[發明專利]一種短波發射天線效率空中立體無線自動監測系統及方法

在審

• 申請號: 201710259347.1
• 申請日: 2017-04-20
• 公開（公告）號: CN106953700A
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發明（設計）人: 陳斌;羅勇;李娟;高俊;曹水;楊路剛
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍海軍工程大學
• 主分類號: H04B17/18
• 分類號: H04B17/18;H04B17/10;H04W24/08;H04B7/185
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務所(普通合伙)42224
• 代理人: 張英

技術領域

本發明屬于短波發射天線狀態監測領域，具體涉及一種短波發射天線效率空中立體無線自動監測系統及實現方法。

背景技術

短波發信臺通常的位置都很偏遠，而短波發射天線的分布往往都是在大片的山地上，這就造成了對天線的巡檢和維護很困難，一般都是依靠技術人員的人工檢查維護，有些天線為了確保通信效果，安裝在山頂上，位置非常陡峭，技術人員每次巡檢難度都很大，而且還存在著一定的危險性。在人工檢查時，依托于現有的手段只能對天線的基本參數進行測量，如阻抗特性和駐波比等，這些指標代表了天線的一些特性，但并不能完全反映出天線工作時的真實輻射效率，因此，存在辛苦巡檢后天線工作狀態依然不佳的問題，缺少一種能快速、準確和便捷的實現對天線效率自動測量的方法。

對短波發射天線的故障檢測設備目前國內已有不少研究成果，但對短波發射天線的空中無線自動監測和記錄設備在國內目前還屬于空白。短波發射天線健康狀態的監測與預測是今后裝備維護保障的一個主要研究與發展方向，而對短波發射天線的健康狀態的分析與預測、性能變化趨勢分析、剩余使用壽命評估等領域的研究，一個非常重要的基礎就是必須準確的掌握短波發射天線在天線場立體空間中的真實輻射效率，僅僅依靠現有的儀器設備和技術手段是無法滿足這些研究需求的。因此，研究適用于各類短波發射天線的通用型空中立體無線自動監測記錄技術，目的就是通過新型的技術手段與措施對短波發射天線在立體空間的實際運行情況進行詳細的自動監測與記錄，來完全替代人工巡檢和記錄的方式，減輕基層通信保障人員的負擔，同時為短波發射天線的健康狀態分析與評估、設備的維修保障提供切實可靠的數據支持與技術支撐。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種短波發射天線效率空中無線自動監測記錄系統，其特征在于，包括無線監測記錄終端和監測控制管理與數據處理服務器，其中，所述無線監測記錄終端通過固定基座安裝在無人機下方，用于實時檢測短波發射天線工作運行時的狀態數據，并將檢測到的狀態數據通過無線網絡傳送于所述監測控制管理與數據處理服務器，所述監測控制管理與數據處理服務器對所述狀態數據執行分析處理，得到實時監測數據，并通過將實時監測數據與所述無人機飛行航跡結合處理，構建所述短波發射天線的空間立體電磁輻射模型，并與理論閾值執行比較分析；

所述監測控制管理與數據處理服務器包括無人機監測飛行航跡規劃模塊、無線網絡模塊、監測數據記錄存儲模塊、監測數據分析處理模塊、記錄報表與圖形呈現模塊以及監測數據建模評估模塊；

其中，所述無人機監測飛行航跡規劃模塊用于針對天線尺寸參數和所處位置預先規劃設定好無人機自動飛行的航跡，傳送于所述監測數據記錄存儲模塊，所述監測數據分析處理模塊調用所述監測數據記錄存儲模塊中的所述實時監測數據，經所述記錄報表與圖形呈現模塊來對所述監測數據分析處理模塊中經過分析后的數據來繪制所述空間立體電磁輻射模型，同時所述監測數據建模評估模塊依據所述監測數據分析處理模塊中的所述與理論閾值執行比較分析之后的數據判斷所述短波發射天線的健康狀態；

所述無線監測記錄終端包括監測天線、鋰電池供電模塊、SD卡備用存儲模塊、無線網絡模塊、綜合測試模塊和ARM系統主控模塊，其中，所述監測天線為環狀全向天線，將在空中感應到的電磁信號傳送給綜合測試模塊，所述綜合測試模塊實時檢測電磁信號的變化情況并對數據進行測量記錄，并傳送于所述ARM主控模塊，所述ARM主控模塊將所述數據通過所述無線網絡模塊實時傳輸于所述監測控制管理與數據處理服務器，并傳輸至SD卡備用存儲模塊進行數據備份；

所述ARM系統主控模塊負責控制所述綜合測試模塊的運行、所述監測數據的無線網絡傳輸、鋰電池供電管理以及SD卡數據的存儲。

進一步地，所述實時監測數據包括實際使用電磁信號電壓、電流、功率及無人機的空間位置信息。

本發明還公開了一種應用所述的空中無線自動監測記錄系統對所述短波發射天線工作狀態進行監測記錄的方法，包括如下步驟：

將所述無線監測記錄終端通過固定基座安裝在所述無人機下方并啟動所述無線監測記錄終端；

所述監測控制管理與數據處理服務器的所述無人機監測飛行航跡規劃模塊將預設好的所述無人機飛行數據傳送至所述無人機地面站，由所述無人機地面站自動啟動所述無人機，所述無線監測記錄終端開始監測記錄所述短波發射天線處于發射狀態時的電磁輻射數據，并實時發送至所述監測控制管理與數據處理服務器；

所述監測控制管理與數據處理服務器通過將實時監測數據與無人機飛行航跡結合建模處理，完成自動監測記錄。