[01128291]大功率旋转对数周期天线远程控制鲁棒性研究与验证

大功率旋转对数周期天线具有频带宽、增益高、效率高、全方位覆盖、抗风性能好等优点。目前在各型通信台站、广播台等大量配备,并承担短波收发信的主要任务。然而,该型天线体积大,架设高度高,其控制系统结构设计问题,故障率很高,极易受雷击;同时,因其电气设计存在缺陷,缺乏有效的滤波与抗干扰机制,设备容易受到周围电磁波的串扰,影响接收信噪比,导致通信误码及效率降低,极大影响了系统的鲁棒性与寿命。针对上述问题,课题组进行了长期跟踪调研,通过分析电磁环境,捕获干扰信号,研究控制系统特性,设计纠错算法。提出了基于工业控制计算机的远程控制方法,制定了主控制器与天线控制器的远程通信协议,设计了具有纠错能力的差分编码通信技术,采用了线路防雷与端口磁耦合隔离的双重防护技术。 1、线路双重防护技术 经研究发现,湖北襄阳收信场位于多雷电区域,在雷雨天气经常受到雷击。瞬间产生的强电流通过旋转对数周期天线的支撑塔灌入各控制分系统,然后顺着控制线路传导至收信机房的控制设备。需要在控制分系统或线路中增加避雷器,防止浪涌冲击。同时,由于线路为远距离通信,雷击电流除了对线路设备造成冲击,还会造成谐波干扰,影响通信数据的正确接收,增加隔离滤波功能,可有效避免干扰导致的误码率升高。因此,项目在接收端口处采用磁耦合模块,通过磁场将外部信号与内部信号进行隔离,使得彼此之间既可以进行数据传递,又实现了干扰信号的隔离。 2、项目的主要创新点包括以下两个： 技术创新点1：采用了线路避雷器与端口磁耦合模块,实现了设备的抗雷电冲击与抗干扰能力增强。本项目首次针对大功率旋转对数周期天线主控系统的提出线路双重防雷击及抗干扰的方法。所提方法在J1049项目进行了应用,见应用证明。 技术创新点2：设计了基于差分编码技术的鲁棒性协议,实现了设备的远程可靠通信及控制。 本项目首次全面解析了2731型大功率旋转对数周期天线主控系统通信协议,采用差分编码技术与冗余数据帧技术,设计了具有较强鲁棒性的通信控制协议,实现了大功率旋转对数周期天线的远程可靠通信及控制。所提方法在J1049项目中进行了应用,见应用证明。采用协同组网技术实现远程通信与控制,设计冗余纠错协议,采用串入式抗干扰器件等方法。所研制系统设备在使用的三年时间内正常运行,未发生任何故障,有效解决了系统防雷击、抗干扰能力弱的问题。