was developed， and the while drilling detection of downhole torque was realized. The experimental results show that the system has short wireless transmission delay， can acquire， transmit and display the torque in real time， and meets the demand of downhole torque measurement for gas drilling.
Keywords： torque measurement； microwave transmission； measurement while drilling； gas drilling； relay transmission； wireless transmission
0 引 言
氣體鉆井是近年來發(fā)展起來的一種欠平衡鉆井方式，和傳統(tǒng)泥漿鉆井相比，氣體鉆井主要有提高機械鉆速，降低鉆井綜合成本，保護油氣產(chǎn)層，增加油氣產(chǎn)量等優(yōu)點[1]。在氣體鉆井過程中，為預(yù)防發(fā)生卡鉆、掉牙輪、斷鉆具等事故的發(fā)生，預(yù)防措施之一就是實時監(jiān)測鉆井過程井下近鉆頭扭矩的變化情況。
目前測量扭矩的方式主要有隨鉆測量（MWD）和地面測量。在國內(nèi)外市場上，隨鉆測量工具的信號傳輸以泥漿脈沖和電磁波為主。泥漿脈沖測量工具雖然技術(shù)比較成熟，但因其采用鉆井液脈沖傳輸方式，無法應(yīng)用于氣體鉆井等沒有連續(xù)液相的鉆井中；電磁波測量工具是利用低頻電磁波在地層中的傳播進行信號的傳輸，低電阻率地層會使信號大幅度衰減，受地層特性影響較大，測量深度有限[2]。在地面測量扭矩，受地層、巖性等影響導(dǎo)致測量精度存在許多不足，不能準確地反映鉆柱在井下的運動情況[3]。
本文設(shè)計了一種適于氣體鉆井的扭矩測量無線傳輸系統(tǒng)，測量深度超過3 000 m、信號傳輸速率大于100 Kb/s，在近鉆頭鉆具的測試中能夠準確測量其在井下扭矩的瞬時值并記錄整個鉆井過程的扭矩曲線，使現(xiàn)場技術(shù)人員可以實時監(jiān)測井下扭矩和準確預(yù)測井下異常情況。
1 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)原理
1.1 應(yīng)變測試法測試扭矩
扭矩傳感器按測量原理可分為傳遞法、力平衡法和能量轉(zhuǎn)換法[4?5]。在三種扭矩測量方法中，傳遞法和平衡力法為直接測量扭矩方法，測量方便、精確度高，但力平衡法只能用于勻速工作的情況下。而能量轉(zhuǎn)換法為間接測量的方法，測量誤差較小，所以本設(shè)計采用傳遞法測量扭矩。
由材料力學(xué)知，在扭矩作用下，彈性軸將會產(chǎn)生形變，在軸表面與軸成45°和135°的斜面上受到法向應(yīng)力，此法向應(yīng)力為主應(yīng)力，其數(shù)值等于橫截面上的最大剪應(yīng)力[6]。可將應(yīng)變片在沿彈性軸軸線成45°，135°方向粘貼在軸表面，就會受到相應(yīng)的最大拉應(yīng)力和壓應(yīng)力，并將它們連成差動全橋。因為本設(shè)計中測量短節(jié)的空間限制，只能采用粘貼單片全橋應(yīng)變片。利用鉆鋌在受力過程中的形變帶動電阻應(yīng)變片橋路輸出的變化， 在理想情況下，扭矩變化量?電阻變化量?電壓變化量三者之間為線性關(guān)系[7]，通過測量電壓變化量，就可以準確測量井下鉆柱的扭矩大小。
1.2 扭矩傳感器非線性校正
非線性，又稱線性度，表征傳感器輸出?輸入校準曲線與所選定的作為工作直線的擬合直線之間的偏離程度。對傳感器的非線性校正有硬件和軟件方法，軟件方法有插值法、計算法和查表法[8]。硬件方法校正需要使用很多硬件電路，由于功耗高以及占用空間，不適于氣體鉆井井下測量，因此，本系統(tǒng)采用計算法進行扭矩傳感器的非線性校正。
由理論計算知，[M=εEWn1+μ，]其中E為彈性軸的楊氏模量；[Wn]為抗扭截面系數(shù)；[μ]為彈性軸的泊松比。扭矩[M]和應(yīng)變[ε]是正比關(guān)系，直接利用公式或繪制輸入輸出曲線圖來估計曲線斜率的大小求解扭矩，誤差較大，影響系統(tǒng)精度。故用基于最小二乘法的曲線擬合法來擬合輸出的應(yīng)變[ε]和輸入的扭矩[M]的線性方程，這種方法的基本原理是使傳感器校準數(shù)據(jù)的殘差的平方和最小。
經(jīng)計算，測量精度小于2.5%，符合測量要求。將其通過編程存入單片機，由應(yīng)變[ε]引起的電壓變化經(jīng)過采樣、濾波后，送入單片機后直接進入計算程序進行計算，即可得到經(jīng)過線性化處理的輸出參數(shù)扭矩[M。]該方法實現(xiàn)了系統(tǒng)刻度智能化轉(zhuǎn)換和非線性自校正的功能，改善了系統(tǒng)靜態(tài)性能，提高了系統(tǒng)的測量精度。
1.3 鉆柱內(nèi)微波傳輸原理
鉆柱內(nèi)微波的傳輸過程中主要使用波導(dǎo)技術(shù)，該技術(shù)一般由圓柱形的空心金屬管組成，用于傳導(dǎo)電磁波[9]。對于氣體鉆井，鉆柱內(nèi)的介質(zhì)為氣體，其對微波功率的衰減貢獻很小，可忽略不計，那么鉆柱可看作是理想圓波導(dǎo)。按照波導(dǎo)理論計算的微波頻率，能用的頻段是2.4 GHz和5.8 GHz，5.8 GHz頻段的功率收發(fā)模塊體積較大，不便于安裝到井下，2.4 GHz頻段的中、大功率收發(fā)模塊體積小，適合安裝到井下狹小的空間，故采用2.4 GHz頻段進行鉆柱內(nèi)微波通信[10]。
實際微波傳輸測試結(jié)果表明若只依靠單級點對點傳輸不能實現(xiàn)3 000 m的傳輸距離，延長井下微波通信模塊的有效通信距離的方法有三種，提高微波發(fā)射功率、減少鉆桿內(nèi)微波傳輸?shù)乃p和無線中繼傳輸，而提高發(fā)射功率需要大功率的供電系統(tǒng)，受井下環(huán)境限制不能實現(xiàn)，由理論研究和測試得知鉆具尺寸和內(nèi)壁銹蝕程度是影響微波傳輸衰減的主要因素，減少鉆桿內(nèi)微波傳輸?shù)乃p對鉆桿尺寸和內(nèi)壁質(zhì)量要求太高。故本設(shè)計應(yīng)用無線中繼技術(shù)解決此問題，無線中繼傳輸技術(shù)的基本原理是利用AP（Access Point）的無線接力功能，將無線信號從一個中繼點傳送到下一個中繼點，通過引入信號中繼的方式增大微波信號的有效傳輸距離，降低了發(fā)射功率的要求，同時可以縮小井下儀器內(nèi)電池的體積，延長微波通信模塊的井下工作時間。
2 扭矩測量無線傳輸系統(tǒng)的設(shè)計
扭矩測量無線傳輸系統(tǒng)硬件部分主要包括扭矩傳感器模塊、信號調(diào)理模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、微波通信模塊、串口通信模塊、電源模塊及單片機控制模塊。系統(tǒng)的設(shè)計框架圖如圖1所示。
扭矩傳感器將測量短節(jié)受扭矩作用產(chǎn)生的應(yīng)變量轉(zhuǎn)化成電壓信號，經(jīng)信號調(diào)理電路放大濾波后，轉(zhuǎn)換為適合于C8051F35X單片機的輸入信號，再通過片內(nèi)24位精度A/D轉(zhuǎn)換功能對其完成模數(shù)轉(zhuǎn)換，單片機將信號處理后傳輸?shù)轿⒉ㄍㄐ拍K進行編碼調(diào)制發(fā)送，經(jīng)過鉆柱內(nèi)的中繼模塊接力傳輸，微波通信模塊接收端接收到信號后進行解調(diào)和譯碼，經(jīng)過RS 232電平轉(zhuǎn)換傳輸?shù)缴衔粰C對信號進行分析處理，實現(xiàn)扭矩的實時監(jiān)測，并設(shè)置了備用的數(shù)據(jù)存儲模塊，可以在將測量短節(jié)從井下取出后，通過預(yù)留的串行通信模塊讀取數(shù)據(jù)存儲模塊中的扭矩數(shù)據(jù)，便于對比分析無線傳輸?shù)木取?/p>
2.1 信號調(diào)理模塊
測量短節(jié)受扭矩產(chǎn)生的應(yīng)變量是很微弱的，所以扭矩傳感器測得的電壓信號也是非常微弱的且波動范圍也比較大，存在很大的共模干擾成分。因此，必須在傳感器后面接上信號放大調(diào)理電路，對傳感器采集到的信號進行放大并且濾掉共模干擾成分，這樣才能集到比較準確的數(shù)據(jù)。為了提高共模抑制比和穩(wěn)定性，本系統(tǒng)采用放大器AD623和OP196組成兩級放大，并采取了限壓保護功能，防止輸出電壓過高損壞單片機。經(jīng)實驗驗證，信號調(diào)理模塊性能穩(wěn)定可靠，滿足設(shè)計要求。
2.2 數(shù)據(jù)采集模塊
為節(jié)約硬件空間，采用C8051F35X單片機內(nèi)置的A/D轉(zhuǎn)換功能，分辨率24位，該ADC具有在片校準功能，可以使用內(nèi)部的2.5 V電壓基準，也可以用差分外部基準進行比率測量，且可編程進行偏移校正和滿度校正， 校正結(jié)果會自動保存在單片機的SFR中。
2.3 數(shù)據(jù)存儲模塊
為防止因微波通信模塊故障導(dǎo)致信號傳輸不到上位機和驗證數(shù)據(jù)傳輸精確性，系統(tǒng)使用華邦公司生產(chǎn)的非遺失性閃速存儲器W25Q128FVFI作為數(shù)據(jù)存儲器將采集的數(shù)據(jù)存儲，該芯片容量為128 Mb，具有先進的寫保護機制，支持速度高達104 MHz的SPI兼容總線的存取操作，通過SPI串行接口與C8051F35X單片機通信，工作電壓范圍為2.7～3.6 V，可以滿足井下低功耗的設(shè)計要求。
2.4 微波傳輸模塊
微波通信模塊的研制遵循以下原則：能夠發(fā)射所需頻段的微波、模塊體積小能夠裝入鉆具、通信微波功率較大能夠保證一定的傳輸距離、成本低廉。微波通信模塊主要包括主控芯片、無線射頻芯片、通用模塊和信號發(fā)射模塊幾部分，通過UART接口和數(shù)據(jù)采集模塊連接，使用接口協(xié)議獲取井下采集數(shù)據(jù)并上傳，采用無線射頻信道，利用ZigBee傳輸方式發(fā)送。
2.5 串口通信模塊
C8051F35X單片機的串行口電平為TTL電平標準，而PC串行口的電平標準為RS?232C標準，使用MAXIM公司生產(chǎn)的MAX3266E芯片實現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換，為減小PCB板體積，串口通信模塊僅需在測量短節(jié)從井下取出后，與測量系統(tǒng)在PCB上預(yù)留的串口引腳接上，即可把存儲在存儲器W25Q128FVFI中的數(shù)據(jù)通過RS?232C串行口傳輸給上位機。
2.6 電源模塊
受氣體鉆井工作環(huán)境的限制，無法通過從地面下進入有線電纜的方式對井下設(shè)備進行供電，信號采集與發(fā)射模塊和微波信號中繼模塊最終采用的是電池供電的方式，用井下專用的耐高溫、高容量的鋰電池，單節(jié) 3.7 V，本設(shè)計中各模塊的工作電壓為3.3 V，故選用LP2985LV作為電源調(diào)理芯片，為系統(tǒng)提供穩(wěn)定的3.3 V電壓。
3 系統(tǒng)軟件設(shè)計
本系統(tǒng)軟件設(shè)計包括單片機和上位機軟件設(shè)計兩部分。用集成完全版Keil 8051工具的Silicon IDE 對C8051F35X單片機開發(fā)測試，利用Keil 軟件編寫單片機主程序，完成I/O端口、A/D轉(zhuǎn)化、串口初始化、數(shù)據(jù)發(fā)射和接收等功能，再通過Silicon IDE 分析調(diào)試環(huán)境，保證模擬外設(shè)性能。
氣體鉆井井下扭矩測量無線傳輸系統(tǒng)配套處理軟件實現(xiàn)井下扭矩測量參數(shù)監(jiān)控的設(shè)計要求是：由下位機硬件部分數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)獲得相關(guān)的電信號數(shù)據(jù)，然后由監(jiān)控軟件將這些電信號經(jīng)過處理和標定以實時曲線和數(shù)值兩種形式顯示，可以實時監(jiān)測整套系統(tǒng)的通信狀況，采集每個所用中繼短節(jié)的溫度、電量與接收信號強度等信息，便于現(xiàn)場操作人員在第一時間了解井下采集參數(shù)與微波通信情況，同時將每個模塊上傳的信息數(shù)據(jù)保存成各自獨立的文件，便于日后測量數(shù)據(jù)的調(diào)閱分析。根據(jù)以上的功能需求分析，基于SQL Server 2008 數(shù)據(jù)庫和Visual Studio 2010 開發(fā)平臺，采用C#語言，完成了上位機監(jiān)控系統(tǒng)各個模塊的開發(fā)，上位機系統(tǒng)總體框圖如圖2所示。
配套處理軟件從功能上主要分成兩部分，即數(shù)據(jù)監(jiān)控軟件和數(shù)據(jù)管理軟件，其中監(jiān)控軟件以實時數(shù)據(jù)為核心，管理軟件以歷史數(shù)據(jù)為核心。該套處理軟件實現(xiàn)了扭矩的實時處理與顯示、系統(tǒng)內(nèi)各模塊工作狀態(tài)的監(jiān)控、歷史數(shù)據(jù)調(diào)取分析等功能，并可擴展成多源數(shù)據(jù)進行集中監(jiān)測，實時監(jiān)測氣體鉆井中各類井下工程參數(shù)。
4 結(jié) 語
針對電磁波測量受地層特性影響較大和泥漿脈沖不能用于氣體鉆井的問題，本設(shè)計利用鉆柱內(nèi)微波傳輸和中繼信號傳輸?shù)姆绞酱蠓嵘宋⒉ㄍㄐ诺木嚯x，并開發(fā)配套的上位機監(jiān)測軟件，實現(xiàn)了氣體鉆井井下扭矩的隨鉆監(jiān)測，為實時了解井下的真實工況和及時處理井下安全風(fēng)險提供了技術(shù)支持。
下井實驗表明，所設(shè)計的扭矩無線測量系統(tǒng)無線傳輸時延短，能夠?qū)崟r準確地集、傳輸和顯示扭矩測量數(shù)據(jù)，能穩(wěn)定可靠工作160 h，測量精度小于2.5%，測量深度超過3 000 m，滿足氣體鉆井中井下扭矩測量的實際要求。
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隨著貴州民航事業(yè)的迅速發(fā)展，機場航班量劇增，飛行流量不斷增大，因此，對管制部門的要求越來越高，相應(yīng)對管制手段的要求也越來越高。空管通信網(wǎng)要求提供更高的通信質(zhì)量以及更穩(wěn)定可靠的通信系統(tǒng)，以保證業(yè)務(wù)的正常可靠地傳輸。但由于目前空管尚缺乏規(guī)范的通信網(wǎng)可靠性評估依據(jù)和標準，難以系統(tǒng)性分析和評估通信設(shè)備的質(zhì)量和可靠性，存在一定的安全隱患。本文通過建模分析串聯(lián)通信系統(tǒng)、并聯(lián)冗余通信系統(tǒng)、備份冗余通信系統(tǒng)的可靠性計算方法，以目前貴州空管分局航管樓到森林公園雷達站的通信系統(tǒng)為例，對系統(tǒng)可靠性進行分析。
1、可靠性評估數(shù)學(xué)模型的建立
民航貴州空管分局通信系統(tǒng)中子系統(tǒng)的基本連接方式主要有串聯(lián)、并聯(lián)、備用三種。串聯(lián)系統(tǒng)是一種不含冗余系統(tǒng)的連接方式，任何一種子系統(tǒng)的失效都將導(dǎo)致整個系統(tǒng)的失效，假設(shè)R（t）表示通信系統(tǒng)在規(guī)定時間內(nèi)的可靠度，各個子系統(tǒng)的可靠度分別為Ri（t），失效率分別為λi，子系統(tǒng)是否發(fā)生故障是相互獨立的，根據(jù)概率論知識可知，串聯(lián)系統(tǒng)的可靠度為：
設(shè)λ為整個系統(tǒng)的失效率，即：
則：
并聯(lián)冗余系統(tǒng)的可靠度為：
對于備用冗余系統(tǒng)中，一個或多個系統(tǒng)處于備用模式以準備主系統(tǒng)故障時接入系統(tǒng)工作，與并聯(lián)冗余系統(tǒng)不同，備用冗余系統(tǒng)中模型描述的是主要系統(tǒng)與備用系統(tǒng)不能同時工作的情況。對于不可修復(fù)的備用系統(tǒng)模型，系統(tǒng)失效概率可用泊松分布來描述：
式中：表示在時間t內(nèi)k個系統(tǒng)故障的概率，λ為系統(tǒng)故障率。該式適用于主系統(tǒng)與備用系統(tǒng)失效概率相同的情況。
在備用冗余系統(tǒng)模型中，假定主系統(tǒng)故障后，備用系統(tǒng)依次迅速接替工作，直至備用系統(tǒng)全部故障，假定系統(tǒng)是不可修復(fù)的，則在時間t內(nèi)具有n-1個備用系統(tǒng)的可靠度為：
式中，ps表示系統(tǒng)成功切換的概率，即切換裝置的可靠動作率。
上述備用冗余系統(tǒng)中，主系統(tǒng)與所有備用系統(tǒng)的失效概率都是相同的，實際系統(tǒng)往往不是如此，主系統(tǒng)以及備用系統(tǒng)的故障率由系統(tǒng)自身的性質(zhì)決定，計算具有不同故障率的備用冗余系統(tǒng)的可靠度的方法主要采用聯(lián)合概率密度的概念。
假設(shè)備用冗余系統(tǒng)具有一個主系統(tǒng)與一個備用系統(tǒng)，他們的故障率分別為λ主和λ備，假設(shè)主系統(tǒng)在t1時刻失效，備用系統(tǒng)立即接替工作，再假定備用系統(tǒng)在t時刻失效，則備用系統(tǒng)失效的時間為t2=t-t1，因此由主備系統(tǒng)組成的備用冗余系統(tǒng)的失效概率密度為：
將f（t）對t1積分得到只用t表示的聯(lián)合概率密度函數(shù)：
因此，系統(tǒng)的可靠性為：
考慮檢測和切換裝置的可靠動作率ps，系統(tǒng)可靠性為：
2、貴州空管分局通信網(wǎng)可靠性分析
以貴州空管分局通信網(wǎng)中航管樓至森林公園雷達站的通信保障系統(tǒng)為例，航管樓至森林公園雷達站通信采用的是光纖通信為主，SDH微波通信為備。
鏈接圖可以簡化為如圖1所示的傳輸結(jié)構(gòu)圖：
圖1 航管樓至森林公園雷達站傳輸結(jié)構(gòu)圖
通過上圖可以看到，航管樓至森林公園雷達站采用了兩種備份方式，一種是光纖通信與微波通信互為備份，另一種是兩套接入網(wǎng)設(shè)備互為備份。
（1）光纖通信鏈路可靠性計算
首先計算第一種備份方式的可靠性。這里航管樓至森林公園雷達站的光纖通信可靠性，航管樓至森林公園雷達站距離大約10km，根據(jù)光纜可靠性分析，航管樓到森林公園雷達站的光纜可靠性為：
由圖可見，兩端光端機選用華為OSN1500，根據(jù)文獻調(diào)研收集到的華為通信設(shè)備的可靠性參數(shù)的分析，設(shè)備可靠性為：
那么光纖通信的可靠性，也就是光端機5――光纖10――光端機6可靠性為：
（2）微波通信鏈路可靠性計算
微波設(shè)備與前端光纖設(shè)備采用的連接方式是SDH方式，也就是圖中紅線所示為SDH光纖連接方式，貴州空管分局使用的愛立信MINI-LINK TN微波設(shè)備可以很方便的實現(xiàn)這種模式的連接，故可不考慮改變傳輸方式的改變對微波鏈路的可靠性影響，微波設(shè)備可靠性
微波傳輸?shù)目煽啃詾?/p>
故微波鏈路微波設(shè)備7――微波13――微波設(shè)備8的可靠性為
航管樓至森林公園雷達站采用的接入網(wǎng)設(shè)備是華為FA16，根據(jù)傳輸圖可以看出，兩種通信方式通過電纜接入華為FA16設(shè)備，因此，要計算可靠性，需要知道華為FA16的可靠性指標和電纜通信的可靠性指標，查閱FA16的技術(shù)手冊，可知該設(shè)備的可靠性很高，可達到99.995%，故取可靠度。電纜線的平均故障間隔時間（MTBF）可達30000h，也就是說可取電纜線的可用度A為99.996%，故令電纜線的可靠性為。
（3）整體可靠性分析
則上述第一種光纖通信與微波通信備份方式的可靠性計算方法為
另外，航管樓至森林公園采用兩臺華為FA16設(shè)備互為冷備份，即通常情況下運行一臺機器，故障情況下另一臺機器運行，這種備份能很大程度提高網(wǎng)絡(luò)通信可靠性。這種情況下，主備分通信鏈路的可靠性均為R，則整個航管樓到發(fā)報臺的可靠性為
1 網(wǎng)絡(luò)處理器、局域網(wǎng)以及無線通信的概念介紹
網(wǎng)絡(luò)處理器,根據(jù)國際網(wǎng)絡(luò)處理器會議(Network Processors Conference) 的定義:網(wǎng)絡(luò)處理器是一種可編程器件,它特定的應(yīng)用于通信領(lǐng)域的各種任務(wù),比如包處理、協(xié)議分析、路由查找、聲音/數(shù)據(jù)的匯聚、防火墻、QoS等。網(wǎng)絡(luò)處理器器件內(nèi)部通常由若干個微碼處理器和若干硬件協(xié)處理器組成,多個微碼處理器在網(wǎng)絡(luò)處理器內(nèi)部并行處理,通過預(yù)先編制的微碼來控制處理流程,而對于一些復(fù)雜的標準操作(如內(nèi)存操作、路由表查找算法、QoS的擁塞控制算法、流量調(diào)度算法等)則采用硬件協(xié)處理器來進一步提高處理性能,從而實現(xiàn)了業(yè)務(wù)靈活性和高性能的有機結(jié)合。局域網(wǎng)是指在某一區(qū)域內(nèi)由多臺計算機互聯(lián)成的計算機組。一般是方圓幾km以內(nèi)。局域網(wǎng)可以實現(xiàn)文件管理、應(yīng)用軟件共享、打印機共享、工作組內(nèi)的日程安排、電子郵件和傳真通信服務(wù)等功能。局域網(wǎng)是封閉型的,可以由辦公室內(nèi)的兩臺計算機組成,也可以由一個公司內(nèi)的上千臺計算機組成。無線通信主要包括微波通信和衛(wèi)星通信。微波是一種無線電波,它傳送的距離一般只有幾十km。但微波的頻帶很寬,通信容量很大。微波通信每隔幾十km要建一個微波中繼站。衛(wèi)星通信是利用通信衛(wèi)星作為中繼站在地面上兩個或多個地球站之間或移動體之間建立微波通信聯(lián)系。綜上所述,對網(wǎng)絡(luò)處理器、局域網(wǎng)以及無線通信有了具體的認識了解之后,人們在局域網(wǎng)無線通信的設(shè)計過程中,除了擁有過硬的網(wǎng)絡(luò)操作技術(shù)外,還需要對無線局域網(wǎng)有一定的研究。在無線局域網(wǎng)的設(shè)計研究中,網(wǎng)絡(luò)市場上占有率最高的網(wǎng)絡(luò)處理器是由Intel公司研制開發(fā)的IXP系列產(chǎn)品,其中最具代表的產(chǎn)品為IXP425網(wǎng)絡(luò)處理器,不僅滿足了基于它的通信功能,同時,還使局域網(wǎng)無線網(wǎng)絡(luò)得到了充分的發(fā)展與利用,極大的滿足了人們的需求,同時也為人們的日常生活帶來了極大的方便。
2 IXP425網(wǎng)絡(luò)處理器的基本構(gòu)架與具體功能
IXP425網(wǎng)絡(luò)處理器與其他網(wǎng)絡(luò)處理器相比較,其組成構(gòu)架一樣,主要包括:處理器、異步收發(fā)端口、網(wǎng)絡(luò)口以及總線,但與此同時,IXP425的網(wǎng)絡(luò)處理器構(gòu)架還具備了其他網(wǎng)絡(luò)處理器所沒有的構(gòu)架,主要包括以下幾個方面:
2.1 硬件加速單元
在計算機的專業(yè)術(shù)語中,網(wǎng)絡(luò)處理引擎也可以用NPE來表示,主要包括:算術(shù)邏輯運算單元、內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲單元等。NPE在一定程度上還可以出來鏈路層以及網(wǎng)絡(luò)層中的一些數(shù)據(jù),而與NPE連接的硬件加速單元,也是依據(jù)網(wǎng)絡(luò)處理器的具體功能而專門設(shè)計的。同時,每一個硬件加速單元都能夠加快網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的運行速度,從而加快了網(wǎng)絡(luò)信息的傳輸速度。
2.2 網(wǎng)絡(luò)處理引擎的IPSEC加密單元
在網(wǎng)絡(luò)處理引擎中,還包含了IPSEC的加密單元,而IPSEC的加密單元,其工作地點在網(wǎng)絡(luò)層,其主要作用是在數(shù)據(jù)包的使用過程中加入了驗證頭,從而使數(shù)據(jù)在接收的過程中,必須通過數(shù)據(jù)發(fā)送方的驗證才能對數(shù)據(jù)進行接收。不僅為數(shù)據(jù)的傳輸提供了安全保障。同時,也實現(xiàn)了數(shù)據(jù)發(fā)送方驗證處理和數(shù)據(jù)加密處理,從而確保了數(shù)據(jù)在傳輸?shù)倪^程中不會被查看或復(fù)制,有利的保障了數(shù)據(jù)在傳輸過程中的安全。
2.3 控制器的集成
2.3.1 IXP425與媒體信號
IXP425良好的設(shè)計構(gòu)架,在使用的過程中能夠支持對流媒體信號的相關(guān)處理。首先,IXP425能夠?qū)⒄Z音加解碼與相關(guān)的數(shù)據(jù)處理同時集中到一個芯片,其次,由于IXP425的中央處理器中,擁有乘法運用以及加速單元設(shè)備,從而使IXP425中央處理器在處理多種流媒體加解碼的過程中,不僅能夠獨立的執(zhí)行這一過程,同時還不需要額外的添加相應(yīng)的數(shù)字信號處理芯片。
關(guān)鍵詞：微波系統(tǒng)磁控管系統(tǒng)設(shè)計
一、目前所用微波磁控管電源系統(tǒng)的不足
1、一般微波電源系統(tǒng)的缺陷
大多數(shù)微波電源采用普通的工頻電源，經(jīng)升壓、整流和簡單濾波，體積大、效率低、紋波大．電感和電容工作在高壓狀態(tài)，價格高．隨著電力電子技術(shù)的進步，有人研究用開關(guān)電源方式做磁控管電源，雨在高壓高頻下工作的變壓器、電感可靠性很低．
2、線性串聯(lián)調(diào)整方式的弊病
串聯(lián)調(diào)整管方式穩(wěn)壓的各種質(zhì)量指標是較高的，但調(diào)整管的電壓、電流極限參數(shù)決定了它不能在高電壓、大功率下使用．
二、早期所用的微波系統(tǒng)
依據(jù)微波等離子燈的原理，我們可以清晰的發(fā)現(xiàn)，微波等離子燈的原理與微波爐的原理是一致的，微波爐是將微波能經(jīng)波導(dǎo)傳輸后耦合入諧振腔加熱物體，而微波等離子燈是將微波能經(jīng)波導(dǎo)傳輸耦合進入諧振腔激發(fā)等離子體。實際上最早的硫泡激發(fā)實驗也是在微波爐中完成的。因此在研發(fā)早期，我們采用了與微波爐大體一致的波導(dǎo)傳輸結(jié)構(gòu)和矩形諧振腔結(jié)構(gòu)，微波爐不同的是，我們希望微波等離子燈中的微波諧振腔單一且能量集中，而微波爐則需要盡量模式復(fù)雜且微波能量均勻。因此在微波等離子燈中的矩形諧振腔必須采用TE101這個最低模式，其中諧振腔長a、寬b（a＝b）、高（l）尺寸都在75~90mm之間。
三、磁控管控制系統(tǒng)設(shè)計
模糊控制建立的基礎(chǔ)是模糊邏輯，它比傳統(tǒng)的邏輯知識系統(tǒng)更能接近人類的思維和語言表達方式，而且提供對現(xiàn)實世界不確定或近似知識的獲取方法。在復(fù)雜系統(tǒng)中，由于系統(tǒng)存在的定性的、不確定和不精確信息，模糊控制的效果常優(yōu)于常規(guī)控制。其實質(zhì)是根據(jù)實際情況結(jié)合專家知識經(jīng)驗，運用模糊控制的有關(guān)理論設(shè)計一個專用的模糊控制器。專家知識經(jīng)驗的充分性和準確性是所設(shè)計的模糊控制器控制質(zhì)量高低的決定性因素，同時也是決定本系統(tǒng)工作精度的關(guān)鍵。微波修復(fù)機的加熱過程控制是一個閉環(huán)控制系統(tǒng)。實時測量值(當前溫度值)和給定值(期望溫度值)經(jīng)過模糊控制算法運算后輸出一個確定的控制信號作為磁控管的功率調(diào)整信號。
1、基于圖像傳輸?shù)臄?shù)字微波通信系統(tǒng)研究
（1）系統(tǒng)功能
早期的點對多點微波通信系統(tǒng)主要解決分散在偏遠地區(qū)的用戶的通話問題，只可提供64kbps速率的數(shù)據(jù)傳輸。隨著社會發(fā)展，人們之間的信息交流已不局限于電話，用戶對傳輸數(shù)據(jù)如圖像、視頻的需求越來越多。設(shè)計該系統(tǒng)應(yīng)達到的主要功能有：提供實時傳輸信道；為時統(tǒng)信息提供實時傳輸信道；為測控數(shù)據(jù)提供實時傳輸信道為實況圖像信息提供實時傳輸信道；為事后無壓縮數(shù)字圖像信息提供實時傳輸信道；同時，可根據(jù)的微波組網(wǎng)方式。22系統(tǒng)的沒計22L1設(shè)計原則。主要包括：設(shè)計原則貫徹執(zhí)行相關(guān)的國家標準、行業(yè)標準和國際標準；盡量采用先進而成熟的通信技術(shù)、元器件和裝配工藝；在全面滿足使用要求的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)應(yīng)預(yù)留余量，以便于實現(xiàn)廉價的升級和擴容；自研產(chǎn)品的設(shè)計應(yīng)遵循“實用、可靠、先進、簡單”的原則；外購產(chǎn)品的選型應(yīng)綜合考慮“產(chǎn)品成熟性、可靠性、性價比、工藝結(jié)構(gòu)、售后服務(wù)、單位實力、合作系數(shù)和合作經(jīng)歷”等因素；遵循通用化、模塊化、標準化的設(shè)計原則，以提高產(chǎn)品的可靠性和可維修性。222系統(tǒng)設(shè)計。本系統(tǒng)在8GHz頻段上，采用收發(fā)雙頻制TDMA多址技術(shù)，F(xiàn)DD雙工技術(shù)，以點對多點的無線通信方式，從分布在不同位置的試驗地點采集視頻。系統(tǒng)由―個中心站和3個終端站組成，中心站與終端站互為收發(fā)端。站通信設(shè)備獨立裝車，同時配備1輛40米高的通信塔車。三個均站配備18m液壓式天線桿。主要傳輸業(yè)務(wù)為：模擬話音、調(diào)度話音、RS422數(shù)據(jù)、實況圖像和事后無壓縮數(shù)字圖像。終端站通過無線信道向中心站傳輸話音、視頻等數(shù)據(jù)。站接收到數(shù)據(jù)，其中視頻信號選擇一路送相應(yīng)監(jiān)視器顯示，一路輸出，經(jīng)光纖或衛(wèi)星通信信道送至E級。
（2）中心站的組成及工作原理
中心站主要接收來自三個終端站的信號。主要設(shè)備包括：集群車載電臺及天饋線、微波通信設(shè)備、二次群復(fù)分接器、PCM終端設(shè)備、數(shù)字圖像解碼器、事后無壓縮圖像傳輸設(shè)備、配線架、電源設(shè)備、方位控制設(shè)備、車底盤及方艙等。微波天線架設(shè)在40m高的液壓天線桿上。微波天線接收微波信道傳輸?shù)男畔ⅲ腿宋⒉ㄔO(shè)備進行解調(diào)，然后經(jīng)過群分復(fù)接器進行高次群分接，其中試驗的實時視頻送至顯示設(shè)備，話音信息經(jīng)由PCM送至話務(wù)終端。群分復(fù)接器還接入微機，和終端站微機組成計算機網(wǎng)絡(luò)。
（3）終端站的組成及工作原理
終端站，主要向中心站傳輸話音、視頻信號終端站主要設(shè)備包括：微波通信設(shè)備、PCM終端設(shè)備，圖像編碼設(shè)備、事后無壓縮圖像傳輸設(shè)備配線架、電源設(shè)備、方位控制設(shè)備、車底盤及方艙等。微波天線架設(shè)在18m高的液壓天線桿上。集群電臺天線架設(shè)在12m手搖式天線桿上。其工作信息路由，與中心站基本相同：在星形組網(wǎng)方式的時候，每個終端站向中心站傳輸話音、視頻數(shù)據(jù)等。
2、系統(tǒng)主要設(shè)備的選擇
（1）微波設(shè)備的選擇。微波設(shè)用愛立信公司生產(chǎn)的MINI-LINK-E一8GHz型，設(shè)備容量為4El。它是―款中等容量的點到點微波解決方案，具有最高的可靠性，其平均故障間隔時間(MTBF)達到47年以上。它采用標準接口，能夠在各種類型的網(wǎng)絡(luò)中安全運行。該設(shè)備具備模塊化的硬件、集成話務(wù)路由選擇和強大的軟件功能
（2）數(shù)字圖像編碼解碼器。圖像編解碼器根據(jù)設(shè)備選型和戰(zhàn)術(shù)技術(shù)指標要求，選用的MPEGⅡ編解碼器，型號為EM―OB10；是一款完全符合MPEG一2／DVB標準的廣播級圖像編碼器，前端輸入1路模擬的視、音頻信號，編碼器經(jīng)過預(yù)處理、進行壓縮編碼、打包、復(fù)用，輸出符合MPEG一2標準sO，IEc13818―1)Ts傳輸流。解碼器型號為DE一010，基于MPEG一2及DVB標準，是一款專業(yè)級MPEG一2眈：0圖像解碼器，支持PAL、NTSC視頻制式。具有多種輸入、輸出標準接口。2．5．3PCM終端。PCM終端設(shè)備采用型號為ADVM15型設(shè)備。它利用標準的2M傳輸通道，采用PCM30／32制式，直接提供語音、數(shù)據(jù)、圖像等多種用戶接口。ADVM一15使用2M接口。其工作原理是：A、B兩個方向2M信號進入ADVM一15后，首先經(jīng)過線路接口處理，然后進入專用集成電路。A、B方向各有―個接收器，完成時鐘恢復(fù)、HDB3解碼、幀同步等功能。A方向線路信號經(jīng)接收器處理后，2M處理模塊將2M信號分解成30個64K信號，并按電路的時隙以及帶寬來選擇控制要求，將時隙分露的信號以下行ST―BUS總線形式送給各個信息支路。將未經(jīng)時隙分配的信號繼續(xù)傳到B向線路接口發(fā)出。
結(jié)論：微波修維護工作中的實際情況，將模糊控制算法運用到微控制器組成的控制系統(tǒng)中，充分利用了人們的專家知識經(jīng)驗、邏輯推理能力和記憶學(xué)習(xí)的優(yōu)點，解決了特殊條件下對特殊材料加熱過程控制要求苛刻的問題。經(jīng)過一證明微波的設(shè)計達到設(shè)計要求，維修質(zhì)量好，工作效率高，取得了良好的控制效果
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