專利名稱：區(qū)域環(huán)境電磁輻射水平監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于電磁輻射環(huán)境監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及ー種能夠快速、高效完成區(qū)域環(huán)境電磁輻射水平監(jiān)測的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著社會經(jīng)濟和科技的發(fā)展，電磁輻射源的數(shù)量也在不斷増加，特別是移動通信基站的數(shù)量增長迅速。到2011年底，廣東省境內(nèi)有超過50000個基站，平均每3. 6km2就有I個基站，在城市人口密集區(qū)可達到每O. 09km2就有I個基站。1999年5月，國家環(huán)?？偩謱㈦姶泡椛湮廴玖袨槔^大氣污染、水污染和噪聲污染之后的第4大污染。國內(nèi)相關(guān)單位在20世紀80年代后相繼開展了電磁輻射水平的調(diào)查和研究，但這些監(jiān)測主要針對單個電磁輻射源，以點為主，對城市區(qū)域內(nèi)大量電磁輻射源分布而產(chǎn)生的面的影響研究較少。針對城市區(qū)域內(nèi)電磁輻射源特別是移動通信基站具有數(shù)量多、分布廣、影響面大的特點，有必要開 發(fā)ー套能快速、高效、全面地對區(qū)域環(huán)境電磁輻射水平進行監(jiān)測和分析的系統(tǒng)。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于針對區(qū)域電磁輻射源的特點和相關(guān)電磁輻射監(jiān)測技術(shù)的要求，提供ー套快速、高效、點面結(jié)合的區(qū)域環(huán)境電磁輻射水平監(jiān)測系統(tǒng)。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型區(qū)域環(huán)境電磁輻射水平監(jiān)測系統(tǒng)，包括低頻段測試天線、高頻段測試天線、天線分配器、測試接收機、綜合場強探頭、綜合場強分析儀、GPS全球定位接收器、エ業(yè)控制計算機和車載供電系統(tǒng)，低頻段測試天線和高頻段測試天線的信號分別經(jīng)天線分配器輸入測試接收機，該測試接收機受エ業(yè)控制計算機控制并向其傳送測量數(shù)據(jù)，エ業(yè)控制計算機輸出控制信號至天線分配器，控制低頻段測試天線和高頻段測試天線之一與測試接收機連通，綜合場強探頭與綜合場強儀連接，該綜合場強儀再與エ業(yè)控制計算機連接，受エ業(yè)控制計算機控制井向其傳送測量數(shù)據(jù)，GPS全球定位接收器與エ業(yè)控制計算機連接，受エ業(yè)控制計算機控制井向其傳送經(jīng)緯度數(shù)據(jù)，外接電經(jīng)車載供電系統(tǒng)分別向エ業(yè)控制計算機、測試接收機、天線分配器和綜合場強分析儀供電。還包括天線饋線避雷器，分別設(shè)置在低頻段測試天線、高頻段測試天線與天線分配器之間。還包括電源避雷器，設(shè)置在外接電與車載供電系統(tǒng)之間。所述外接電為市電、蓄電池組或汽車發(fā)電機輸出電。所述低頻段測試天線優(yōu)選20kHZ-30MHZ測試天線，高頻段測試天線優(yōu)選20MHz-3GHz測試天線，還包括連接天線分配器的預留測試天線接ロ，便于需要時接入所需天線。所述綜合場強探頭優(yōu)選100kHz-3GHz綜合場強探頭，所述測試接收機優(yōu)選9kHz-3GHz測試接收機。在一種實施方式中，所述低頻段測試天線、高頻段測試天線、綜合場強探頭和GPS全球定位接收器設(shè)于系統(tǒng)載車車頂?shù)能図敯惭b平臺，所述綜合場強分析儀設(shè)于系統(tǒng)載車內(nèi)ー側(cè)，所述エ業(yè)控制計算機、測試接收機、天線分配器和車載供電系統(tǒng)依次設(shè)置在機柜內(nèi)，該機柜設(shè)于系統(tǒng)載車內(nèi)ー側(cè)。本實用新型區(qū)域環(huán)境電磁輻射水平監(jiān)測系統(tǒng)，其中エ業(yè)控制計算機安裝有車載系統(tǒng)集成調(diào)查軟件。車載系統(tǒng)集成調(diào)查軟件的功能主要有電磁輻射監(jiān)測、分析、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、地圖控制、地理屬性、管理幾大功能模塊。(I)系統(tǒng)運行環(huán)境硬件支撐環(huán)境為CPU P4 2G以上，RAM 1G，硬盤80G以上；軟件支撐環(huán)境Windows 2000+SP4，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)SQLSERVER2000 ;Client 軟件SQL SERVER 2000 Client 端軟件，SQL SERVER 2000 ODBC 接ロ驅(qū)動程序；地圖環(huán)境=MapX 5. O。(2)監(jiān)測模塊功能:此模塊主要是將測試接收機和綜合場強分析儀的測量數(shù)據(jù)實時地顯示和存貯。測試接收機可以完成一般頻譜儀的功能電平測量、頻率測量、頻段測量(頻段掃描)、頻譜分析、時域分析，通過控制軟件可以進行自動任務(wù)測量，用戶可以根據(jù)需要設(shè)置開始和結(jié)束測量時間以及測量類型，測試接收機根據(jù)用戶的設(shè)置自動啟動、停止和記錄。綜合場強分析儀通過光纖將測量數(shù)據(jù)實時傳送給エ業(yè)控制計算機，測 量時間間隔可達毎秒I個數(shù)據(jù)，エ業(yè)控制計算機將測量數(shù)據(jù)與GPS定位數(shù)據(jù)同時存貯。(3)統(tǒng)計數(shù)據(jù)模塊:此模塊主要是在儀器測量后對測量數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，能夠讓用戶清晰的了解某一區(qū)域的電磁輻射分布情況。用戶可以在地圖上選擇一定網(wǎng)格大小的(可任意設(shè)定，對在城市一般為500mX500m)區(qū)域并設(shè)置測量時間段以及測量類型而得到需要的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，最終生成包含有網(wǎng)格編號、最大值、最小值、均值、均方根值等信息的統(tǒng)計報表。(4) 析預測樽塊此樽塊功能主要通過理論預測樽式(自由空間和Okumuta-Hata模式等)和電磁輻射源的各項技術(shù)參數(shù)，計算出電磁輻射源周圍環(huán)境電磁輻射水平的空間分布。此模塊既可對單個輻射源進行預測分析，又可對區(qū)域內(nèi)的多個輻射源進行計算、分析、疊加。(5) 理信息系統(tǒng)(GIS)、可視化樽塊:包括實測數(shù)據(jù)和預測數(shù)據(jù)可視化兩部分，實測數(shù)據(jù)部分通過對綜合場強分析儀和GPS全球定位接收器獲得的區(qū)域測量數(shù)據(jù)按一定的網(wǎng)格大小進行分析后，將分析結(jié)果以不同的顔色半透明地覆蓋在數(shù)字地圖上。預測數(shù)據(jù)可視化部分利用各電磁輻射源的經(jīng)緯度在地圖上定位后，將預測結(jié)果以等值線和不同的顔色半透明地覆蓋在數(shù)字地圖上。(6)地圖屬件樽塊此樽塊主要是在地圖上講行相關(guān)地理信息的操作，包括在地圖的放大、縮小、地圖全覽、定位、圖層管理、地圖導航、距離測量、面積大小測量、方位角測量、地形剖面分析、地名查詢等功能。(7)可視化結(jié)果大圖打印與輸出樽塊一般軟件只支持所見即所得的打印和輸出模式，對數(shù)字地圖會出現(xiàn)放大后看見細節(jié)看不到全局或縮小后看見全局看不到細節(jié)的矛盾。為了解決這ー矛盾，實現(xiàn)對可視化結(jié)果的大圖輸出和打印，此模塊通過后臺放大與可視化計算、分析同時進行的方式，可對當前選定的全局視圖進行放大16倍的操作，達到全局與細節(jié)均可同步打印與輸出的效果。(8)管理樽塊此樽塊主要是對電磁輻射源數(shù)據(jù)和測量數(shù)據(jù)進行導入、導出、備份和對軟件系統(tǒng)進行日常的管理和維護，包括用戶管理、日志管理、系統(tǒng)參數(shù)管理等。本實用新型是ー種集成運用綜合場強測量、頻譜分析、GPS、GIS技術(shù)的車載區(qū)域環(huán)境電磁輻射水平監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)是國內(nèi)首個區(qū)域環(huán)境電磁輻射水平監(jiān)測系統(tǒng)，能夠快速、高效地完成區(qū)域電磁輻射水平調(diào)查，可為區(qū)域移動通信基站環(huán)境影響評價、基站共建共享、城市無線電(移動通信基站)規(guī)劃提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。本實用新型已成功應用于廣東省21個地級城市區(qū)域電磁輻射水平調(diào)查、佛山市移動通信基站規(guī)劃，取得了良好的效果。
圖I是本實用新型實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1. 20MHz-3GHz 測試天線，2. 20kHz_30MHz 測試天線，3. 100kHz-3GHz 綜合場強探頭，4.綜合場強分析儀，5. GPS全球定位接收器，6.車頂安裝平臺，7.エ業(yè)控制計算機，8.9kHz-3GHz測試接收機，9.機拒，10.天線分配器，11.市電供電接頭，12.蓄電池組，13.汽車發(fā)電機開關(guān)，14.電源避雷器，15.車載供電系統(tǒng)，16.預留測試天線接ロ，17.天線饋線避雷器，18.系統(tǒng)載車(商務(wù)車或面包車)。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型實施例進行詳細描述。如圖I所示，本實用新型實施例區(qū)域環(huán)境電磁輻射水平監(jiān)測系統(tǒng)，包括20kHz-30MHz測試天線、20MHz_3GHz測試天線、預留測試天線接ロ、天線饋線避雷器、天線分配器、9kHz-3GHz測試接收機、100kHz-3GHz綜合場強探頭、綜合場強分析儀、GPS全球定位接收器、エ業(yè)控制計算機、車載供電系統(tǒng)和電源避雷器。天線饋線避雷器分別設(shè)置在20kHz_30MHz測試天線、20MHz_3GHz測試天線與天線分配器之間，預留測試天線接ロ連接天線分配器，20kHz-30MHz測試天線、20MHz_3GHz測試天線的信號分別經(jīng)天線分配器輸入9kHz-3GHz測試接收機，該測試接收機受エ業(yè)控制計算機控制并向其傳送測量數(shù)據(jù)，エ業(yè)控制計算機輸出控制信號至天線分配器，控制20kHz-30MHz測試天線、20MHz_3GHz測試天線、預留測試天線接ロ之一與測試接收機連通。100kHz-3GHz綜合場強探頭與綜合場強儀連接，該綜合場強儀再與エ業(yè)控制計算機連接，受エ業(yè)控制計算機控制并向其傳送測量數(shù)據(jù)，GPS全球定位接收器與エ業(yè)控制計算機連接，受エ業(yè)控制計算機控制并向其傳送經(jīng)緯度數(shù)據(jù)，外接電為市電、蓄電池組或汽車發(fā)電機輸出電，經(jīng)車載供電系統(tǒng)分別向エ業(yè)控制計算機、測試接收機、天線分配器和綜合場強分析儀供電，電源避雷器設(shè)置在外接電與車載供電系統(tǒng)之間。20MHz-3GHz測試天線、20kHz_30MHz測試天線通過專用電纜連接到天線分配器，天線分配器再通過專用電纜與9kHz-3GHz測試接收機連接，該測試接收機通過GPIB接ロ或LAN接ロ及相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸電纜與エ業(yè)控制計算機連接，天線分配器預留其它測試天線接ロ，便于需要時接入所需天線，天線分配器通過RS232數(shù)據(jù)傳輸電纜與エ業(yè)控制計算機連接，20kHz-30MHz測試天線、20MHz_3GHz測試天線不用時均可放倒。100kHz_3GHz綜合場強探頭通過專用電纜與綜合場強儀連接，綜合場強儀再通過光纖及光電轉(zhuǎn)換頭與エ業(yè)控制計算機連接，100kHz-3GHz綜合場強探頭不用時可拆卸。GPS全球定位接收器通過數(shù)據(jù)傳輸電纜與エ業(yè)控制計算機連接。車載供電系統(tǒng)包括依次串聯(lián)的2000VA在線機架式UPS電源、DC12V轉(zhuǎn)AC220V逆變器、電源控制器和線路保護器，具備提供三種供電方式的能力，市電供電、蓄電池組供電、汽車發(fā)電機結(jié)合逆變器供電，三種供電方式相互結(jié)合，互為補充。系統(tǒng)載車，可用商務(wù)車或面包車，行駛時，使用蓄電池組或汽車發(fā)電機通過車載供電系統(tǒng)分別向エ業(yè)控制計算機、測試接收機、天線分配器、綜合場強分析儀供電，系統(tǒng)載車停駛時，可使用市電通過車載供電系統(tǒng)供電。 20kHz-30MHz測試天線、20MHz_3GHz測試天線、100kHz_3GHz綜合場強探頭和GPS全球定位接收器設(shè)于系統(tǒng)載車車頂?shù)能図敯惭b平臺，綜合場強分析儀設(shè)于系統(tǒng)載車內(nèi)一偵牝エ業(yè)控制計算機、9kHz-3GHz測試接收機、天線分配器和車載供電系統(tǒng)依次設(shè)置在機柜內(nèi)，該機柜設(shè)于系統(tǒng)載車內(nèi)ー側(cè)。在進行區(qū)域電磁輻射水平監(jiān)測時，接通電源并開機，打開車載系統(tǒng)集成調(diào)查軟件，調(diào)入擬調(diào)查區(qū)域的數(shù)字地圖，選定調(diào)查區(qū)域和調(diào)查網(wǎng)格的大小，根據(jù)調(diào)查網(wǎng)格的大小和區(qū)域電磁輻射分布情況(如果有)規(guī)劃系統(tǒng)載車的監(jiān)測行進路線。打開綜合場強調(diào)查模式，載車以時速小于30km進入調(diào)查區(qū)域進行調(diào)查，這時綜合場強儀的測量時間間隔為每秒I個數(shù)據(jù)，エ業(yè)控制計算機將測量數(shù)據(jù)與GPS定位數(shù)據(jù)同時存貯，并會自動歸納與統(tǒng)計網(wǎng)格內(nèi)的 數(shù)據(jù)。調(diào)查工作初歩完成后，打開地理信息系統(tǒng)(GIS)、可視化模塊，將調(diào)查結(jié)果按設(shè)定的網(wǎng)格大小進行分析，將分析結(jié)果以不同的顔色半透明地覆蓋在數(shù)字地圖上，如有遺漏，可進行補測；當發(fā)現(xiàn)有超過管理目標值或需要特別關(guān)注的網(wǎng)格出現(xiàn)時，需將系統(tǒng)載車開到相關(guān)的網(wǎng)格，打開頻譜分析模式，根據(jù)測量對象的頻率范圍，通過天線分配器選定擬用天線后進行測量，分析網(wǎng)格內(nèi)各種電磁輻射源的頻率分布及其電磁輻射水平，給出分析結(jié)果和相關(guān)圖譜，確定主要電磁輻射源及其貢獻率。以上工作完成后，通過統(tǒng)計與分析模塊，生成包含有網(wǎng)格編號、最大值、最小值、均值、均方根值等信息的統(tǒng)計報表以及重點關(guān)注(或超過管理目標的)網(wǎng)格內(nèi)各種電磁輻射源的頻率分布及其電磁輻射水平；通過地理信息系統(tǒng)(GIS)、可視化模塊，將分析結(jié)果以不同的顔色半透明地覆蓋在數(shù)字地圖上；通過大圖打印與輸出模塊，打印詳細而完整的區(qū)域環(huán)境電磁輻射水平分布圖。
權(quán)利要求1.區(qū)域環(huán)境電磁輻射水平監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于包括低頻段測試天線、高頻段測試天線、天線分配器、測試接收機、綜合場強探頭、綜合場強分析儀、GPS全球定位接收器、エ業(yè)控制計算機和車載供電系統(tǒng)，低頻段測試天線和高頻段測試天線的信號分別經(jīng)天線分配器輸入測試接收機，該測試接收機受エ業(yè)控制計算機控制并向其傳送測量數(shù)據(jù)，エ業(yè)控制計算機輸出控制信號至天線分配器，控制低頻段測試天線和高頻段測試天線之一與測試接收機連通，綜合場強探頭與綜合場強儀連接，該綜合場強儀再與エ業(yè)控制計算機連接，受エ業(yè)控制計算機控制井向其傳送測量數(shù)據(jù)，GPS全球定位接收器與エ業(yè)控制計算機連接，受エ業(yè)控制計算機控制井向其傳送經(jīng)緯度數(shù)據(jù)，外接電經(jīng)車載供電系統(tǒng)分別向エ業(yè)控制計算機、測試接收機、天線分配器和綜合場強分析儀供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于還包括天線饋線避雷器，分別設(shè)置在低頻段測試天線、高頻段測試天線與天線分配器之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于還包括電源避雷器，設(shè)置在外接電與車載供電系統(tǒng)之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或3所述的監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述外接電為市電、蓄電池組或汽車發(fā)電機輸出電。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述低頻段測試天線為20kHz—30MHz測試天線，高頻段測試天線為20MHz — 3GHz測試天線。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于還包括連接天線分配器的預留測試天線接ロ。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述綜合場強探頭為100kHz-3GHz綜合場強探頭。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述測試接收機為9kHz-3GHz測試接收機。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述低頻段測試天線、高頻段測試天線、綜合場強探頭和GPS全球定位接收器設(shè)于系統(tǒng)載車車頂?shù)能図敯惭b平臺，所述綜合場強分析儀設(shè)于系統(tǒng)載車內(nèi)ー側(cè)，所述エ業(yè)控制計算機、測試接收機、天線分配器和車載供電系統(tǒng)依次設(shè)置在機柜內(nèi)，該機柜設(shè)于系統(tǒng)載車內(nèi)ー側(cè)。
專利摘要區(qū)域環(huán)境電磁輻射水平監(jiān)測系統(tǒng)，包括測試天線、天線分配器、測試接收機、綜合場強探頭、綜合場強分析儀、GPS全球定位接收器、工業(yè)控制計算機和車載供電系統(tǒng)，測試天線的信號經(jīng)天線分配器輸入測試接收機，該測試接收機受工業(yè)控制計算機控制并向其傳送測量數(shù)據(jù)，工業(yè)控制計算機輸出控制信號至天線分配器，控制測試天線與測試接收機連通，綜合場強探頭與綜合場強儀連接，該綜合場強儀再與工業(yè)控制計算機連接，GPS全球定位接收器與工業(yè)控制計算機連接，外接電經(jīng)車載供電系統(tǒng)供電。本實用新型能夠快速、高效地完成區(qū)域環(huán)境電磁輻射水平調(diào)查，可為區(qū)域移動通信基站環(huán)境影響評價、基站共建共享、城市無線電(移動通信基站)規(guī)劃提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
文檔編號G01R29/08GK202453427SQ20122004608
公開日2012年9月26日 申請日期2012年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月13日
發(fā)明者劉寶華, 周睿東, 寧健, 廖建華, 楊旭富 申請人:廣東省環(huán)境輻射監(jiān)測中心