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關鍵詞: 無線電通信藍牙技術起源簡介應用
無線電通信技術與有線電通信相比,具有不用架設傳輸線路線、脫離傳輸距離限制、傳輸距離遠、通信靈活等優點,備受市場的青睞。傳統的傳輸線有長度的限制,對設備擺放的位置有一定的要求,傳輸線太短,設備就不能離電腦太遠;傳輸線太長,又得東纏西繞,麻煩且不美觀。無線通信不采用傳統電纜線,但就提供傳統有線通信的所有功能,能隨著人們的需要移動或變化。有了無線通信,我們在進行數據交換時就不必受時間和空間的限制,可以隨時隨地辦公或者娛樂,再也不用為網絡布線而苦惱。
無線通信技術具有傳統通信無法比擬的靈活性。無線通信范圍不受環境條件的限制,網絡的傳輸范圍大大拓寬,最大傳輸范圍可達到幾十千米。在有線通信中,兩個站點的距離在使用銅纜時被限制在500米以內,即使采用單模光纖也只能達到3000米,而無線通信中兩個站點間的距離目前可達到50千米。
作為無線通信技術的藍牙越來越被人們所接受。藍牙技術是做為一種“電纜替代”的技術提出來的,發展到今天已經演化成了一種個人信息網絡的技術。它將內嵌藍牙芯片的設備互聯起來,提供話音和數據的接入服務,實現信息的自動交換和處理。
一、藍牙的起源
Bluetooth原為一千多年前的某個丹麥皇帝的名字,他對四分五裂的瑞典、芬蘭、丹麥的統一有著不朽的功勞。瑞典的Ericsson對這種即將成為全球通用的無線技術命此名,也許大有一統天下的含義。其原本含義也許已經無法得知,但按照英文字面的翻譯為“藍牙”已經為大家所接受。它只是一顆作用巨大的小牙齒,還是會吞噬藍天,占盡無線天空,我們只能拭目以待。
二、藍牙簡介
Bluetooth(藍牙)是一種新的無線通訊協定,將逐步取代IrDA紅外線技術和現有的串口(也就是Serial Port)。Bluetooth是無線數據和話音傳輸的開放式標準,以短距離的無線連接為主,一般為0.1-10米范圍,若增加功率或是加上某些外設,其連接距離可達到100米。Bluetooth采用2.402―2.480GHz高頻無線頻率,中心頻率為2.45GHz,比現有的GSM1800還要高,在發射機頻率為1MHz時,有效的Bluetooth數據速率是721Kbps。相對WAP而言,它規范化了更為具體的硬件、頻率、應用等內容。
三、藍牙的應用
藍牙主要針對三大類的應用:話音/數據的接入、設備互聯和個人局域網。話音/數據的接入是將一臺計算設備通過安全的無線鏈路連接到一個通信設備,完成與廣域通信網絡的互聯。設備互聯是指將各種外設通過藍牙鏈路連接到主機。個人局域網的主要應用是個人網絡和信息的共享和交換。藍牙技術是一種無線數據與語音通信的開放性標準,它以低成本的近距離無線連接為基礎,為固定與移動設備通信環境建立一個特別連接。如果把藍牙技術引入到移動電話和便攜型電腦中,我們就可以去掉移動電話與便攜型電腦之間復雜的連接電纜,而使其通過無線建立通信。打印機、PDA、臺式電腦、傳真機、鍵盤、游戲操縱桿和所有其它的數字設備都可以成為藍牙技術系統的一部分。除此之外,藍牙無線技術還為已存在的數字網絡和外設提供通用接口,以組建一個遠離固定網絡的個人特別連接設備群。
藍牙是一個獨立的操作系統,不與任何操作系統捆綁。適用于幾種不同商用操作系統的藍牙規范正在完善中。比如電話,藍牙規范接口可以直接集成到蜂窩電話中或通過附加設備連接。電話的使用模型包括:通過藍牙無線耳機實現電話的免提功能;與筆記本電腦和手持機的無電纜連接;與其它藍牙電話、筆記本電腦和手持機的商用卡交易;與信任的藍牙筆記本電腦或手持機自動同步地址簿。其它藍牙設備的使用模型包括:耳機、手持機和其它便攜設備、人機接口設備、數據及話音接入點。
藍牙技術在我國有廣闊的市場前景。國內專家預言,就當前信息技術產品的普及情況看,藍牙技術更適合在中國發展。目前中國約有2億個家庭,近1.5億臺電視,超過1.3億臺家用電腦,固定電話用戶已超過2億,上網用戶超過2.5億,專線上網和撥號上網的計算機800多萬臺。中國的個人網絡終端市場是巨大的,因此,藍牙技術在中國將有非常廣闊的市場前景。
參考文獻:
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【關鍵詞】 無線電通信技術接入技術
1 無線電通信技術的發展過程
隨著通信技術的快速發展,人們對通信這個行業的認識也是越來越深刻,吸引了更多的人加入到這一行業中去探索。從19世紀建立電磁場理論開始,人們就慢慢的進入了無線通信這個領域,到20世紀中葉,無線電真正的進入了人們的生活當中,后來,人們將通信與計算機結合起來,進一步的加快了無線通信技術的發展,是通信變成了一個綜合性的技術,如今,無線電通信已經被廣泛的應用到了軍事、生產、氣象等各行各業當中,然而,無線電通信技術發展到今天也是存在著許多的不足之處的。
2 無線電通信的關鍵技術
隨著科技的進步,無線電通信技術也發生了翻天覆地的變化,人們探索各種技術來彌補無線電通信中出現的缺陷,現在就無線電通信中涉及到的幾個關鍵技術進行簡要闡述:
2.1 WiMAX技術
全球微波接入互操作系統,即WiMAX技術,全稱為World Interoperability for Microwave Access,該項技術在西方國家中比較受歡迎,該技術是一項無線接入的MAN(即:城域網)技術,標準采用的是IEEE802.16。該項技術的誕生促進了無線局域網的發展,與Wi-Fi技術相比,在某些情況下,WiMAX技術要更具有優勢。在WiMAX技術當中,存在幾種比較熱門的技術,如:OFDM/OFDMA技術(正交頻分復用技術)、HARQ(混合自動重傳要求)、AMC(自適應調制編碼)、MIMO(多進多出)、QoS機制、睡眠模式以及切換技術。
2.2 Wi-Fi技術
在無線局域網當中,使用較為廣泛的技術當數Wi-Fi,其全稱為Wireless-Fidelity,該技術采用的標準是802.11,它可以利用無線技術將筆記本、手機等一些終端設備進行相互通信。最為無線通信網絡當中的一個品牌,該項技術實際上算是一種商業認證,在以前,人們在進行聯網時基本上都是采用有線的方式,而出現Wi-Fi技術以后,人們在進行聯網時就廣泛的采用了無線技術,因為該技術不再受到地域的限制,但是人們并沒有將Wi-Fi技術與IEEE802.11分開,認為這兩種技術是等價的。但是該項技術存在一個不足之處,在該網絡中,為了獲得更好的傳輸質量,就需要保持靜態,而在3G技術當中,就不存在這樣的問題。
2.3 3.5GHz技術
而隨著接入技術的不斷發展以及時代的要求,急需要產生一種技術來滿足一個固定點到多點的無線接入技術,因此,基于2.5GHz MMDS技術,而產生了3.5GHz技術,并且該項技術在很大程度上滿足了雙項通信的要求,其特點主要有覆蓋范圍廣、系統容量大、業務能力強以及系統成本低等,但是,結合我國的實際國情,由于我國對此部分的帶寬有一定的限制,因此其帶寬出現了不足的問題,而且該技術對外界的抗干擾能力也不強。
2.4 3G技術
3G技術,即第三代移動通信技術,英文全稱為3rd-generation,是一種蜂窩移動通信技術,該項技術的最大優點就是傳輸速率快,一般可以達到幾百kps,除此之外,該項技術還可以提供豐富多彩的多媒體技術。3G技術存在多個標準,有歐洲版的WCDMA、中國版的TD-SCDMA以及美國版的CDMA2000,但是在中國,這三個版本的標準則分別分給了不同的運營商,分別是:中國聯通、中國移動以及中國電信。3G技術除了速率快這個優點外,它還實現了全球漫游,讓世界上任何一個地點的人都可以通過該網絡與其他地點的人進行通信、交流,而且該項技術還可以實現圖像的傳輸,進行可視電話。
2.5 Bluetooth(藍牙)
在進行短距離通信時,使用較為廣泛的技術當數藍牙技術(Bluetooth),因為該技術在低成本的情況下實現數據與語音的通信,但是該項技術的通信距離一般限制在10m之內,只要在覆蓋范圍內,任何一個終端都可以與其他終端進行相互通信,該項技術的應用使得無線通信設備直接進行通信變得更加方便、快捷,不需要進行線路接入等技術,而該項技術的使用也使得數據傳輸速率變得更加快捷,這就進一步為無線通信技術的發展開辟了更廣闊的領域。藍牙技術主要采用短包技術、快跳頻以及分散式網絡,并且通信時不僅僅支持點對點通信,而且還支持點對多點的通信,其工作頻率主要是在2.4GHz,傳輸速率為1Mbps,工作方式為時分雙工。
2.6 光載毫米波無線電通信技術
現在,人們越來越關注如何將通信技術與光纖資源結合起來,由此而產生了MM-RoF技術,即光載毫米波無線電通信技術,該項技術有效的利用了光纖帶寬資源,將有線網絡、無線網絡以及寬帶多業務網絡結合起來,其發展目標是向著大容量、高性能、廣應用而進行的。MM-RoF技術的特點主要有帶寬大、成本低、抗干擾能力強以及QoS好這幾個,但是目前的研究也只限制在如何利用波長資源上,但是波長終究是有限的,所以人們將研究方向又轉到了如何在有限的波長資源下來傳輸更多的信息,即研究多格式多業務的光載毫米波無線電通信技術。
3 無線電通信技術的特點
隨著通信技術的不斷發展,無線電技術已經被人們廣泛的使用,而無線接入技術的引入,使得無線電通信技術發生了質的飛躍,它不僅讓無線電技術提高到了一個新的高度,還使得運營成本大大降低,傳播手段變得更加簡潔。而有優點就必然存在缺點,現在我們將無線電通信技術的特點歸納為以下幾個方面:(1)靈活性強。隨著科技的進步,無線通信技術中的科技含量也越來越高,而這就促使無線通信設備變得越來越小巧、使用起來越來越方便、功能變得多樣化以及機動性能更強等,而該特點也使得無線技術被軍事、氣象等領域所廣泛應用。(2)穩定性好。無線通信中讓人們擔心的一個問題就是信號是否穩定,通信質量是否好,對于出現的自然災害問題,無線通信能否從容應對,而這些問題恰恰也變成了無線通信的一個優勢,它可以在沒有信號干擾的情況下保持良好的通信質量,在自然災害面前,比有限通信更加可靠。(3)不受時空限制。在有線通信中,由于受到接入方式的限制,往往被局限在某一個具體的范圍內,但是隨著無線通信技術的發展以及世界貿易全球化,通信不再受到地域的限制,而接入方法也變得多種多樣也使得經濟往來變得更加方便、頻繁,也使得無線通信上升到一個新的高度。
雖然無線通信技術解決了接入、布線、架構等問題,但是無線信號卻容易受到干擾,并且由于采用廣播方式,這也就使得在進行信號傳輸時變得不是很安全,容易被監聽、篡改。因此,近幾年來,為了保證無線電傳播的可靠性和安全性,讓信號的抗干擾能力更強,人們將更多的精力投入到數據加密這個領域當中。
4 未來無線電通信技術的發展方向
21世紀,是無線電通信技術發展的一個關鍵時期,如今的無線電通信技術已經廣泛的被各個領域所運用,它讓人們的生活變得越來越容易,可以說,無線電已經適應了社會的發展和人們生活的需求,但是結合我國的實際情況而言,我國目前的無線電通信技術水平仍處于比較落后的階段,仍有比較廣闊的空間需要開發和利用,因此,可以通過以下幾種方法來拓展無線電通信領域的應用:
(1)數字通信技術。由于以往的模擬信號在進行傳輸時很容易收到干擾,并且傳輸質量不高,因此有必要采用數字通信技術來提高傳輸質量與頻譜利用率,這樣就可以保證傳輸信號的穩定性,并且信道容量也得到了擴容,此外,除了可以傳輸數據外,還可以傳輸語音圖像或者是視頻文件等。(2)無線接入寬帶化。在運用光纖技術進行信號傳播時,可以考慮無線接入方式采用寬帶化,這樣可以讓信號源更加穩定,讓網絡的通信速率得到提升,信道不會出現因信息量過大而出現擁堵的現象,并且,接入方式采用寬帶化技術后可以推進光纖技術的發展以及網絡的通透量。(3)提高網絡穩定性和安全性。在無線網絡中,最害怕發生的事情就是無線設備癱瘓與傳輸信息得到泄漏,因此,在部署網絡設備時一定要有容易設備,及時備份信息,保證網絡的可靠性;同時,如果傳輸的信息遭到他人的監聽或者篡改,其后果將是十分嚴重的,因此,有必要對發送的信息要進行加密處理,提高信息傳輸的安全性。
5 結語
無線電通信技術的發展,改變了人們的生活,加快了社會的進步,促進了經濟的發展,但是無線電通信技術還有很長的路要走,還有更廣闊的舞臺等待拓新。近年來,我國的無線電技術發展日新月異,無線電通信技術的發展潛力是巨大的,只要我們積極創新,努力提高科技水平,就可以將無線電通信推到更高的一個平臺上,為世界的通信事業做出一份貢獻。
參考文獻:
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[關鍵詞]無線電通信傳輸,形式,特點
中圖分類號:TN925 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2017)22-0316-01
前言
無線電通信傳輸的方法和形式不同,最終的傳輸效果也會有所差異,因此,在無線電通信傳輸的研究過程中,要注重對不同的傳輸形式進行分析,進而提高傳輸的整體效果。
1、無線電通信技術
無線電通信技術與有線電通信相比,具有不用架設傳輸線路線、脫離傳輸距離限制、傳輸距離遠、通信靈活等優點,備受市場的青睞。傳統的傳輸線有長度的限制,對設備擺放的位置有一定的要求,傳輸線太短,設備就不能離電腦太遠;傳輸線太長,又得東纏西繞,麻煩且不美觀。無線通信不采用傳統電纜線,但就提供傳統有線通信的所有功能,能隨著人們的需要移動或變化。有了無線通信,我們在進行數據交換時就不必受時間和空間的限制,可以隨時隨地辦公或者娛樂,再也不用為網絡布線而苦惱。
2、常見的電磁干擾及其抗干擾問題分析
VHF(Very High Frequence)頻率段為30MHZ-300MHZ。特點:類似光波的直線傳播,在視距范圍類通信。民航地空通信采用是雙邊帶調幅VHF信號,由于其自身特點通信距離長,而且飛機運動速度很快,因此對通話質量的要求很高,需要使用高性能的VHF設備。民航的接收機模式 :高靈敏度或低失真度、低噪聲模式。
為了更好預防電磁干擾,需要對干擾產生的根源進行分析和歸類。雖然是VHF無線電干擾,但不是只有無線電才會對民航地空通信產生干擾。廣義上非我們需要的有用信號,其他一切進入到通信信道內的信號都可稱為是干擾。它有自然界的宇宙噪聲、太陽噪聲、大氣噪聲等等。也有可能是電子設備人為產生的。發射和接收設備消除自身熱噪聲性能不佳,自身所攜帶的噪音。也可能是其他大功率電子設備對我們的干擾。例如:廣播電臺的寄生干擾,高壓線的電磁干擾,大功率設備雜散干擾等。或是無線電發射機之間隔離度不夠,造成其他發射機信道的信號的串入有用的信道內,或是安裝工藝差,造成多個信號互調干擾。
幾種常見的干擾類型:
1)民航左右鄰近頻道干擾
2)接收以及發射信機噪聲
3)信號傳輸路徑上電臺廣播寄生輻射干擾
4)相互調制過程中產生的干擾
這五種干擾粗略地可分為兩類:如前三種干擾,它反映了設備的內在性能以及質量的好壞即電磁兼容性問題。通過選擇技術性能好的設備,便可以從源頭上消除干擾源;后兩種在建臺時,通過采取一些技術措施也可以消除干擾。
3、常見干擾的形成及抑制措施
3.1 民航鄰頻道干擾
航鄰頻道干擾就是來自相鄰民航信道的干擾。民航信道之間的頻率間隔25KHZ,信道之間頻率間隔太近,由于收信機選擇性不夠,或者是鄰道發信機頻帶過寬,造成在相鄰信道頻率點上的衰減不夠大?,F象可能在這個頻點上,相鄰頻點信號也能接收到。解決辦法一般是一一管制區,VHF信道間隔至少大于200k以上,共用系統之間信道間隔大于500k以上?;蚴菍⑹瞻l天線之間的距離拉大,增加隔離度。
例如:相臨管制扇區使用50KHz以上 間隔,可以得到較好的通信保障。如:南昌高空111.45MHZ,與合肥高空111.50MHZ,都可以得到較好的電磁工作環境。但在同一管制扇區的頻率,50KHz信道的間隔,收發天線距離幾百米米左右時 ,同時發射這兩個頻率才不會相互干擾。
自由空間傳輸損耗公式:VHF天線采用水平隔離,設頻率fMHz,相距d米時
3.2 收發信機噪聲
由于發射機無法消除自身振蕩器、變頻、調制過程中,還有電源模塊逆變所帶來的,以載頻為中心數十千赫到數兆赫范圍之內的頻率的熱噪聲。噪聲隨著有用信號一同發射出去,影響有用信號接收,隨著民航設備的越來越精良,這種現象已經越來越少。
3.3 廣播電臺寄生輻射干擾
大功率的調頻廣播電臺之間由于非線性器件相互影響產生的大量復雜的寄生信號。廣播電臺發射功率大都在千瓦以上,由于廣播電臺需要經過多次倍頻和放大,由于廣播電臺濾波特性不佳在功率放大和末級輸出端的非線性作用下,因此在大功率廣播電臺發射塔周圍產生了許多寄生物,即廣播電臺雜波輻射干擾。
雖然是調頻廣播,與民航使用的調幅制式不同,但由于:地空通話頻率118.000-136.975MHZ,而廣播電臺在29.7-108MHZ,緊靠民航地空通信頻率,廣播電臺設備射頻端線性度不高,廣播電臺的發射功率一般是上千瓦或有非線性因素,導致廣播電臺發射源附近信號復雜,產生大量的寄生調幅信號。平時可能顯現不出來,一旦廣播電臺加大功率,民航設備就能收到類似廣播干擾信號。解決辦法是聯系當地無線電委員會,要求電臺功率嚴格限定在規定值以內。
3.4 相互調制的干擾
3.4.1 發射機形成的互調干擾
電臺之間的隔離度不夠,對相鄰頻率或信道衰減值不夠大,造成一部或多部發信機發出的信號,通過天線和某它途徑侵入另一部發信機中,并且仍具有一定的能量,并在后者的末級功率放大器的非線性作用下相互調制,產生不需要的頻率組合,隨同有用信號發射出去,在收信機內就形成了干擾??赏ㄟ^在發射天線端加裝濾波器和單向器等等設備來解決。
3.4.2 收信機形成的互調干擾
同樣的,當能量足夠大的兩個或多個無關信號同時串入收信機末端射頻電路時,經過非線性電路(例如高頻耦合放大,混頻等)相互調制,且互調新生成的頻率落在收信機中頻帶寬范圍內,就產生收信機互調干擾??梢酝ㄟ^在收線機前端加裝濾波器提高選擇性來適量緩解干擾信號的影響。
4、結束語
綜上所述,隨著我國無線電通信傳輸技術的不斷進步,無線電通信傳輸的方法也越來越多,采取何種傳輸形式,決定了傳輸的效果,所以,明確無線電通信傳輸的形式也是非常有必要的。
⒖嘉南
近年來,無線電通信技術一直處于不斷改革的發展時期中。而在信息化越來越普及的環境中,對無線電通信的技術問題進行克服并不斷創新改善,是現階段解決社會需求、滿足用戶生活需求的有效手段。因此應不斷改造創新通信方法,根據無線電通信技術的現存缺點,進行相關的研究,采取相應的改善措施。
1.1采取數字通信技術
將無線通信技術數字化,不僅可將射頻頻譜的效率提高,還可使語音、數據以及控制功能通過指定的頻譜進行擴展,此外還可實現集成且快速的數據訪問。將系統頻譜資源的可用率提高,加強信號維持的穩定性,是有效防止在通信中通信信號受到不同因素干擾的手段。不斷提高系統通信的容量,并增加其他通信服務,例如數據、圖象、語音等,保障用戶信息的保密性、安全性。
1.2推廣施行寬帶化信息技術
寬帶化信息技術是推進光導纖維傳輸技術以及高通透量網絡節點的關鍵之處,特別是最近幾年,技術寬帶化逐漸在世界范圍內普及,無線電通信技術已呈現出寬帶化發展趨勢,因此推廣施行寬帶化信息技術對于穩定無線電通信技術的通信信號而言,具有重要意義。
1.3通信技術實現個人信息化
現階段,全球個人通信實現個人信息化已成為發展趨勢主流,通信技術的個人信息化不僅使傳輸路線被信息量堵塞的這一弊端得刀有效的改善,還可使信息通信傳播速度得到大幅度上升。
1.4開發具有潛力的網絡接入樣式
固定技術上的融合不同于其他的通信業務,WAP(無線應用協議)出現之后,在大幅度調動了無線數據業務的展開之余,同時也促進了許多業務信息通過信息網絡進行傳送。為了滿足市場的需求,融合電信網絡和計算機網絡,新舊結合,開發具有潛力的網絡接入樣式,例如無線本地環路入、移動蜂窩接入、固定接入等接入樣式,從而滿足生活中、生產中對通信技術的不同需求。
1.5過渡電路網絡的交替
過渡電路網絡的交替中最關鍵的技術便是IP網絡,IP網絡也最恰當的選取對象,對數據的電路進行交替處理,可有效提升網絡,將無線電通信技術在通信中,信號受干擾的問題得到有效解決。
1.6推廣SDR(軟件無線電)
SDR技術是無線通信中用以操縱與控制純硬件電路的現代化軟件。改變了設備通信功能依賴硬件發展這一格局,通過軟件實現多種通信功能。相比傳統的無線電系統,SDR具有多種優勢,例如兼容性好,功能軟件化且硬件結構通用等。無線電通信技術中的對抗、偵察等方面深受大家的關注,然而該功能局限在軍事通訊的范圍中,若可將該功能進一步推廣到市場中,將會使無線電通信技術的保密性得到進一步的進步與發展。
1.7將無線通信網絡的可持續性提高
無線電通信技術所使用的網絡設備若未得到優質的配置以及良好的網絡部署,一旦遭遇安全威脅則將會引發嚴重的后果。所以在拓新無線電通信技術時,應綜合考慮冗余備份、配備設置優化以及網絡設備性能提高等方面,從而使網絡的可靠性得以保證。
1.8基于Bluetooth技術(藍牙技術)的信號傳感器
該技術設計了一種具備快速、高效等優點的分散式網絡組網算法。此外,將在藍牙技術基礎上無線傳感器的網絡系統協議進行了改進,將能量感知路由措施平衡網絡層中各個節點能聊的消耗速率。同時將多工作狀態的轉化機制以及定時喚醒引入到鏈路管理層中,從而延長了節點的生命周期。藍牙技術所具備的使用性以及安全性相對來說更高一些,在制作傳感器中應用藍牙技術,可隨時將用戶需求的信號方向反應出來,若連接上網絡,可將可用性以及機動性提高。
2結語
[關鍵詞]雷電種類,危害,通信導航設備防護
中圖分類號:S761.5 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2014)36-0107-01
一,雷電的產生
雷電是伴有閃電和雷鳴的一種常見的自然放電現象,是發生在雷暴云(積雨云)、云與云、云與地、云與空氣之間的擊穿放電現象,常伴有強烈的閃光和隆隆的雷聲。
雷電一般產生于對流發展旺盛的積雨云中,因此常伴有強烈的陣風和暴雨,有時還伴有冰雹和龍卷風。云中電荷的分布較復雜,但總體而言,云的上部以正電荷為主,下部以負電荷為主。因此,云的上、下部之間形成一個電位差。當電位差達到一定程度后,就會產生放電,這就是我們常見的閃電現象。帶有電荷的雷云與地面的突起物接近時,它們之間就發生激烈的放電。在雷電放電地點會出現強烈的閃光和爆炸的轟鳴聲,這就是人們見到和聽到的閃電雷鳴。
二、雷電對無線電通信導航設備的危害
雷電和臺風、洪水等氣象災害一樣,會給人類社會帶來巨大的生命財產損失。人類已進入信息社會,微電子技術已經滲透到諸如現代通信計算機技術、醫療衛生、環境工程、能源、旅游、辦公、居民生活等國民經濟各個領域, 各種通信導航設備更是微電子設備集中使用的場合。
近年來,民航無線電通信導航設備受雷擊的事件時有發生,嚴重影響通信導航設備的正常運行,給飛行安全帶來危害。因此,防雷工作必須引起從事無線電通信導航設施設計、管理和維護的工程技術人員的高度重視。
通信導航臺站的防雷保護問題過去一直都存在,只是由于近年來裝備了大量現代的通信設備,這些設備多采用高集成度的微電子電路,其耐沖擊水平較低,對雷電電磁脈沖較為敏感,容易被浪涌過壓損壞,從而產生各種各樣的設備故障,進而影響通信的可靠性,這樣通信臺站的雷害問題就日益凸顯出來。
雷電可以摧毀建筑物,可以造成火災和人員傷亡,其強大的電磁脈沖可導致電子設備損壞。在實際工作中,以雷擊為代表的電磁脈沖對通信系統造成的直接和間接經濟損失已相當嚴重,危害很大。因此,提高人們防雷意識,加強電子信息設備和系統的雷電電磁脈沖防護工作,這是當前防雷工作的當務之急。
三、雷電的種類
(1)直擊雷
直擊雷是云層與地面凸出物之間的放電形成的。直擊雷可在瞬間擊傷擊斃人畜。巨大的雷電流流入地下,令在雷擊點及其連接的金屬部分產生極高的對地電壓,可能直接導致接觸電壓或跨步電壓的觸電事故。
(2)球形雷
球形雷是一種球形、發紅光或極亮白光的火球,運動速度大約為2m/s。球形雷能從門、窗、煙囪等通道侵入室內,極其危險。
(3)雷電感應,也稱感應雷
雷電感應分為靜電感應和電磁感應兩種。靜電感應是由于雷云接近地面,在地面凸出物頂部感應出大量異性電荷所致。雷云與其他部位放電后,凸出物頂部的電荷失去束縛,以雷電波形式,沿突出物極快地傳播。電磁感應是由于雷擊后,巨大雷電流在周圍空間產生迅速變化的強大磁場所致。這種磁場能在附近的金屬導體上感應出很高的電壓,造成對人體的二次放電,從而損壞電氣設備。
(4)雷電侵入波
雷電侵入波是由于雷擊而在架空線路上或空中金屬管道上產生的沖擊電壓沿線或管道迅速傳播的雷電波。雷電可毀壞電氣設備的絕緣,使高壓竄入低壓,造成嚴重的觸電事故。例如,雷雨天,室內電氣設備突然爆炸起火或損壞,人在屋內使用電器或打電話時突然遭電擊身亡都屬于這類事故。
四、雷電波對通信導航臺站入侵方式
雷電是自然界中強大脈沖能量的放電過程,也是最大的電磁干擾源,它一般通過輻射、傳導或其復合方式進行傳播。如LEMP可以通過電力輸電線、信號線、天線饋線、地下線纜、各種金屬管道等導體傳輸。這些導體在傳輸LEMP時,可能由于它們自身的天線效應而再次構成輻射源,或上述導體又有可能會被LEMP強大的電磁場變化感應出過電壓、過電流,以雷電波形式侵入通信系統。
雷電波侵入通信導航臺站的途徑,共有兩類五種方式。
(1)雷電擊中通信臺站所在建筑物引起過電壓,有兩個入侵途徑:
a──雷電擊中建筑物外部,在接地電阻上引起暫態電壓降;
b──雷電擊中建筑物外部,在建筑物內部感應出過電壓。
(2)遠處雷擊引起過電壓,有三種侵入途徑:
a──雷電擊中遠處電源架空線纜引起過電壓;
b──云層之間的雷電感應到電源架空電纜上形成過電壓;
c──雷電擊中遠處地面,地下通信電纜由于地電位上升或感應引起過電壓。
雷電侵入通信導航臺站的方式,導致現代防雷技術是在三維空間進行的綜合防雷,其基本措施主要包括接閃、泄流、等電位連接、接地,屏蔽和隔離等,這種對LEMP的綜合防護方法可以概括綜合防雷保護法。
五、通信導航臺站防雷的基本措施
通信導航臺站防雷設計的基本思想是就是努力實現等電位,目前主要綜合采用分流、屏蔽、箝位、接地等方法來近似實現系統等電位,絕對的等電位只是一種理想模式。這些措施經多年的實踐證明是行之有效的。
要真正解決通信臺站的防雷問題、必須從我國國情出發,修改和完善有關建筑設計規范,從土建設計開始就應考慮臺站直擊雷和LEMP的防護問題。一些基本的防雷措施應包括:
(1)提高通信臺站建筑設計要求,重要機房的樓層位置應預先確定,機房墻壁、走線槽井等采用鋼筋混凝土澆灌或利用鐵板、鐵網構建,墻面鋼筋焊接牢靠,并與周圍的柱、梁形成良好的電氣連接焊接。
(2)通信臺站主樓樓頂天面,若無通信設施或其它電氣設備,最好不架設避雷針,而用隱埋的避雷網或沿屋頂周邊的避雷帶作為接閃裝置。
(3)通信臺站底層宜構建地線均壓環。進站線纜和所連設備(如電源配電柜和通信電纜總配線架)放在底層或同一樓層,其防雷地線直接接在均壓環上,以減輕外線大電流進站時,對地線系統帶來的影響。
(4)預埋固定機房設備的絕緣支撐架,保證通信設備在安裝時與建筑鋼筋絕緣。
(5)機房設備安裝設計時,應同時考慮設備的防雷裝置設置(包括地線設置、管線屏蔽、接口防雷等),保證設備開通的同時,防雷問題也得到了處理。
(6)通信臺站內所有設備的金屬外殼都應接地,金屬走線架、水管等金屬物也必須接地。站內金屬設施良好的接地不但是用電安全的要求,也是屏蔽雷電感應、均衡設備電位的重要措施。
(7)接地匯集線(匯流排)應布置在靠近避雷器的地方,以使避雷器的接地連接線最短。各樓層的分匯集線應直接與樓底的總匯集線相連。