一种变电站通信机房电磁环境干扰监测装置的制作方法

1.本实用新型属于变电站防雷雷电的安全监控技术领域，特别涉及一种变电站通信机房电磁环境干扰监测装置。


背景技术：

2.在变电站的通信机房中，通信设备所处的环境与一般通信站设备有所不同。一方面，变电站工频设备的工作电压高、电流大，会产生一定的工频电磁干扰。另一方面，遇到雷雨天气时，雷电落入变电站的机会多，防雷系统泄放的雷电电流会产生较大的电磁干扰，甚至在防雷接地电阻变大时，强电磁干扰造成通信设备损坏。因此，变电站通信设备工作环境的电磁干扰明显强于其他场合。然而，电磁干扰的水平及其对通信的影响情况一直比较模糊，缺少相关的电磁干扰强度的记录数据。
3.发明专利“一种无线通信系统间电磁干扰的测试装置及方法”4.(cn110557204a)，公开了一种无线通信系统间电磁干扰的测试系统及方法，能够测试多调频发射机系统间的电磁干扰情况，辅助无线射频通信系统电磁兼容设计与仿真工作。该专利主要是针对无线通信系统之间的电磁干扰进行测试的系统。
5.利用一组探测天线和线缆卡钳分别开展空间辐射电磁干扰和线缆传导电磁干扰，融合小波消噪、模板匹配分析等技术，解决系统电子系统在组装、集成过程中出现的电磁干扰的监测及快速定位，为有效提升电子系统研制周期的电磁环境适应性提供理论、方法和技术支持，实用新型专利(公开号:cn209878890u)提供一种电磁干扰检测系统。实用新型专利(公开号cn111624421a)一种电磁干扰监测及定位方法，该专利是在电子系统(设备)生产中测定定位系统的电磁干扰源的位置。该专利利用一组探测天线和线缆卡钳分别开展空间辐射电磁干扰和线缆传导电磁干扰，融合小波消噪、模板匹配分析等技术，解决系统电子系统在组装、集成过程中出现的电磁干扰的监测及快速定位，为有效提升电子系统研制周期的电磁环境适应性提供理论、方法和技术支持。专利(cn107632217b)给出了一种用于电磁干扰源检测及远距离跟踪的装置。包括电磁干扰源检测模块以及电磁干扰源跟踪模块。电磁干扰源检测模块接收周围空间的射频信号，经检波放大后，进行门限判别，判断是否存在电磁干扰信号并发射特定频率的射频信号。电磁干扰源跟踪模块根据接收到的特定频率的射频信号判断电磁干扰源的方向和位置。发明专利(cn108020740b)本发明一种设备区域电磁干扰检测识别系统及方法，系统包括：一天线升降杆、一安装在所述天线升降杆顶端的天线云台、一与所述天线云台连接的定向天线、一连接在所述定向天线输出端的低噪声放大器、一连接在所述低噪声放大器输出端的信号分析仪、一与所述信号分析仪连接的计算机以及一连接在所述计算机与所述天线云台之间的控制器。本发明可对电磁干扰进行快速检测，并有效去除环境瞬态干扰对检测结果的影响，提高干扰信号的识别性能，降低实现难度，减少计算工作量。
6.以上专利都没有涉及到变电站通信机房的电磁环境监测方法或系统，本实用新型为变电站环境监测提供了一种思路。
7.在变电站的通信机房中，通信设备所处的环境与一般通信站设备有所不同。一方面，变电站工频设备的工作电压高、电流大，会产生一定的工频电磁干扰。另一方面，遇到雷雨天气时，雷电落入变电站的机会多，防雷系统泄的放雷电电流会产生较大的电磁干扰，甚至在防雷接地电阻变大时，强电磁干扰造成通信设备损坏。因此，变电站通信设备工作环境的电磁干扰明显强于其他场合。然而，电磁干扰的水平及其对通信的影响情况一直比较模糊，缺少相关的电磁干扰强度的记录数据。


技术实现要素：

8.本实用新型的目的是针对现有技术的不足提出一种变电站通信机房电磁环境干扰监测装置，其特征在于，所述变电站通信机房电磁环境干扰监测装置由宽带天线组、低噪声放大器、宽频带放大器、带通滤波组、下变频、a/d变换和信号采集与控制器串联组成，并固定在方形机壳内的底板上；其中宽带天线组连接低噪声放大器，信号采集与控制器还分别连接低噪声放大器与带通滤波组；然后信号采集与控制器通过rs485接口连接到机房动力环境监测系统。
9.所述宽带天线组分别安装在机房不同的位置。
10.所述低噪声放大器由单片集成电路ina102构成。
11.所述宽频带放大器由cx35g和cx35f组成。
12.所述方形机壳1的后面固定宽带天线组接口4，宽带天线组的信号线通过宽带天线组接口4与低噪声放大器和信号采集与控制器连接；在方形机壳1的前面右边设置电源插口2，左边设置rs485接口3.与信号采集与控制器的rs485总线接口连接。
13.本实用新型的有益效果是本实用新型提供的变电站通信机房电磁环境干扰监测装置，通过监测变电站通信机房的电磁干扰强度，并利用机房动力环境监控系统进行采集数据，深入了解通信设备工作环境的电磁状况，为机房防电磁干扰的设计提供参考，也能用于分析电磁干扰造成通信质量下降提供参考。
附图说明
14.图1为变电站机房电磁干扰监测装置结构示意图。
15.图2为变电站机房电磁干扰波形图，其中(a)、(b)和(c)分别给出了干扰信号环境白噪声与1khz、1mhz和100mhz的波形。
16.图3为变电站机房电磁干扰监测装置外观示意图。
具体实施方式
17.本实用新型提出一种变电站通信机房电磁环境干扰监测装置，下面结合附图与实施例对本实用新型进行具体说明。
18.如图1、图3所示是变电站机房电磁干扰监测装置结构示意图。图1所示变电站通信机房电磁环境干扰监测装置由宽带天线组、低噪声放大器、宽频带放大器、带通滤波组、下变频、a/d变换和信号采集与控制器串联组成；在图3所示的方形机壳1的宽带天线组接口4，宽带天线组的信号线通过宽带天线组接口4和低噪声放大器、信号采集与控制器连接；在变电站机房电磁干扰监测装置的方形机壳1的前面右边设置电源插口2，左边设置rs485接口
3.并和信号采集与控制器的rs485总线接口连接。其中信号采集与控制器的输出连接低噪声放大器与带通滤波组；然后信号采集与控制器通过rs485接口3连接到机房动力环境监测系统。其中，宽带天线分别安装在机房不同的位置，宽带天线组接收和发射在机房动力环境所在位置的电磁干扰信号，宽带天线组将电磁干扰信号通过宽带天线组接口4输入到低噪声放大器；低噪声放大器的输入受信号采集与控制器的控制，选择宽带天线组中不同的天线发送电磁干扰信号到由单片集成电路ina102构成的低噪声放大器，完成低静态功率条件下的信号放大。ina102芯片内部的精密镀膜电阻提供卓越的温度特性和稳定性，确保了高的增益精度和共模抑制比。将输入的多路信号分别切换输入，节省电路成本；宽频带放大器由cx35g和cx35f组成。由于电磁干扰的频率范围很宽，需要采用宽频带放大，并提高到一定的幅度进行数字化；带通滤波组对应一个输入，给出多个不同频率范围的信号输出；在信号采集与控制器控制下，信号分别输出到下变频电路单元，所述下变频由高频乘法器ad835芯片担任主电路采样，在监测高频率干扰信号时，为满足a/d变换的要求，需要下变频将高频信号进行降低信号频率。所述a/d变换由ad6644芯片担任采样，采样频率为50mhz，高速采样以获得足够信号的频谱范围的计算；所述信号采集与控制器由ch32f103芯片担任，完成对电路的控制、通信和对信号的采样，然后通过rs485接口3送到变电站机房动力环境监测系统，对其通信机房电磁环境干扰进行监测。
19.综上所述，信号采集与控制器对监测单元的低噪声放大器的输入进行切换控制，以选择不同位置的天线，在滤波器组的输出端再分别选择不同的输出，分别送入下变频电路，以便处理不同频段的信号。对于高于二分之一的采样频率的信号频段，需要进行下变频处理，以降低信号的频率。对应的每一组信号输入，a/d变换送出的信号读入存储器，转发给上一级单元机房动力环境监测系统，机房动力环境监测系统对频谱分析进行分析，显示信号的波形或频谱，如图2所示，图2中(a)(b)和(c)分别给出了干扰信号环境白噪声与1khz、1mhz和100mhz的波形。由此可以看出变电站机房环境电磁干扰随着时间变化而改变，不同的频率信号的干扰波形的表现效果，完成对机房动力环境的电磁干扰的监测。