時間：2023-05-29 18:02:28
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，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，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
【關鍵詞】微波通信；網絡補充；斷站率
移動網絡運營商為了保障通信質量，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系，必須提高信號傳遞質量。微波通信作為一種全新的信號傳播方式，有著建設成本低、成效快，維護快捷等優勢，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，促進社會經濟的迅速發展。
一、微波通信的內容與發展歷程
（一）微波通信的內容簡介
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。微波的頻率范圍在300MHz到300GHz。與電纜通信、光纖通信和衛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，不需要固體介質。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。該技術容量大、質量好、傳輸距離遠，是一種重要的網絡通訊技術。
（二）微波通信的發展簡史
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。二戰后，微波通信迅速發展。20世紀50年代，微波技術開始在衛星通信設備中試驗，60年代中期投入使用。微波頻率資源極為豐富，逐漸實現向移動通訊領域擴展。此外，數字技術及微電子技術的發展，促進了微波通信從模擬微波通信向數字微波通信的過渡。我國于1956年引進第一套德國式微波通信設備，經過多年的仿制和研發，已經取得了很較大成就。微波通信設施的建設費用較低，僅占電纜投資的20%，且建設工期較短。同時，微波通信具有信息容量大、抗干擾能力強等優點，在我國歷年的抗災活動中作用巨大。80年代中期以來，隨著數字微波傳輸技術的誕生，微波傳輸的發展前景更加廣闊。
二、微波系統的組成
微波通信與光纜通信、衛星通信并稱為現代通信傳輸的三大支柱。中等規模的網絡中，微波傳輸是最靈活、適應性最強的通信手段。近年來，微波通訊產品的市場需求逐漸增加，尤其在移動網絡、專用網絡、寬帶網絡上有較大的需求。微波通信系統由天饋系統、發信機、收信機、多線復用設備以及用戶終端設備等組成。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。微波傳輸設備有很多收發信機，且共同使用一個天線，彼此間互不干擾。我國現用的微波設備主要分為模擬微波系統和數字微波系統，具有多路信號的收發功能。模擬微波系統可以接收60路、960路、1800路、2700路信息，用于不同容量等級的微波電路；數字微波的信號接收數量以30路為單位，組成120路、480路、1920路等形式。經過數字調制器，將信號附加于發射機，接收端經數字解調器還原成多路信息。最新的數字微波通信設備，與光纖通信的功能完全一致，可以實現信息的快速傳輸。這種微波設備在一條線路上，八個微波可以同時傳送三萬多路數字電話電路（2.4Gbit/s）。微波設備頻帶寬、容量大，適用于電信業務。目前，數字微波設備集成度高，便于安裝使用。伴隨集成電路技術的迅速發展，微波通信設備的小型化趨勢明顯，使安裝工作、維修工作更加便捷，可滿足局域網絡傳輸備份文件、應急通信、臨時通信使用等功能。
三、微波技術在移動通信網絡中的使用
微波通信作為一種快速的通信手段，在移動網絡中扮演著不可或缺的角色。在移動局域網絡，或是移動城域網絡、核心網絡中，都可以體驗到微波設備的實際應用。尤其在應急通信中，微波通信技術的作用更是無可替代。總體說來，微波技術在移動通訊網絡中有以下作用：
（一）微波技術在局域、城域、核心網絡中的作用
移動局域網絡，擴大網絡的兼容量和覆蓋面時，可使用微波技術緩解網絡傳輸資源不足壓力；微波技術還可以降低網絡投資，有效地縮短工期。該技術可提高信息傳播速度，使用戶享受到便捷、準確的信息服務，節省了網絡傳輸資源。微波技術在移動城域網絡、核心網絡中有巨大作用，可以解決城區線路鋪設困難，迅速實現城域閉合通訊網絡，使用戶信息快速傳遞。
（二）微波技術在應急通信、臨時通信領域中的應用
遼寧省某城市，因道路施工，導致通訊光纜全部中斷。修復這些光纜的時間最快需要40天，費用預估20萬，嚴重影響了當地企業、居民的生產生活。經現場勘查、測試，可利用微波設備進行處理。經過設備安裝、設備調測，只用1天半時間就可以恢復當地的信息通訊狀態。
四、微波系統使用的維護
微波設備的使用，與其他網內設備一樣，需要定期維護才能保持良好的運行狀態。具體的維護內容以現有站點及設備為例：在巡檢中詳細紀錄各種系統參數，對照各個時期的數據，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。對發生故障微波設備，應該盡快解決設備故障，在巡檢中應注意以下事項：
（一）收發信電平
接收電平最能直接反映微波變化的重要因素，檢查時應特別注意。良好的接收電平可以保障微波通信狀態，降低誤碼的發生幾率。對于接受電平的查看，可通過使用數字萬用表。
（二）各種線纜檢查
由于設備在工作狀態中會發生發熱、震動等現象，設備個單板之間的連線可能會發生松動現象，應及時加以緊固，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生故障的位置，針對報警情況及時處理。
（三）認真維修微波設備
為了保證室內氣壓標準和外界相同，維修工作應該在設備間、保護場所進行。在微波設備的維修過程中，應該使用RC/6型號的微波中頻電纜。巡檢中，應注意有無防水彎，中頻電纜防雷處的連接有無破損，保持線纜干燥。
結束語
關鍵詞:數字微波;通信技術;廣播電視;現狀;前景
數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字信息的傳輸，在傳輸的過程中和電波空間進行有機結合，這樣就能夠對一些相互沒有關聯的數字信息進行傳輸，然后根據傳輸情況進行再生中繼。一方面，微波通信技術是當今社會傳媒中一種重要的、發展迅速的傳輸方式;另一方面，我國在通信技術領域有很多種技術，比如光纖通信的應用就非常廣泛，這樣就會使微波通信技術面臨很大的競爭，微波通信技術就需要利用自身的優勢去拓展發展空間，以滿足通信的實際需求，并在發展中提高技術含量［1］。
1數字微波通信技術的特點
數字微波通信技術的特點包括以下幾方面。(1)抗干擾能力強，線路噪聲低數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信號干擾導致信號產生誤碼，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，數字信號的加密功能比較容易實現，數字微波通信采用擾碼電路，同時能夠根據當前情況對加密電路進行設置。另一方面，數字微波通信中有一個天線設備，它具有很強的方向性，如果接收方和數字微波發射信號的方向有較大的偏離，將無法接收到微波信號［2］。(3)容易構建數字通信網對于數字微波通信技術，主要實現的是對數字信息的交互，能夠方便地與各種類型的數字通信網進行交互，然后通過計算機來完成對交互的管理和控制。(4)占用空間少數字微波通信技術在傳輸過程中所占用的空間比較少，這樣就可以降低成本，因為傳輸物質是數字信號，這樣在集成性的設備中傳輸不會產生太多的能量損耗，另一方面，數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備的發信功率，正常情況不會多于1瓦特，在節能方面具有較明顯的效果。
2微波通信技術在廣播電視信號傳輸中的現狀
當前，微波通信技術在廣播電視信號傳輸中的應用非常廣泛，我們通過以下5部分來進行分析。(1)廣播電視的專用衛星一般包括C波段和Ku波段兩個波段的轉發系統，數字信息在傳輸時，廣播電視臺的播控中心首先把信號傳輸到發射站，發射站將該信號進行相應的調制后，再將信號以C波段和Ku波段信號發送到衛星。在實際傳播過程中，衛星將微波信號發送到發射站，發射站再通過相應的設備和技術對衛星轉播的節目質量進行監測。下一步是由星載轉發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制等相關處理，然后通過發射站將信號傳輸到各個服務區［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，因此在實際的數字信號傳輸中，衛星數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)衛星數字廣播作為一種傳輸技術，在廣播電臺數字傳輸體系中是非常重要的，該技術能夠對節目進行采集、制作和播控等操作，把節目信號發送到地球站，其傳輸介質一般有光纜和微波。(4)數字微波的傳輸方式多種多樣，主要包括微波、衛星以及光纜等，這些方式相互結合，共同完成數字信號的傳輸，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播信號以及多路音頻轉播信號進行采集。(5)數字微波技術還有一個重要應用，即能夠實現現場直播的傳輸。在每天正常的工作過程中，能夠給節目直播提供應有的支持，使現場直播變得輕松便捷，同時能夠為有線數據通信、電臺網站多路視頻直播中信號的采集以及衛星傳輸進行技術上的支持和幫助［4］。
3數字微波通信技術的發展前景
隨著傳媒技術的發展，光纖通信正在各個領域普及，給數字微波通信帶來了很大的壓力，但數字微波通信技術存在很多優勢，因而在通信領域仍然有較好的前景。三網融合的發展如火如荼，三網既有競爭又有合作，一方面強調技術升級，服務統一，各網實現互通以及資源共享，共同為用戶服務，另一方面又要各自發展，發揮優勢，充分競爭。過去微波通信技術在廣播電視方面有較多應用，當時我國建立了許多的廣播電視無線微波傳輸網，這些網絡覆蓋范圍廣，從我國當前形勢來看，這樣的網絡只能用于廣播電視信號傳輸，造成了很多的資源浪費。在三網融合的大趨勢下，微波傳輸技術需要根據當前形勢，在廣播電視網絡基礎上進行改造，將三網傳輸的方式進行統一，為廣大客戶提供專線服務，包括ATM和TDM等功能，通過數字微波通信技術對數字廣播電視進行組網，完成移動終端的高技術和低成本覆蓋，這樣才能夠大大節省網絡終端的成本，更加充分地發揮優勢，提升服務能力。寬帶無線接入是一種通信技術，在高速數字傳輸業務激烈競爭的形勢下，寬帶無線接入將得到大力的支持和發展。
本地多點分配業務(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，通過和光纖以及衛星通信進行比較，我們能夠發現LMDS技術在建設過程中所需成本最低，并且建設方便，在較短的時間內就能夠實現組網，維護成本也相當低，所以LMDS被叫作無線光纖，LMDS在歐美已經有了較多應用，在我國也有廣闊的發展空間［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:
［1］常國鋒．微波通信技術的概述［J］．電子制作，2015，(01):162．
［2］趙彬宇．微波通信的主要技術與應用價值［J］．中外企業家，2013，(35):215，217．
［3］姜建民．微波傳輸新技術在三網融合中的應用［J］．中國有線電視．2013，(07):797－799
通信電路總體設計
利用現有通信塔的資源，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，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，寬帶擴頻微波發展已經將熟，且性價比較高，穩定性和可靠性都有一定的保障，不受惡劣環境的影響，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，條件比較復雜的通信中不失為最佳選擇。
工程設計
微波通信電路頻率選擇根據國家無委、省無委的相關規定，結合本電路跨越城區與水面和山區的特點，以及對丹江口、老河口頻率干擾的調研情況，本工程決定選用5．8GHz頻段的數字擴頻微波電路。電路質量指標(1)設計參考電路。微波通信系統的性能指標應符合ITU－R和ITU－T有關建議的要求。假設參考數字通道分為高級(2500km)、中級(1250km)和用戶級3種。根據實際需要，采用ITU－R556所定義的1250km假設參考數字通道作為系統設計模擬參考電路。本電路屬中級假設參考數字通道，其系統性能和誤碼性能指標遵循ITU－R標準，滿足CCIR－G．821的質量指標要求，根據電路長度分配。根據以上標準考慮系統內部的衰落、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ITU－RREC．594．634建議執行。在系統內部的衰落、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的1250km假想參考數字通道64kbps的輸出端的誤碼性能指標應滿足下列要求:①任何月分0．4%以上的1min平均誤碼率應不大于1×10－6;②任何月分0．054%以上的1s平均誤碼率應不大于1×10－3;③任何月分誤碼秒的累計時間應不大于全月的0．32%;④殘余誤碼率應不大于5×10－9。(3)不可用性指標。中級假設參考微波數字通道(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內應不大于0．2%～0．5%，其中由傳播引起的占1/3。根據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k值變化范圍內，電波直射線和下方障礙物之間應有一定的余隙值。本系統鏈路計算假設余隙滿足要求，以太網橋接。協議:IEEE802．3;用戶數據傳輸速率:動態變化，最高達105Mbps;時延:每個方向上平均不足3ms;服務質量(QoS):802．1p(2級);接口:10/100BaseT(RJ－45)－自動MDI/MDIX。
電源系統與防雷接地系統
根據現有設備耗電量，蓄電池組的容量按交流停電48h能保證通信設備正常工作核算。防雷接地系統(1)機房防雷接地。利用機房建筑物基礎，組成網格機房地網，將機房地網就近焊接連通基礎地樁。微波機房屋頂設置避雷網，其網格尺寸不大于3m×3m，且與屋頂避雷帶焊接連通。微波機房四角應設雷電流引下線，該引下線可以利用機房結構柱內部2根以上主鋼筋，其上端應與避雷帶、下端應與地網焊接連通。機房屋頂其他金屬設施應分別就近與避雷帶焊接連通;機房內的走線架每隔5m做一次接地。走線架、機架、通風管道、金屬門窗等均應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，地網面積應延伸到塔基四腳1．5m以外，網格尺寸應不大于3m×3m，其四邊為封閉式。鐵塔地網與機房地網每隔3～5m應相互焊接連通一次，鐵塔四腳應與其他地網就近焊接連通。
作者：李楠 朱嫻 劉瑾 單位：湖北漢江王甫洲水力發電有限責任公司
關鍵字：水庫；數字微波通信；項目應用；應用
中圖分類號：TN915 文獻標識碼：A
由于水庫的穩定狀況將會對于周邊的環境有一定的影響，所以，對于水庫的監控就顯得尤為重要。隨著科學技術以及社會的不斷發展，在對水庫的管理過程中已經是不再需要人工來進行看管，而是采用數字微波通信對水庫進行視頻監控。這種技術的應用，對于該技術的應用，從而更好的是節約了人力以及資金，并且在應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字微波通信等進行詳細的介紹。
1 無線數字微波通信技術的發展歷史
微波通信系統的發展是從二十世紀三十年代開始的，它在出現的最初主要是應用模擬制類型的，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了每秒八兆比特或者每秒三十四兆比特的數字微波的通信系統。在八十年代末期時出現了每秒一百五十五比特的數字微波通信系統，這使得其在傳輸系統中得到了很大的應用。在現在的社會中，由于微波技術的不斷發展，能夠使數字微波通信進行五十千米或者更遠的傳輸。這種技術由于它本身具有的不可替代的優點，與此同時，該項技術已經引起了人們的廣泛關注。
2 對于無線數字微波通信技術的分析
2.1對于通信技術帶寬的分析。在水庫中，由于其水質和人們的生命安全有著十分重要的關系，所以，在定期的時間內，要對水庫的水質進行檢驗，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，總共要對水庫設置有十二個監測地點，并且為了保證傳輸的準確性以及高效性，要使無線通信工作在一定頻率的狀態下。
2.3對于無線通信的監控點到監控中心距離的分析。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控中心、監控點以及它的相應的角度進行監控分析，這樣才能夠保證它的監控需求。
2.4對于無線通信中擴頻的選擇。微波的擴頻技術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的過程中對信號產生的影響相對比較小，因此，擴頻技術在這一方面有著不可替代的優勢。從上可以看出，擴頻技術具有保密性好、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和調頻的技術兩種。前一種技術主要是利用偽隨機序列編碼來實行對載波的調制，然后為了使該項技術的抗干擾能力有所增強，要使解調器中的干擾頻率降低。在這種技術中個，其最大的優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，當有無規則的全反射等時候，就會大大的降低它的傳輸的可靠性。在后一種技術方面就不會出現這類現象，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，對于這種技術的應用，能夠更好的彌補直接序列擴展技術的不足之處。
3 無線數字微波通信技術在相應項目中的運用
在無線微波通信這項技術中個，已經是在很多的方面進行了應用，并且所取得效果也是相對比較理想，該技術能夠在在很多的方面取得良好的應用，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。無線數字微波通信在硬件搭建的時候需要有無線的網橋、全方位的攝像機、交換機和計算機等設施構成。就像是在水庫的搭建時，要將全方面監控的攝像機安裝在前端的監控點上，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橋中。無線網橋在這一系統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橋式要使其中間沒有遮擋的物體，否則就不恩能夠起到監控的作用。當遇到下雨下雪天氣的時候會使傳播的信號減弱，因此應該采取一系列的措施使其信號加強。在對網橋進行調試的過程中要對其調整多次，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橋的傷害，應該在網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的監控，在監控的過程中，通常的情況下會使用dolitek的監控組件。對于這個軟件，是有著比較多的優點，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控的過程中，能夠對六十四路的信號進行同時的監控。并且，在使用dolitek這一軟件之前，還要對它的參數進行詳細的設置。
3.3調試的結果。在對其進行調試之后，從而能夠更好的保證無線發射以及無線接收的信號強度在百分之九十三以上。并且，對于這十二個監控地點來說，能夠使其畫面有著一個很強的連續性，并且在畫面方面的清晰度也是相對的比較高。
結語
在當今科技的迅猛發展中，數字微波通信技術已經得到了廣泛的應用，尤其是在對水庫系統的監測中，給人們提供了很大的便利。除此之外，由于微波通信技術具有它本身不可替代的優點，還在其他的領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.淺析數字微波通信及其在露天煤礦的應用[J].內蒙古科技與經濟.2011，12（24）：129-132.
[摘要]微波通信是一種新興的科技產物，主要以電波傳輸來進行接力通訊，具有抗災能力強、組網靈活、安全可靠等特點，其應用范圍也是極為廣泛，因此為了全面保證微波通信網站建設質量，相關部門應結合微波通信的特點，來建立對應的保障措施，使其更好的滿足通信網站建設的要求，本文也會對微波通信網站建設中的測量保障措施做進一步的探討。
[關鍵詞]微波通信 網站建設 保障措施
微波通信網站建設是一項復雜又漫長的過程，為了保障工程建設施工的正常運行，只有依靠測繪來為其提供信息及技術支持，才能為工程設計提供準確的參考依據。在微波通信網站建設測量的過程中，要想制定一套完整詳細的測量質保方案，必須要求測繪人員充分了解微波通信網站建設的內容和管理方法，再聯合其它相關部門才能實現可行高效的要求，確保通信網站建設的長期發展。
一、微波通信網站建設的測量內容及要求
微波通信網站所涉及的項目極為廣泛，如：大地、地形、水文、地質、工民建筑等業務，在對其進行規劃建設和更新改造過程中，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，才能將其作為工程設計的主要依據和施工保障。首先要對各中繼站微波發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射塔的間距，測繪范圍盡量保持在兩側30度、間距500米以內，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，同時還要注明相應的控制桿及其坐標和標高的準確數據，標出方案中發射塔中心坐標的位置。這樣工程師才能根據具體測量數據及空間關系選擇最佳的建設方案，從而實現網站建設的科學性。最后在完成測量任務后，還要進行建檔工作，主要是對測量建設內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、微波通信網站建設中的具體測量保障措施
1、施工前的質量管理與保障。在進行微波通信網站建設之前，相關監理單位要做好決策階段的質量管理工作，全面搜集相關資料及研究方案，根據所采集的結果來確定工程的可行性，并制定最佳建設方案，并詳細明確出建設流程和必要的風險評估工作。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站建設需求，對其所涉及的合同及文件報告進行監測和審閱，若發現任何問題應及時做出妥善的糾正。此外監理單位還要準備對應的檢核設備及審查方法，以便于對建設進度、規劃和方案做出正確的審查，同時對采用的施工技術和施工材料進行全面的審核，避免出現任何質量提，影響工程的順利開展，檢查其施工條件是否符合微波網站建設的標準，從而為保障網站建設質量奠定堅實的基礎。
2、加大施工過程的質量管理力度。在微波通信網站建設過程中，最重要環節就是保證各項施工工序的質量，因此監理部門就要加大監督力度，對施工人員的技術水平和操作規范都進行嚴格的控制，杜絕一切違規操作的現象發生，避免出現質量問題，拖延工程進度、增加工程成本。另外還要完善施工保護措施，確保各施工環節的順利進行，加大檢查管理工作，對所提交的相關技術資料及工程驗收記錄進行全面的審核，防止出現違規更改使其與設計要求不相符合的現象發生，并根據問題提出對后續工作的要求和具體實施辦法。其次監理人員要及時向上級領導提交所有技術審定報告，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量問題，采用科學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量。最后監理部門要做好竣工后的質量管理與保障工作，按照工程制定的驗收標準，對已完成的微波通信網站進行嚴格的竣工檢驗，一旦發現不合格的工序或操作，應聯合相關部門對其進行及時的解決和處理，制定相應的解決措施，在調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的相關工作。
結束語：綜上所述，微波通信網絡建設是一項復雜又龐大的工程，其所涉及的專業領域十分廣泛，需依靠準確的測量才能保證工程整體的質量和進度。同時也要求測量人員具備精湛的專業知識，并能全面掌握先進的測繪技巧，監管人員要協調好各個部門間的工作配合，共同制定相應的測量保障措施，擇優入取，將其全面貫徹到具體施工環節中，認真做好管理監督工作，一旦發現問題要沒及時的糾正與調整，只有這樣才能確保工程建設的質量和效率，從而最大化滿足微波通信網站建設的需求。
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，曾經是國家長途干線和各專業通信網的主要通信手段，在支線的點對點和點對多點通信中也得到普遍應用。進入21世紀，隨著光通信的發展，微波通信逐漸萎縮，微波設備市場總需求量迅速縮減。目前，國內微波設備市場需求量最大的依然是國內四大電信運營商，約占到全部微波設備需求量的85%。中國移動和中國聯通將數字微波用于基站互聯，中國電信和中國網通用于長途電話通信，水利和電力等專業部門用于數據傳輸與生產調度。近年來由于對原有模擬微波設備的數字化改造，廣電對于微波設備的需求量有較大增加，而電力、水利等行業的微波設備需求量基本保持穩定，占市場總量較小。
雖然大容量SDH(同步數字系列)數字微波系統設備已完全退出市場，但隨著我國電信運營市場的發展，對傳輸設備的容量的要求不斷加大，PDH(準同步數字系列)設備將不能滿足部分大城市的要求。預計到2010年，在部分大城市將會出現SDH設備替代原有PDH設備的趨勢；在中小城市由于PDH微波設備的價格優勢，還是以PDH微波設備為主。特別是微波傳輸的點對點、點對多點以及快速部署、適用于調度應急通信等特性，是光網絡所無法比擬的，仍然具有相當大的應用空間。在歐洲市場上，由于禁止對城市道路隨便開挖建設，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。隨著經濟的飛速發展，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的干線大容量微波系統都工作在4、5、6GHz頻段，而大量的小容量支線微波系統占用了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劃給新興無線系統。另外，隨著微波新技術的涌現和成熟，使高頻段微波系統的應用變為現實。在我國江蘇、廣東建設的微波系統己用至18GHz頻段，在福建用至23GHz頻段。所以，重新規劃低頻段微波頻率，加強10GHz以上，乃至23GHz微波系統的頻率規劃勢在必行。
數字微波通信頻率規劃
為了適應數字微波接力通信系統的發展，規范微波通信系統的研制、生產、進口、銷售和使用，信息產業部于2000年了《關于調整1-30GHz數字微波接力通信系統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數字微波接力通信系統容量系列及射頻波道配置進行調整。在此之前，我國有關數字微波接力通信系統方面的相關標準有兩個，一個是1991年的國家標準“數字微波接力通信系統進網技術要求”(GB13159-91)，另一個是1992年的國家標準“數字微波接力通信設備通用技術條件”(GB/T13503-92)。這兩個國家標準規定了1GHz至18GHz頻段的數字微波接力通信系統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。
在新的數字微波頻率規劃中，規劃了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一點多址系統的配置，有1MHz、2MHz、4MHz、8MHz四種波道間隔的配置方式。
我國規定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生矛盾或阻礙大容量微波干線的發展。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，比較適用于省內或省際的大容量數字微波接力系統使用，也大量用于市區或郊區的點對點微波數據傳輸。
在7GHz(L)(7.125-7.425GHz)頻段，我國的國標現有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、衛星地球探測等業務，與數字微波接力通信業務難以協調共享頻段，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，比較適用于省內大、中、小容量微波接力系統或市區、郊區的點對點微波數據傳輸的使用。
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，多用于省內微波接力通信系統，也用于點對點微波數據傳輸(如GSM系統的鏈路)。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注意與衛星固定業務地球站的協調。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，多用于省內微波接力通信系統，也用于點對點微波數據傳輸(如GSM系統的鏈路)。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，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的波道配置方式。
23GHz(21.2-23.6GHz)頻段，原國家標準沒有規定。在使用中，由于大城市的用量要求較大，在此頻段的設備也很成熟，列出了112MHz、28MHz、14MHz、7MHz四種波道間隔的配置方式。目前，主要用于一些專業部門的小容量(14MHz、7MHz帶寬)數據傳輸，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.
關鍵詞： 電力；通信系統；防雷；設計；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
隨著國民經濟的發展，電力技術日益提升，并得到廣泛的應用。近年來，隨著智能電網建設不斷深入，電力通信系統應用日益寬泛，重要性不斷增加，電力通信設備的集成水平和信息化程度也在不斷提高。傳統設計中系統/設備耐過電壓能力低，雷電過電壓以及LEMP的侵入所產生的電磁效應、熱效應會造成設備干擾或永久性損壞，其所造成的經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及其設備的目的。
那么，在進行電力通信系統防雷技術設計時，應堅持哪些原則呢？筆者認為，為防止和減少雷電對電力通信系統的危害，確保電力通信設備的安全運行，在進行電力通信系統防雷技術設計時，必須堅持預防為主、安全第一的原則。
具體來說就是在進行電力通信系統防雷技術設計時，應著重堅持綜合防雷原則、科學有效原則和經濟實用原則。
1 在進行電力通信系統防雷技術設計時，應堅持綜合防雷原則
堅持綜合防雷的設計原則，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/設備的空間配置，即有哪些通信系統/設備須進行雷電防護設計。一般來說，電力通信系統/設備所在建（構）筑物、電力通信電源系統、電力通信線纜、數字微波通信系統、程序交換系統、衛星通信系統、電力線載波通信系統及電力會議電視系統均應進行雷電防護設計。
1.2 必須弄清楚危害電力通信系統/設備的雷電通道。如圖1所示，電力通信系統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/設備；②雷電電磁脈沖/輻射；③雷電傳導；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/設備進行保護。
綜合防雷措施應包括外部防雷措施和內部防雷措施兩部分（詳見圖2）。
在進行綜合防雷措施選擇設計時，應重點考慮這些防雷措施所能實現的功能：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防雷技術設計時，應堅持科學有效性原則
堅持科學有效性原則，就是在進行電力通信系統防雷技術設計時，應解決好如下三個方面的問題：
2.1 必須根據被保護電力通信系統的具體情況確定其雷電防護等級。
進行電力通信系統的防雷技術設計，我們必須先對其進行雷電環境評估，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的雷電防護等級：一是按電力通信系統重要性及所處地區雷暴日等級劃分雷電防護等級，例如位于強雷區（d>90天）的500kV以下電壓等級變電站中設置的電力通信系統劃分為A級，而位于中雷區（15天
2.2 在進行電力通信系統防雷技術設計時，其所采用的防雷技術/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，電力通信系統的構成種類很多，不同的電力通信系統其性能參數是不相同的，例如數字微波通信系統和電力線載波通信系統，其性能參數相差較大，因此，在進行防雷技術設計時，所采用的防雷技術和措施也是不同的。
另一方面，在進行電力通信系統防雷技術設計時，必須考慮到采取防雷保護時，不能帶來新的安全問題，即應確保被保護電力通信系統工作在EMC（電磁兼容）環境中。
2.3 在進行電力通信系統防雷技術設計時，所采用的防雷技術/措施除滿足電力通信系統的使用要求外，還必須滿足相關國家標準或設計標準的最低要求。
由于電力通信系統的構成種類繁多，因此，對于不同類型的電力通信系統，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的防雷技術應滿足哪些最低國家或行業標準要求呢？下面以電力通信系統中的數字微波通信系統為例作一簡單論述。
數字微波通信系統是目前發電廠、變電站常用的電力通信系統，主要由機房、微波塔和電力變壓器三部分構成（如圖3所示）。
根據數字微波通信系統的特點，其所采用的防雷技術/設施至少應達到如下要求：
①防雷接閃器的設置。微波塔、機房和變壓器應設置接閃器，使微波天線、機房和變壓器處于直擊雷防護區（LPZOB）內。
②防雷引下線的設置。其一，微波塔接閃器應設置專門的引下線，連接至接地網，引下線材料宜采用40mm×4mm熱鍍鋅扁鋼，且其入地點應設在與機房地網不相鄰的鐵塔地網另一側。其二，微波通信機房應按第二類防雷建筑物的要求設置直接雷防護措施，其引下線不應少于2根，并應沿機房四周均勻對稱布置，其間距沿周長計算不應大于18m。
③數字微波站地網的設置。如圖3所示，微波站地網由機房建筑物的基礎地網、鐵塔地網和變壓器地網三部分構成，并應滿足如下要求：其一，微波站地網、機房地網和變壓器地網應每隔3m～5m相互焊接連通一次，并不應少于兩處。其二，微波塔地網面積應延伸到塔基四腳外1.5m的范圍，其周邊應為封閉式。其三，數字微波通信站地網應增設環形專設接地體，環形接地體由水平和垂直接地體組成，水平接地體周邊應為封閉式，并與原地網在同一水平面上。環形接地體與原地網應每隔3～5m相互焊接連通一次。其四，數字微波站地網的接地電阻應滿足：Ri≤5Ω；高土壤電阻率地區應滿足：Ri≤10Ω。
④等電位連接的設置。數字微波通信機房應設置等電位連接裝置，具體要求如下：其一，在機房入口處，即LPZOA或LPZOB區與LPZ1區交界處應設置總等電位連接端子板（MEB）。MEB與接地裝置的連接不應少于兩處，且必須注意，弱電MEB和共用地網的連接點與強電MEB和共用地網的連接點在共用地網中的距離L應滿足：L≥15m。其二，機房各樓層均應設置樓層等電位連接端子板（FEB）。其三，機房內應圍繞機房敷設環形等電位接地母線。其四，機房內應設等電位連接網絡，機房等電位連接網絡應通過環形等電位接地母線與共用地網連接。其五，機房內設備的金屬外殼、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接地端均應以最短的距離與機房內等電位連接網絡作連接。
⑤屏蔽體系的設置。電力數字微波通信系統的屏蔽措施應包括空間屏蔽、設備屏蔽和線纜屏蔽，其中空間屏蔽包括建筑物外部鋼結構墻體的初級屏蔽和機房內部屏蔽，其具體技術要求如下：其一，機房應選擇在建筑物低層中心部位，機房內設備應盡可能遠離機房屏蔽體或結構柱。其二，每層設備屏蔽體應采用兩根及以上不同長度的連接導體與等電位連接網絡連接。其三，機房內部屏蔽可采用六面金屬網屏蔽，并做好接地。其四，機房鐵門應采用無窗戶鐵門，并做好接地。其五，機房窗戶開孔應采用金屬網格屏蔽，并做好接地。其六，電力數字微波通信系統金屬芯線纜宜采用雙層屏蔽電纜，內層屏蔽做單點接地，而外層屏蔽可在防雷區交界處作多點接地，例如微波塔上的照明電纜線、波導管或同軸電纜的屏蔽層均應采用雙層屏蔽，并做好接地。其七，機房設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。電力數字微波通信系統金屬芯線敷設應符合如下要求：其一，雷電防護等級為A級的機房，其戶外線纜宜敷設在金屬線槽或金屬管道內。其二，線纜路由布線時，應盡量減小由線纜自身形成的感應環路面積。其三，室內布線盡量集中在建筑物的幾何中心部位，盡量遠離大功率設備/設施和產生強電磁場的設施。其四，金屬芯電纜空線對應在配線架上做好接地。其五，當數字微波通信系統采用OPGW光纜布線時，OPGW引下塔至機房之間應換用非金屬引下光纜。
⑦SPD的安裝設計。電力數字微波通信系統設置的SPD應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。具體設計要求如下：
其一，通信供電電源用SPD的安裝設計應滿足：1）不同等級機房（A、B、C、D）電源SPD的設計安裝位置、性能參數詳見表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還應具有劣化指示、遙信、過電流保護、雷電記數功能。3）各級SPD之間能量配合要求應滿足GB50057-2010第6.4.5條第3款及GB50343-2012第5.4.3條第6款規定。4）SPD與被保護設備之間的配合應符合GB50343-2012第5.4.3條第9、10款的規定。5）SPD兩端連接導體應采用銅材，其最小截面積應符合表3的規定。6）當電力通信系統設有UPS時，其交流輸入端應設置電源SPD。
其二，電力數字微波通信系統信號線路SPD的設計安裝應滿足：1）信號SPD安裝位置、試驗類型的選擇應符合表4的要求。2）信號SPD的Uc應滿足：Uc≥1.2倍線路上最大工作電壓。3）信號SPD的Up/f應滿足：Up/f≤0.8Uw，其中，Uw為被保護設備的額定沖擊耐受電壓。4）信號SPD的接地線應采用銅導線，并同時滿足表4的最小截面要求。5）信號SPD應根據線路的工作頻率、傳輸速率、傳輸帶寬、工作電壓、接地形式和特性阻抗等參數，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，電力數字微波通信系統天饋線路應設置SPD進行保護。天饋線路SPD應安裝在收/發通信設備的射頻出入端口處，其各項性能參數選擇詳見表5所示。
3 在進行電力通信系統防雷技術設計時，應堅持經濟實用原則
電力通信系統的防雷設計，在確認所采用的防雷措施符合系統使用要求和國家標準規定的前提下，還應做到投資的經濟合理，即須堅持經濟實用的原則。
電力通信系統所采用的防雷設施的成本效益可按如下方法確定：
設 S――防雷設施投資后年平均節省的費用；
CM――防雷設施的年平均費用；
i――利率；
b――折舊率；
w――維護費率；
CP――防雷設施的總費用；
CR――在有防雷措施的情況下，剩余損失的總價值；
CZ――全部損失（未安裝防雷設施）。
則S=CZ-（CM+CR）（1）
其中CM=CP?（i+b+w）（2）
根據（1）式，可得出如下結論：
①若S>0，則所采取的防雷措施是經濟合理的；
②若≤0，則所采取的的防雷措施是經濟不合理的。
因此，在進行電力通信系統防雷設計時，所選擇的防雷措施應確保S>0，這樣的投資才是經濟合理的。
綜上所述，我們在進行電力通信系統防雷設計時，理清電力通信系統的空間配置及其遭受雷電騷擾的通道和應采取的綜合防雷措施，解決系統/設備耐過電壓能力低，雷電過電壓以及LEMP的侵入所產生的電磁效應、熱效應造成的設備干擾或永久性損壞，保護電力通信系統及其設備。
參考文獻：
[1]GB50057-2010，建筑物防雷設計規范[S].
[2]GB50343-2012，建筑物電子信息系統防雷設計規范[S].
[3]GB50601-2010，建筑物防雷工程施工與質量驗收規范[S].
①微波通信；
②衛星通信。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，它可以傳輸到距離幾十公里的位置，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星通信。衛星通信主要是利用的就是通信衛星所具備的基本作用與功能，衛星通信中繼站在地面上兩個或者兩個以上衛星地球站之間構建一個微波通信系統。在黃河防汛應急體系中，充分的運用現代計算機網絡技術、現代化通信技術，這樣可以更高效的加快黃河防汛應急體系的信息化建設。
一、黃河防汛應急通信的特點與要求
①應急通信的主要特點。以黃河沿岸山東德州地區為例，當出現緊急突況的時候，當地黃河河務局的相關技術人員是無法預測這種突況的，只有在遇到通信突況時，這一問題才會有相應的對策；同時，應急通信的另一個特點就是無法預知，無法預知通信容量的大小；在黃河防汛應急通信中，需要的網絡類型也是不固定的。
②應急通信的主要任務。黃河防汛應急通信主要任務是保障防汛專用通信網絡的實時性、可靠性、穩定性。在發生緊急汛情的情況下，配合現有黃河通信設備幫助相關部門進行防汛指揮。
③應急通信的技術要求。關于黃河防汛應急通信的技術要求主要體現在通信設備方面。黃河防汛應急通信必須滿足以下要求：應急通信相關設備必須具備可操作性，同時還要保證方便、輕捷；防汛應急通信設備要能保證傳播信息的可靠性。
二、無線通信在黃河防汛應急中的作用
無線通信應用技術在我國已經被廣泛的運用到各行各業的發展，最重要的是無線通信事業的應用與發展不斷促使著我國社會經濟的發展，不僅如此，無線通信技術對于防災減災也起到著至關重要的作用。首先，無線應急通信網絡可以為黃河防汛提供重要的保障基礎，上個世紀，黃河流域經常發生一些自然性災害，由于黃河本身就處在一個復雜多變的地形地貌環境中，所以突發險情也就比較多，不可預測的汛情因素也多。而我國把無線通信網絡技術科學的應用到黃河防汛應急通信體系中，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中發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、長江流域都發生了嚴重的水災，特別是長江流域特大水災，給我國留下了永遠無法抹去的傷痛。而當時國家有關部門就曾調用了眾多無線通信技術設備，包括海事衛星、VSAT移動衛星站、便捷式微波通信設備等，為抗洪救災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、黃河防汛應急對無線通信的運用
①無線圖像傳輸系統。無線圖像傳輸系統是無線通信系統的組成部分，在我國的應用也比較廣泛，可以把它分為兩大類，主要是從應用技術層次面上進行分類，包括移動視頻圖像傳輸系統、固定點圖像監控傳輸系統。移動視頻圖像傳輸系統廣泛應用于海關、油田、礦山、水利、電力、海事等領域，尤其是對水利、海事等方面而言，因其具有特殊性，在應急通信方面凸顯的比較困難，但自從無線通信技術在黃河防汛中的應用，極大的改變了我國水利事業的發展。移動視頻圖像傳輸系統的主要作用就是可以把黃河發生汛情區域的現場實時情況信息通過圖像傳輸到防汛應急指揮中心，有助于防汛應急指揮中心的相關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、科學性。固定點無線圖像監控傳輸系統，它的最大作用就是實時監控，重點是在不利于有線閉路監控的地方實施監控。舉個例子，像海關港口碼頭地區的監控系統，黃河、長江等水域地區水利大壩工程監測系統等。最重要的就是保證了應急通信的準確性、科學性，提高了工作效率。
②衛星地面小站系統。衛星地面小站系統可以在陸地上移動，同時還具有GPS定位和自動對星的功能。在黃河防汛應急體系中，衛星地面小站系統可以實現防汛現場的圖像、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播。
關鍵詞： 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展起來的一種欠平衡鉆井方式，和傳統泥漿鉆井相比，氣體鉆井主要有提高機械鉆速，降低鉆井綜合成本，保護油氣產層，增加油氣產量等優點[1]。在氣體鉆井過程中，為預防發生卡鉆、掉牙輪、斷鉆具等事故的發生，預防措施之一就是實時監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比較成熟，但因其采用鉆井液脈沖傳輸方式，無法應用于氣體鉆井等沒有連續液相的鉆井中；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]。
本文設計了一種適于氣體鉆井的扭矩測量無線傳輸系統，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，使現場技術人員可以實時監測井下扭矩和準確預測井下異常情況。
1 系統關鍵技術原理
1.1 應變測試法測試扭矩
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。而能量轉換法為間接測量的方法，測量誤差較小，所以本設計采用傳遞法測量扭矩。
由材料力學知，在扭矩作用下，彈性軸將會產生形變，在軸表面與軸成45°和135°的斜面上受到法向應力，此法向應力為主應力，其數值等于橫截面上的最大剪應力[6]。可將應變片在沿彈性軸軸線成45°，135°方向粘貼在軸表面，就會受到相應的最大拉應力和壓應力，并將它們連成差動全橋。因為本設計中測量短節的空間限制，只能采用粘貼單片全橋應變片。利用鉆鋌在受力過程中的形變帶動電阻應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；[μ]為彈性軸的泊松比。扭矩[M]和應變[ε]是正比關系，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，影響系統精度。故用基于最小二乘法的曲線擬合法來擬合輸出的應變[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據的殘差的平方和最小。
經計算，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，由應變[ε]引起的電壓變化經過采樣、濾波后，送入單片機后直接進入計算程序進行計算，即可得到經過線性化處理的輸出參數扭矩[M。]該方法實現了系統刻度智能化轉換和非線性自校正的功能，改善了系統靜態性能，提高了系統的測量精度。
1.3 鉆柱內微波傳輸原理
鉆柱內微波的傳輸過程中主要使用波導技術，該技術一般由圓柱形的空心金屬管組成，用于傳導電磁波[9]。對于氣體鉆井，鉆柱內的介質為氣體，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。按照波導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頻段進行鉆柱內微波通信[10]。
實際微波傳輸測試結果表明若只依靠單級點對點傳輸不能實現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，提高微波發射功率、減少鉆桿內微波傳輸的衰減和無線中繼傳輸，而提高發射功率需要大功率的供電系統，受井下環境限制不能實現，由理論研究和測試得知鉆具尺寸和內壁銹蝕程度是影響微波傳輸衰減的主要因素，減少鉆桿內微波傳輸的衰減對鉆桿尺寸和內壁質量要求太高。故本設計應用無線中繼技術解決此問題，無線中繼傳輸技術的基本原理是利用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，降低了發射功率的要求，同時可以縮小井下儀器內電池的體積，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的設計
扭矩測量無線傳輸系統硬件部分主要包括扭矩傳感器模塊、信號調理模塊、數據采集模塊、數據存儲模塊、微波通信模塊、串口通信模塊、電源模塊及單片機控制模塊。系統的設計框架圖如圖1所示。
扭矩傳感器將測量短節受扭矩作用產生的應變量轉化成電壓信號，經信號調理電路放大濾波后，轉換為適合于C8051F35X單片機的輸入信號，再通過片內24位精度A/D轉換功能對其完成模數轉換，單片機將信號處理后傳輸到微波通信模塊進行編碼調制發送，經過鉆柱內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和譯碼，經過RS 232電平轉換傳輸到上位機對信號進行分析處理，實現扭矩的實時監測，并設置了備用的數據存儲模塊，可以在將測量短節從井下取出后，通過預留的串行通信模塊讀取數據存儲模塊中的扭矩數據，便于對比分析無線傳輸的精度。
2.1 信號調理模塊
測量短節受扭矩產生的應變量是很微弱的，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據。為了提高共模抑制比和穩定性，本系統采用放大器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。經實驗驗證，信號調理模塊性能穩定可靠，滿足設計要求。
2.2 數據采集模塊
為節約硬件空間，采用C8051F35X單片機內置的A/D轉換功能，分辨率24位，該ADC具有在片校準功能，可以使用內部的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， 校正結果會自動保存在單片機的SFR中。
2.3 數據存儲模塊
為防止因微波通信模塊故障導致信號傳輸不到上位機和驗證數據傳輸精確性，系統使用華邦公司生產的非遺失性閃速存儲器W25Q128FVFI作為數據存儲器將采集的數據存儲，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、通用模塊和信號發射模塊幾部分，通過UART接口和數據采集模塊連接，使用接口協議獲取井下采集數據并上傳，采用無線射頻信道，利用ZigBee傳輸方式發送。
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公司生產的MAX3266E芯片實現電平轉換，為減小PCB板體積，串口通信模塊僅需在測量短節從井下取出后，與測量系統在PCB上預留的串口引腳接上，即可把存儲在存儲器W25Q128FVFI中的數據通過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備進行供電，信號采集與發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 3.7 V，本設計中各模塊的工作電壓為3.3 V，故選用LP2985LV作為電源調理芯片，為系統提供穩定的3.3 V電壓。
3 系統軟件設計
本系統軟件設計包括單片機和上位機軟件設計兩部分。用集成完全版Keil 8051工具的Silicon IDE 對C8051F35X單片機開發測試，利用Keil 軟件編寫單片機主程序，完成I/O端口、A/D轉化、串口初始化、數據發射和接收等功能，再通過Silicon IDE 分析調試環境，保證模擬外設性能。
氣體鉆井井下扭矩測量無線傳輸系統配套處理軟件實現井下扭矩測量參數監控的設計要求是：由下位機硬件部分數據采集系統獲得相關的電信號數據，然后由監控軟件將這些電信號經過處理和標定以實時曲線和數值兩種形式顯示，可以實時監測整套系統的通信狀況，采集每個所用中繼短節的溫度、電量與接收信號強度等信息，便于現場操作人員在第一時間了解井下采集參數與微波通信情況，同時將每個模塊上傳的信息數據保存成各自獨立的文件，便于日后測量數據的調閱分析。根據以上的功能需求分析，基于SQL Server 2008 數據庫和Visual Studio 2010 開發平臺，采用C#語言，完成了上位機監控系統各個模塊的開發，上位機系統總體框圖如圖2所示。
配套處理軟件從功能上主要分成兩部分，即數據監控軟件和數據管理軟件，其中監控軟件以實時數據為核心，管理軟件以歷史數據為核心。該套處理軟件實現了扭矩的實時處理與顯示、系統內各模塊工作狀態的監控、歷史數據調取分析等功能，并可擴展成多源數據進行集中監測，實時監測氣體鉆井中各類井下工程參數。
4 結 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，本設計利用鉆柱內微波傳輸和中繼信號傳輸的方式大幅提升了微波通信的距離，并開發配套的上位機監測軟件，實現了氣體鉆井井下扭矩的隨鉆監測，為實時了解井下的真實工況和及時處理井下安全風險提供了技術支持。
下井實驗表明，所設計的扭矩無線測量系統無線傳輸時延短，能夠實時準確地集、傳輸和顯示扭矩測量數據，能穩定可靠工作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。
參考文獻
[1] 艾驚濤，余銳，廖兵，等.四川油氣田氣體鉆井技術現狀及發展方向[J].天然氣工業，2009，29（7）：39?41.
[2] 劉修善，侯緒田，涂玉林，等.電磁隨鉆測量技術現狀及發展趨勢[J].石油鉆探技術，2006，34（5）：4?8.
[3] 朱再文.鉆井管柱測量短節研究[D].成都：西南石油大學，2012.
[4] 資新運，趙姝帆，耿帥，等.應變式扭矩傳感器的分析及ANSYS仿真[J].儀表技術，2014（10）：50?54.
[5] 鄭宇翔.基于應變傳感器的無線測量系統的設計與實現[D].哈爾濱：哈爾濱工業大學，2007.
[6] 何道清，張禾，諶海云.傳感器與傳感技術[M].北京：科學出版社，2008：390?435.
[7] 胡德福.應變式扭矩傳感器的設計技術[J].船舶工程，2011，34（4）：96?98.
[8] 張家田，董秀蓮.非線性傳感器的校正方法[J].石油工業技術監督，2002，18（6）：27?29.
[9] 欒秀珍，房少軍，金紅，等.微波技術[M].北京：北京郵電大學出版社，2009：64?71.
[10] 孟曉峰，陳一健，周靜.鉆桿中微波傳輸特性的分析[J].北京師范大學學報（自然科學版），2010，46（2）：151?155.
隨著貴州民航事業的迅速發展，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，相應對管制手段的要求也越來越高。空管通信網要求提供更高的通信質量以及更穩定可靠的通信系統，以保證業務的正常可靠地傳輸。但由于目前空管尚缺乏規范的通信網可靠性評估依據和標準，難以系統性分析和評估通信設備的質量和可靠性，存在一定的安全隱患。本文通過建模分析串聯通信系統、并聯冗余通信系統、備份冗余通信系統的可靠性計算方法，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為例，對系統可靠性進行分析。
1、可靠性評估數學模型的建立
民航貴州空管分局通信系統中子系統的基本連接方式主要有串聯、并聯、備用三種。串聯系統是一種不含冗余系統的連接方式，任何一種子系統的失效都將導致整個系統的失效，假設R（t）表示通信系統在規定時間內的可靠度，各個子系統的可靠度分別為Ri（t），失效率分別為λi，子系統是否發生故障是相互獨立的，根據概率論知識可知，串聯系統的可靠度為：
設λ為整個系統的失效率，即：
則：
并聯冗余系統的可靠度為：
對于備用冗余系統中，一個或多個系統處于備用模式以準備主系統故障時接入系統工作，與并聯冗余系統不同，備用冗余系統中模型描述的是主要系統與備用系統不能同時工作的情況。對于不可修復的備用系統模型，系統失效概率可用泊松分布來描述：
式中：表示在時間t內k個系統故障的概率，λ為系統故障率。該式適用于主系統與備用系統失效概率相同的情況。
在備用冗余系統模型中，假定主系統故障后，備用系統依次迅速接替工作，直至備用系統全部故障，假定系統是不可修復的，則在時間t內具有n-1個備用系統的可靠度為：
式中，ps表示系統成功切換的概率，即切換裝置的可靠動作率。
上述備用冗余系統中，主系統與所有備用系統的失效概率都是相同的，實際系統往往不是如此，主系統以及備用系統的故障率由系統自身的性質決定，計算具有不同故障率的備用冗余系統的可靠度的方法主要采用聯合概率密度的概念。
假設備用冗余系統具有一個主系統與一個備用系統，他們的故障率分別為λ主和λ備，假設主系統在t1時刻失效，備用系統立即接替工作，再假定備用系統在t時刻失效，則備用系統失效的時間為t2=t-t1，因此由主備系統組成的備用冗余系統的失效概率密度為：
將f（t）對t1積分得到只用t表示的聯合概率密度函數：
因此，系統的可靠性為：
考慮檢測和切換裝置的可靠動作率ps，系統可靠性為：
2、貴州空管分局通信網可靠性分析
以貴州空管分局通信網中航管樓至森林公園雷達站的通信保障系統為例，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所示的傳輸結構圖：
圖1 航管樓至森林公園雷達站傳輸結構圖
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設備互為備份。
（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，根據文獻調研收集到的華為通信設備的可靠性參數的分析，設備可靠性為：
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
微波設備與前端光纖設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微波設備可以很方便的實現這種模式的連接，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，微波設備可靠性
微波傳輸的可靠性為
故微波鏈路微波設備7――微波13――微波設備8的可靠性為
航管樓至森林公園雷達站采用的接入網設備是華為FA16，根據傳輸圖可以看出，兩種通信方式通過電纜接入華為FA16設備，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的技術手冊，可知該設備的可靠性很高，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絡通信可靠性。這種情況下，主備分通信鏈路的可靠性均為R，則整個航管樓到發報臺的可靠性為
1 網絡處理器、局域網以及無線通信的概念介紹
網絡處理器,根據國際網絡處理器會議(Network Processors Conference) 的定義:網絡處理器是一種可編程器件,它特定的應用于通信領域的各種任務,比如包處理、協議分析、路由查找、聲音/數據的匯聚、防火墻、QoS等。網絡處理器器件內部通常由若干個微碼處理器和若干硬件協處理器組成,多個微碼處理器在網絡處理器內部并行處理,通過預先編制的微碼來控制處理流程,而對于一些復雜的標準操作(如內存操作、路由表查找算法、QoS的擁塞控制算法、流量調度算法等)則采用硬件協處理器來進一步提高處理性能,從而實現了業務靈活性和高性能的有機結合。局域網是指在某一區域內由多臺計算機互聯成的計算機組。一般是方圓幾km以內。局域網可以實現文件管理、應用軟件共享、打印機共享、工作組內的日程安排、電子郵件和傳真通信服務等功能。局域網是封閉型的,可以由辦公室內的兩臺計算機組成,也可以由一個公司內的上千臺計算機組成。無線通信主要包括微波通信和衛星通信。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。衛星通信是利用通信衛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系。綜上所述,對網絡處理器、局域網以及無線通信有了具體的認識了解之后,人們在局域網無線通信的設計過程中,除了擁有過硬的網絡操作技術外,還需要對無線局域網有一定的研究。在無線局域網的設計研究中,網絡市場上占有率最高的網絡處理器是由Intel公司研制開發的IXP系列產品,其中最具代表的產品為IXP425網絡處理器,不僅滿足了基于它的通信功能,同時,還使局域網無線網絡得到了充分的發展與利用,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網絡處理器的基本構架與具體功能
IXP425網絡處理器與其他網絡處理器相比較,其組成構架一樣,主要包括:處理器、異步收發端口、網絡口以及總線,但與此同時,IXP425的網絡處理器構架還具備了其他網絡處理器所沒有的構架,主要包括以下幾個方面:
2.1 硬件加速單元
在計算機的專業術語中,網絡處理引擎也可以用NPE來表示,主要包括:算術邏輯運算單元、內部數據存儲單元等。NPE在一定程度上還可以出來鏈路層以及網絡層中的一些數據,而與NPE連接的硬件加速單元,也是依據網絡處理器的具體功能而專門設計的。同時,每一個硬件加速單元都能夠加快網絡數據的運行速度,從而加快了網絡信息的傳輸速度。
2.2 網絡處理引擎的IPSEC加密單元
在網絡處理引擎中,還包含了IPSEC的加密單元,而IPSEC的加密單元,其工作地點在網絡層,其主要作用是在數據包的使用過程中加入了驗證頭,從而使數據在接收的過程中,必須通過數據發送方的驗證才能對數據進行接收。不僅為數據的傳輸提供了安全保障。同時,也實現了數據發送方驗證處理和數據加密處理,從而確保了數據在傳輸的過程中不會被查看或復制,有利的保障了數據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良好的設計構架,在使用的過程中能夠支持對流媒體信號的相關處理。首先,IXP425能夠將語音加解碼與相關的數據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,不僅能夠獨立的執行這一過程,同時還不需要額外的添加相應的數字信號處理芯片。
關鍵詞：微波系統磁控管系統設計
一、目前所用微波磁控管電源系統的不足
1、一般微波電源系統的缺陷
大多數微波電源采用普通的工頻電源，經升壓、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，價格高．隨著電力電子技術的進步，有人研究用開關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、線性串聯調整方式的弊病
串聯調整管方式穩壓的各種質量指標是較高的，但調整管的電壓、電流極限參數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
依據微波等離子燈的原理，我們可以清晰的發現，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波導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波導傳輸耦合進入諧振腔激發等離子體。實際上最早的硫泡激發實驗也是在微波爐中完成的。因此在研發早期，我們采用了與微波爐大體一致的波導傳輸結構和矩形諧振腔結構，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、磁控管控制系統設計
模糊控制建立的基礎是模糊邏輯，它比傳統的邏輯知識系統更能接近人類的思維和語言表達方式，而且提供對現實世界不確定或近似知識的獲取方法。在復雜系統中，由于系統存在的定性的、不確定和不精確信息，模糊控制的效果常優于常規控制。其實質是根據實際情況結合專家知識經驗，運用模糊控制的有關理論設計一個專用的模糊控制器。專家知識經驗的充分性和準確性是所設計的模糊控制器控制質量高低的決定性因素，同時也是決定本系統工作精度的關鍵。微波修復機的加熱過程控制是一個閉環控制系統。實時測量值(當前溫度值)和給定值(期望溫度值)經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整信號。
1、基于圖像傳輸的數字微波通信系統研究
（1）系統功能
早期的點對多點微波通信系統主要解決分散在偏遠地區的用戶的通話問題，只可提供64kbps速率的數據傳輸。隨著社會發展，人們之間的信息交流已不局限于電話，用戶對傳輸數據如圖像、視頻的需求越來越多。設計該系統應達到的主要功能有：提供實時傳輸信道；為時統信息提供實時傳輸信道；為測控數據提供實時傳輸信道為實況圖像信息提供實時傳輸信道；為事后無壓縮數字圖像信息提供實時傳輸信道；同時，可根據的微波組網方式。22系統的沒計22L1設計原則。主要包括：設計原則貫徹執行相關的國家標準、行業標準和國際標準；盡量采用先進而成熟的通信技術、元器件和裝配工藝；在全面滿足使用要求的基礎上，系統應預留余量，以便于實現廉價的升級和擴容；自研產品的設計應遵循“實用、可靠、先進、簡單”的原則；外購產品的選型應綜合考慮“產品成熟性、可靠性、性價比、工藝結構、售后服務、單位實力、合作系數和合作經歷”等因素；遵循通用化、模塊化、標準化的設計原則，以提高產品的可靠性和可維修性。222系統設計。本系統在8GHz頻段上，采用收發雙頻制TDMA多址技術，FDD雙工技術，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。系統由―個中心站和3個終端站組成，中心站與終端站互為收發端。站通信設備獨立裝車，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。主要傳輸業務為：模擬話音、調度話音、RS422數據、實況圖像和事后無壓縮數字圖像。終端站通過無線信道向中心站傳輸話音、視頻等數據。站接收到數據，其中視頻信號選擇一路送相應監視器顯示，一路輸出，經光纖或衛星通信信道送至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。主要設備包括：集群車載電臺及天饋線、微波通信設備、二次群復分接器、PCM終端設備、數字圖像解碼器、事后無壓縮圖像傳輸設備、配線架、電源設備、方位控制設備、車底盤及方艙等。微波天線架設在40m高的液壓天線桿上。微波天線接收微波信道傳輸的信息，送人微波設備進行解調，然后經過群分復接器進行高次群分接，其中試驗的實時視頻送至顯示設備，話音信息經由PCM送至話務終端。群分復接器還接入微機，和終端站微機組成計算機網絡。
（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備包括：微波通信設備、PCM終端設備，圖像編碼設備、事后無壓縮圖像傳輸設備配線架、電源設備、方位控制設備、車底盤及方艙等。微波天線架設在18m高的液壓天線桿上。集群電臺天線架設在12m手搖式天線桿上。其工作信息路由，與中心站基本相同：在星形組網方式的時候，每個終端站向中心站傳輸話音、視頻數據等。
2、系統主要設備的選擇
（1）微波設備的選擇。微波設用愛立信公司生產的MINI-LINK-E一8GHz型，設備容量為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絡中安全運行。該設備具備模塊化的硬件、集成話務路由選擇和強大的軟件功能
（2）數字圖像編碼解碼器。圖像編解碼器根據設備選型和戰術技術指標要求，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，編碼器經過預處理、進行壓縮編碼、打包、復用，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終端設備采用型號為ADVM15型設備。它利用標準的2M傳輸通道，采用PCM30／32制式，直接提供語音、數據、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、HDB3解碼、幀同步等功能。A方向線路信號經接收器處理后，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。將未經時隙分配的信號繼續傳到B向線路接口發出。
結論：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中，充分利用了人們的專家知識經驗、邏輯推理能力和記憶學習的優點，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。經過一證明微波的設計達到設計要求，維修質量好，工作效率高，取得了良好的控制效果
參考文獻：
[1]李人厚．智能控制理論和方法[M]．西安電子科技大學出版社，2002（05）
[2]王樹青．先進控制技術及應用[M]．化學工業出版社，2001（02）
[3]陳曉蓉，陳章友，吳正嫻．微波技術[M]．科學出版社，2005（09）
