网格化集中式航空干扰监测系统的制作方法

本实用新型涉及一种网格化集中式航空干扰监测系统。

背景技术：

随着无线电技术在各行各业的越来越广泛地使用，航空机场无线电通信信道已受到其他无线电信号越来越严重的干扰。这些干扰无处不在，无线电广播、蜂窝电话系统以及各种不同用途的无线电发射机都可能对空中交通无线电通讯信道造成干扰和阻塞。无线电干扰对机场的空中交通管制系统也造成巨大的威胁。轻则可以使飞行器改变其原来的航向或使航班延误而带来巨大的积极损失，重则威胁到飞行器的安全及广大乘客的生命安全。因无线电信道受到干扰而引起的坠机事件也不时见于报端。“航空干扰检测系统”的重要性不言而喻。该系统可用于各种地理环境下截获、监测和定位各种频段的无线电干扰源。

国内的网格化监测技术还处于全新的发展阶段，而传统的检测系统已经不能满足社会发展的需求。传统的监测设备以远距离间隔建设若干无线电固定监测站，但是传统的大型固定监测站和小型监测站等监测手段难以快速完成各项精确的监测任务，特别是对于一些需要保护的重点区域难以覆盖到，对各种弱功率信号、突发的干扰信号、短持续信号等更难截获，因此电磁频谱监测系统面临极大的挑战。

而今越来越多的无线通信系统想着更高的载波频率、更宽的信号宽带及更低的辐射功率等方向发展，网状化、蜂窝化、局部应用化等应用特征开始逐步显现。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种网格化集中式航空干扰监测系统。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种网格化集中式航空干扰监测系统包括多个信号监测装置、多个VPN路由、至少一个处理服务器和至少一个监测中心，所述的信号监测装置包括接收天线、GPS天线和射频传感器；所述的接收天线接收辐射在空中的电波并发送至射频传感器，GPS天线的输出端也与射频传感器连接，射频传感器对信号进行处理并通过VPN路由发送至处理服务器，所述的处理服务器对回传的数据进行处理，处理服务器与监测中心连接；

所述的射频传感器包括三个输入端口和一个输出端口，所述的射频传感器包括单刀双掷开关、逻辑放大器、预选器、混频器、本地振荡器、中频放大器、ADC、FPGA和GPS接收机；第一接收天线通过第一输入端口与单刀双掷开关的其中一个不动端连接，第二接收天线通过第二输入端口与单刀双掷开关的另外一个不动端连接，单刀双掷开关的动端与逻辑放大器的输入端连接，逻辑放大器的输出端与预选器连接，预选器的输出端与混频器的第一输入端连接，本地振荡器的输出端与混频器的第二输入端连接，混频器的输出端与中频放大器连接，中频放大器的输出端与ADC连接，ADC的输出端与FPGA连接，GPS天线通过第三输入端口与GPS接收机连接，GPS接收机与FPGA连接，FPGA的输出端通过输出端口与VPN路由连接。

所述的FPGA包括DDC、触发器、捕获存储器、FFT和CPU，DDC接收来自ADC输入的信号，DDC分别与触发器、捕获存储器、FFT连接，触发器、捕获存储器、FFT与CPU连接，所述的GPS接收机的输出端与CPU连接，CPU的结果处理输出端通过输出端口与VPN路由连接。

所述的接收天线为全向天线。

所述的接收天线包括套筒和天馈线系统，套筒上设置有射频线缆接口，套筒底部设置有安装底座；套筒内部中央设置有天线支撑导体管，天馈线系统包括偶极子、功率分配器、馈电单元和馈线，偶极子沿轴向焊接在天线支撑导体管上，每对偶极子均由两个相对且间隔设置的振子构成，功率分配器与射频线缆接口连接，功率分配器的输出端连接有至少两根馈线，每根馈线通过馈电单元连接偶极子中的一个振子。

所述的安装底座上还设置有安装孔。

所述的天线支撑导体管的上端设置有上支撑件，下端设置有下支撑件。

本实用新型的有益效果是：

（1）本实用新型为了提高射频传感器的动态范围和接收灵敏度，在混频之后利用模数转换和数字下变频技术，将模拟射频变为数字中频，然后用FPGA芯片实现对数字中频的处理和分析，同时增加天线多路切换端口和GPS处理模块用于减少多径效应和TDOA定位的时钟同步服务，可以实现无人值守室外放置，有效降低射频传感器以及整个系统的成本，并可以满足基本监测功能要求。

（2）本实用新型的全向天线全方向、体积小、重量轻、运输方便、设置安装底座，安装方便、设置射频线缆接口，连接方便快捷。

附图说明

图1为本实用新型连接示意图；

图2为射频传感器与接收天线连接示意图；

图3为接收天线外部结构图；

图4为接收天线内部布局图；

图中，1-套筒，2-射频线缆接口，3-安装底座，4-安装孔，5-功率分配器，6-馈线，7-下支撑件，8-偶极子，8.1、8.2-振子，9-馈电单元，10-天线支撑导体管，11-支撑件。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。

如图1所示，一种网格化集中式航空干扰监测系统包括多个信号监测装置、多个VPN路由、至少一个处理服务器和至少一个监测中心，所述的信号监测装置包括接收天线、GPS天线和射频传感器；所述的接收天线接收辐射在空中的电波并发送至射频传感器，GPS天线的输出端也与射频传感器连接，射频传感器对信号进行处理并通过VPN路由发送至处理服务器，所述的处理服务器对回传的数据进行处理，处理服务器与监测中心连接；

所述的射频传感器包括三个输入端口和一个输出端口，所述的射频传感器包括单刀双掷开关、逻辑放大器、预选器、混频器、本地振荡器、中频放大器、ADC、FPGA和GPS接收机；第一接收天线通过第一输入端口与单刀双掷开关的其中一个不动端连接，第二接收天线通过第二输入端口与单刀双掷开关的另外一个不动端连接，单刀双掷开关的动端与逻辑放大器的输入端连接，逻辑放大器的输出端与预选器连接，预选器的输出端与混频器的第一输入端连接，本地振荡器的输出端与混频器的第二输入端连接，混频器的输出端与中频放大器连接，中频放大器的输出端与ADC连接，ADC的输出端与FPGA连接，GPS天线通过第三输入端口与GPS接收机连接，GPS接收机与FPGA连接，FPGA的输出端通过输出端口与VPN路由连接。

处理服务器只需要购置现有设备即可，不需要对其软件进行改进，比如华为RH5885V3服务器。

所述的FPGA包括DDC、触发器、捕获存储器、FFT和CPU，DDC接收来自ADC输入的信号，DDC分别与触发器、捕获存储器、FFT连接，触发器、捕获存储器、FFT与CPU连接，所述的GPS接收机的输出端与CPU连接，CPU的结果处理输出端通过输出端口与VPN路由连接。

触发功能是包括频率触发、电平触发、功率触发等。其基本实现方式是将经过FPGA处理的数据与通过主控接口输入的触发模板数据进行逐个比较，如果满足设定的触发条件，则产生触发信号，如果不满足触发条件则一直进行比较，直到主控接口停止触发功能或者有满足触发条件的信号进行触发。根据进行比较的触发数据的位置的不同，决定触发模板的不同，决定了触发方式的不同。在触发功能的实现过程当中，在时间上连续的任何一个信号都会与触发模板数据进行比较，这样就保证了比较数据的无丢失、无缝特性，从而实现了无丢失触发功能。

实时捕获动态存储功能是需要与触发功能配合实现的。捕获存储功能就是将数据通过FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列) 接口写入到捕获存储。在进行触发捕获存储之前要首先通过主控端口设置触发前后的存储深度。当数据不能满足触发条件时候，数据一直写入到捕获存储中，如果一直没有生成触发信号，写入捕获存储器的数据一直进行刷新，这些数据在时间上是连续的。如果触发信号生成，则开始向捕获存储器中写入已经定义的存储深度的数据，写满之后停止写入，这时写入捕获存储器中的满足触发条件存储深度的数据与捕获存储器中未刷新的数据组成了以满足触发条件信号数据为分界点的时间上连续的数据。上述过程实现了信号数据的无丢失捕获存储。

具体可参照申请号201120316897.0中无丢失触发与捕获存储的功能，不需要对其软件进行改进，是现有的技术。

所述的接收天线为全向天线。

所述的接收天线包括套筒1和天馈线系统，套筒1上设置有射频线缆接口2，套筒1底部设置有安装底座3；套筒1内部中央设置有天线支撑导体管10，天馈线系统包括偶极子8、功率分配器5、馈电单元9和馈线6，偶极子8沿轴向焊接在天线支撑导体管10上，每对偶极子8均由两个相对且间隔设置的振子8.1、8.2构成，功率分配器5与射频线缆接口2连接，功率分配器5的输出端连接有至少两根馈线6，每根馈线6通过馈电单元9连接偶极子8中的一个振子8.1、8.2。

所述的安装底座3上还设置有安装孔4。

所述的天线支撑导体10的上端设置有上支撑件11，下端设置有下支撑件7。