時間：2023-10-12 09:38:51
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通信技術(shù)中微波信號傳輸主要是通過電磁波的形式來進行通信，微波信號光纖傳輸技術(shù)在應(yīng)用的過程中也可以分為幾種不同的模式，其中包括了外調(diào)制模式以及直接調(diào)制模式兩種，通過微波信號之間匹配的調(diào)制以及電頻輸出等就可以實現(xiàn)微波信號的遠距離傳輸，而目前在微波信號光線傳輸?shù)膽?yīng)用中，這種傳輸方式也相對較為方便快捷，并且也有著很強的經(jīng)濟性和實用性。
1．1激光器降噪技術(shù)
目前電光轉(zhuǎn)換器在運行時會出現(xiàn)很大程度的噪音，而噪音的存在也會對通信質(zhì)量產(chǎn)生很大的影響，因此我們也必須要對噪音進行控制，并且保證鏈路的噪音在10～25dB之間，這樣也才能夠更好的保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。降噪技術(shù)的應(yīng)用可以通過自動功率控制技術(shù)以及自動溫度控制裝置對穩(wěn)定的影響來加以有效的控制，這樣就可以在保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行的前提下最大限度的降低噪音;同時還可以采用降低鏈路光反射的方法來進行降噪，這種方法也可以有效的避免反射所產(chǎn)生的不利影響，通過溶解光接口以及光纖活動接口等來對鏈路的光反射進行調(diào)整，從而降低光反射的差值，這樣也可以更好的使噪聲的系數(shù)控制在一起的范圍內(nèi)。
1．2“SBS”閾值控制技術(shù)
這種控制技術(shù)是在輸出光波的波長大于1550mm波長時，系統(tǒng)噪聲、非線性逐漸惡化。在采用閾值的產(chǎn)生與激光器光功率太強、輸出光譜較窄、波長太長有著直接聯(lián)系，使光信號傳輸距離拉長。光譜過于狹窄使色散影響降低，使波長損耗大幅度降低，進一步增加光功率的總傳輸距離。但是，由于光譜過于狹窄，光功率太強，波長太長等多種因素與光線自身的非線性特征產(chǎn)生矛盾，使“SBS”閾值出現(xiàn)相應(yīng)問題。系統(tǒng)噪聲、非線性出現(xiàn)一定程度的惡化后，系統(tǒng)頻譜會出現(xiàn)極為雜散且密度較高的噪聲信號，該類信號超出了相關(guān)要求和標(biāo)準(zhǔn)。針對“SBS”閾值的控制情況來看，首當(dāng)其沖的是電光調(diào)制器的使用和處理，進而拓寬輸出光譜寬度，實現(xiàn)光信號最大距離的傳輸。
1．3預(yù)失真補償技術(shù)
若光電調(diào)制器、動態(tài)范圍等不符合各項參數(shù)要求，則會造成微波信號失真。電光轉(zhuǎn)換器以預(yù)失真補償技術(shù)為支撐，在微波激光器作用下為傳輸系統(tǒng)提供OIP2、OIP3、SFDR等指標(biāo)。現(xiàn)階段，預(yù)失真補償技術(shù)主要是指在相應(yīng)頻段產(chǎn)生二階、三階、偶數(shù)階、奇數(shù)階等信號的一種技術(shù)，這些信號與非線性失真信號的大小相等、相位相反，可相互抵消，從而將傳輸?shù)母呔€信提高。
2微波信號光纖傳輸技術(shù)的應(yīng)用
微波信號的應(yīng)用有著范圍光的特點，對靈敏度以及抗飽和特征要求較高的信號傳輸也可以更好的保證其安全性。由于微波信號受到電磁的干擾相對較小，這樣其工作的穩(wěn)定性也會相應(yīng)有所提高。此外，微波信號光纖傳輸技術(shù)的應(yīng)用成本相對較低，所采用的信號傳輸能夠更好的圖片傳輸距離的限制，并且在針對通信系統(tǒng)以及偵測系統(tǒng)的應(yīng)用上也有著較好的隱蔽性，這樣也就可以更好的發(fā)揮微波信號光纖通信傳輸技術(shù)的應(yīng)用特點，而不會受到多種不利因素的限制。
2．1在信號傳輸中應(yīng)用
就目前來看微波信號光纖傳輸技術(shù)在應(yīng)用的過程中可以更好的避免安裝天線的地點限制，并且在不同的情況下微博光線信號的質(zhì)量也相對較高，無論在何種條件下都可以安裝天線，這樣既保證了信號的質(zhì)量也最大限度的發(fā)揮了微波信號光纖傳輸技術(shù)穩(wěn)定性的特點。同時，將變頻器、數(shù)據(jù)處理器、調(diào)節(jié)器等設(shè)備安裝完成后，數(shù)據(jù)處理也更加方便快捷，人們的使用的過程中也減少了很多的麻煩。
2．2微波信號光纖通信技術(shù)在移動通信中應(yīng)用
移動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展至今，無論是3G還是4G通信對于傳輸系統(tǒng)都有著較高的要求，而微波傳輸信號光纖技術(shù)能夠為其提供更加靈活以及便捷的使用要求，并且在很多的場所都可以提供更加高質(zhì)量的通信信號，因此我們采用建筑內(nèi)安裝分布式的天線和基站也有助于更好的提高信號的覆蓋面積，這樣也可以在整體上達到移動通信的基本使用要求。
2．3微波信號光纖傳輸技術(shù)在數(shù)據(jù)連接中的應(yīng)用
微波信號光纖傳輸可以通過光纜來承載多芯光纖，這樣在進行數(shù)據(jù)連接的過程中，光纜也可以為其提供相應(yīng)的保護，并且也不會受到電磁的信號干擾。而采用光纜線路也有利于降低工程的建設(shè)成本，相比以往的銅纜以及同軸電纜等有著非常明顯的優(yōu)勢。另外，應(yīng)用雷達中的微波信號光線傳輸技術(shù)也能夠更好的提高信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性、準(zhǔn)確性。
3結(jié)語
從上述內(nèi)容中也可以看出，目前微波信號光纖傳輸技術(shù)在應(yīng)用的過程中無論是何種類型都表現(xiàn)出了非常好的應(yīng)用效果，并且作為一種新型的通信技術(shù)，也受到了人們的普遍認(rèn)可。因此我們也需要加強對微波信號光線傳輸技術(shù)的重視，并且充分的加強對微波信號光纖傳輸技術(shù)的應(yīng)用質(zhì)量以及發(fā)揮其優(yōu)勢，這樣也才能夠更好的實現(xiàn)各類信號不同距離的有效傳播，而微波信號光纖傳輸技術(shù)的廣泛應(yīng)用也能夠為我國通信事業(yè)的發(fā)展提供更加堅實的基礎(chǔ)。
作者:李祺鋒 賈延彬 郭林麗 韓冰 單位:中國移動通信集團設(shè)計院有限公司黑龍江分公司
參考文獻:
英文名稱：Railway Signalling & Communication Engineering
主管單位：鐵道部
主辦單位：北京全路通信信號研究設(shè)計院
出版周期：雙月刊
出版地址：北京市
語
種：中文
開
本：16開
國際刊號：1673-4440
國內(nèi)刊號：11-5423/U
郵發(fā)代號：
發(fā)行范圍：國內(nèi)外統(tǒng)一發(fā)行
創(chuàng)刊時間：1979
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核心期刊：
期刊榮譽：
聯(lián)系方式
關(guān)鍵詞：城市軌道交通車地通信無線網(wǎng)絡(luò)
中圖分類號：U213文獻標(biāo)識碼： A
當(dāng)前，列車控制系統(tǒng)已經(jīng)成為我國城市軌道交通信號系統(tǒng)的主流，但是在已經(jīng)開通或者是待建城市軌道交通CBTC項目中，許多城市軌道交通運營線路在使用CBTC時因受到車地通信狀態(tài)不穩(wěn)定的因素影響，多數(shù)仍沿用傳統(tǒng)落后的后備降級模式運營，使得多數(shù)專家質(zhì)疑CBTC信號制式的穩(wěn)定性和可靠性，當(dāng)前城市軌道交通通信信號系統(tǒng)的焦點已經(jīng)集中到了車地?zé)o線通信，這就為我們軌道交通信號系統(tǒng)工作人員提出了全新的研究方向。
CBTC系統(tǒng)概述。
基于通信的列車控制(Commullications一basedTrainContrOI，CBTC)系統(tǒng)是脫離軌道電路的一個獨立系統(tǒng)，采用高精度的列車定位和連續(xù)、高速、雙向的數(shù)據(jù)通信，通過車載和地面安全設(shè)備實現(xiàn)對列車的控制。歐洲連續(xù)式列車控制系統(tǒng)是CBTC技術(shù)的源頭，多年的發(fā)展歷程使其取得了長足的進步。包括阿爾斯通、西門子、阿爾卡特等多家列車控制系統(tǒng)設(shè)備供應(yīng)商均進入了CBTC系統(tǒng)市場競爭中，具有自己的科技產(chǎn)品。溫哥華、巴黎、倫敦、武漢、香港等多個城市都已經(jīng)將CBTC系統(tǒng)應(yīng)用到城市軌道交通信號系統(tǒng)當(dāng)中。迄今為止最大的，實現(xiàn)不同廠商CBTC系統(tǒng)設(shè)備互連互通的cBTc項目正在紐約地鐵進行，并準(zhǔn)備將該技術(shù)用于改造紐約地鐵信號系統(tǒng)。
無線CBTC系統(tǒng)的組成。
無線CBTC系統(tǒng)主要由3部分組成:無線移動通信系統(tǒng),列車控制系統(tǒng)和列車定位子系統(tǒng).列車控制系統(tǒng)又包括:中央控制室,無線閉塞中心(RBC,Radio Block Center)和車載子系統(tǒng).其中,高可靠的無線移動通信系統(tǒng)是RBC、車載子系統(tǒng)和列車定位子系統(tǒng)的基礎(chǔ)。無線移動通信系統(tǒng)主要是進行車地通信,在移動的列車和地面控制設(shè)備之間實時雙向傳輸行車信息,由無線車-地通信技術(shù)提供技術(shù)保障.列車通過相應(yīng)的地面設(shè)備,如信標(biāo)燈、應(yīng)答器,可以獲知自身的位置及速度等信息.通過可靠的無線移動通信網(wǎng)絡(luò),列車將位置、車次、列車長度、實際速度、制動潛能、運行狀況(診斷數(shù)據(jù))等信息以無線的方式發(fā)送給RBC;RBC則開始追蹤列車并發(fā)送移動權(quán)限、允許速度、限速、緊急停車等命令.因而,無線CBTC系統(tǒng)中,無線移動通信網(wǎng)絡(luò)取代了軌道電路的信息傳輸?shù)匚籟2].
CBTC系統(tǒng)的車-地通信系統(tǒng)按車-地信息采集方式分為連續(xù)式和點式傳輸方式.連續(xù)式能連續(xù)不斷地將地面信息即列車間隔、線路容許的速度等情況及時地向車上反映,使司機隨時掌握列車速度,有利于保證行車安全和提高行車效率。
無線CBTC系統(tǒng)屬于連續(xù)式車-地信息傳輸方式,按數(shù)據(jù)傳輸媒介可分為:無線電臺、裂縫波導(dǎo)管、漏纜和GSM-R(GSM for Railway)等方式。其中,無線電臺、漏纜常用在城市軌道交通中,如無線電臺、裂縫波導(dǎo)管方式在地鐵使用,漏纜可在磁懸浮使用等;GSM-R是鐵路專用無線通信,在我國一些新建鐵路線使用,如在青藏線使用。
城市軌道交通信號CBTC系統(tǒng)中的車－地通信技術(shù)應(yīng)用。
3.1 CBTC系統(tǒng)中主要的車－地信息交換。
在固定閉塞技術(shù)中，線路上有固定的區(qū)段劃分，這一區(qū)段只要有車占用，就意味著整個區(qū)段是占用的。而移動閉塞在線路上沒有區(qū)段的劃分，以前車的尾部或進路邊界為追蹤的目標(biāo)，這就是固定閉塞和移動閉塞的區(qū)別。所以，在固定閉塞技術(shù)中一定要采用軌道空閑檢查設(shè)備來檢查列車的位置，而移動閉塞則靠車載設(shè)備自主定位來描述軌道的占用情況。
從車－地信息交換的角度來看，移動閉塞與固定閉塞不同，線路固定數(shù)據(jù)都存儲在車載設(shè)備的數(shù)據(jù)庫中，在進入正常的 CBTC 移動閉塞模式之后，車－地雙向通信的關(guān)鍵內(nèi)容包括：
（1）軌旁到車載的移動授權(quán)信息（亦稱 MA，EOA 等）；
（2）車載到軌旁的位置報告；
（3）運營調(diào)整信息及維護信息等。
當(dāng)然車－地信息中還包括其他的內(nèi)容，如 IP 尋址、ATS 調(diào)整、維護事件或故障報警、車站設(shè)備控制、旅客信息、校驗及時間戳等。不同供貨商會根據(jù)各自系統(tǒng)的特點有不同的信息結(jié)構(gòu)。
3.2 CBTC系統(tǒng)的車－地通信方式。
CBTC系統(tǒng)的車－地通信方式通常由點式通信技術(shù)和連續(xù)式通信技術(shù)兩種技術(shù)。
點式通信技術(shù)在線路上的某些特定位置安裝固定的應(yīng)答器（信標(biāo)），當(dāng)列車通過時，經(jīng)車載查詢器（天線）的激勵，應(yīng)答器會根據(jù)互感原理，把數(shù)據(jù)發(fā)送給車載接收設(shè)備，這就是點式通信。
連續(xù)式通信技術(shù)是基于 WLAN的無線通信方式。經(jīng)過近十年的技術(shù)發(fā)展，與世界上多個互聯(lián)互通試驗工程的經(jīng)驗，雖然做到真正意義上的互聯(lián)互通還有很長的路要走，但是對于 CBTC 系統(tǒng)所采用的無線通信系統(tǒng)，業(yè)內(nèi)已經(jīng)有了一定的共識。首先，從技術(shù)發(fā)展角度來說，采用商務(wù)現(xiàn)貨供應(yīng)（COTS）的產(chǎn)品；其次，把 ISO 七層模型中的低層統(tǒng)一采用IEEE802.11 WLAN 標(biāo)準(zhǔn)。
3.3 CBTC系統(tǒng)的無線傳播方式。
目前我國多數(shù)城市軌道交通系統(tǒng)CBTC系統(tǒng)供貨商采用的傳播方式主要分為空間自由傳播和導(dǎo)行傳播兩種。
空間自由傳播是目前使用最多最常見的一種傳播方式。它利用電磁波在空氣中從發(fā)射天線到接收天線傳遞數(shù)據(jù)，而無需線纜介質(zhì)?？臻g自由傳播的方式節(jié)省軌旁設(shè)備，在軌道交通狹窄的隧道安裝上具有優(yōu)勢。理論上空間自由傳播的無線小區(qū)最大距離在 400 ～ 500 m 之間。
導(dǎo)行傳播因為軌道交通的特點，對無線覆蓋的要求不是空間上的，而是線性的，所以采用漏纜或漏泄波導(dǎo)管作為傳輸介質(zhì)，形成一個沿走行軌的無線覆蓋網(wǎng)，在軌道交通的復(fù)雜傳輸環(huán)境中具有優(yōu)勢。
結(jié)束語：
基于通信的列車控制(CBTC)系統(tǒng)代表了城市軌道交通信號列車控制系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展方向。在城市軌道交通信號系統(tǒng)中有效的運用CBTC通信系統(tǒng)技術(shù)誓將對其發(fā)展必將起到促進的作用。因此，盡快開展基于無線通信的CBTC系統(tǒng)的研究并進行有效的應(yīng)用，已經(jīng)成為國內(nèi)城市軌道交通信號系統(tǒng)發(fā)展的一個契機。
參考文獻：
［1］ 劉宏杰，陳黎潔． CBTC 列車安全定位中通信中斷時間的研究［J］． 鐵道學(xué)報，2012，34( 6) : 40-45．
雷達技術(shù)廣泛應(yīng)用于定位、導(dǎo)航、探測等領(lǐng)域，是現(xiàn)代化探測技術(shù)?，F(xiàn)代雷達系統(tǒng)中接收機數(shù)字化已成為必然發(fā)展趨勢，采樣數(shù)據(jù)量成倍增加，信號接收機將采用多通道采樣，這便給信號處理機顯控帶來挑戰(zhàn)，顯控準(zhǔn)確性將可能出現(xiàn)下降。因此，要融入新的抑制技術(shù)與通信技術(shù)，從而進行高速信號采樣與實時傳輸，并利用GDI和Direct3d技術(shù)，實現(xiàn)雷達探測目標(biāo)多方面顯示，實現(xiàn)信號處理機實時顯控，使操作人員能清晰觀察雷達探測目標(biāo)動態(tài)，提高探測有效性。本文將針對雷達信號處理顯控及通信技術(shù)展開研究和分析。
【關(guān)鍵詞】信號處理 雷達信號 處理機顯控 通信技術(shù)
雷達信號處理機是在各種雜波、干擾背景下，檢測目標(biāo)有效回波信號的關(guān)鍵，影響雷達信號捕捉效果，影響雷達定位探測準(zhǔn)確性和有效性。本文將以雷達信號處理機顯控與通信技術(shù)為研究對象，結(jié)合雷達信號處理基本理論，對雷達信息處理機顯控問題展開研究，分析如何實現(xiàn)雷達信號的高速處理與顯控，并提出濾波技術(shù)的應(yīng)用，削弱固定雜波對信號處理機顯控的負面影響，從而使雷達功能得到更好發(fā)揮，提高顯控水平，保證探測質(zhì)量。
1 雷達功能與特點
雷達是利用電磁波探測目標(biāo)的電子設(shè)備，是通過無線電定位方式，來實現(xiàn)無線電探測與測距，通過回波測定發(fā)現(xiàn)探測目標(biāo)空間位置信息，由于雷達通過無線電技術(shù)實現(xiàn)探測，所以也被稱為 “無線電定位”。其探測原理是通過發(fā)射電磁波，對探測目標(biāo)進行照射，在通過天線接收其回波，提取回波信息，來獲取測定目標(biāo)速度、方位、高度等信息。探測通信過程中信息載體是無線電波，天線接收回波后，由接收設(shè)備進行處理，提取信息數(shù)據(jù)，當(dāng)前廣泛應(yīng)用于：氣象領(lǐng)域、軍事領(lǐng)域、航空領(lǐng)域。雷達技術(shù)最早出現(xiàn)于一戰(zhàn)時期，但由于當(dāng)時受到技術(shù)水平限制，探測范圍和準(zhǔn)確性都存在局限。二戰(zhàn)時期雷達技術(shù)得到實際運用，且已十分成熟，能實現(xiàn)地對空、空對空、空對地的探測識別。隨后更融入了脈沖跟蹤技術(shù)，能通過跟蹤模式對目標(biāo)進行跟蹤探測，且探測中系統(tǒng)能自動修正干擾誤差，提高探測準(zhǔn)確性和有效性。二十世紀(jì)末，微處理技術(shù)與光學(xué)探測技術(shù)融入雷達領(lǐng)域，使雷達探測實現(xiàn)智能化、自動化，能自動進行多目標(biāo)跟蹤探測，在軍事領(lǐng)域中做出了巨大貢獻。
2 雷達通信技術(shù)
雷達應(yīng)用非常廣泛，可探測飛機、艦艇、導(dǎo)彈。除軍事用途外，還可用來為飛機、船只導(dǎo)航。另一方面，氣象領(lǐng)域中的應(yīng)用，可探測臺風(fēng)、雷雨、烏云，以實現(xiàn)預(yù)測天氣目的。雷達通信基本過程是，發(fā)射機發(fā)射電磁波，由收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)傳送給天線，由天線將電磁波發(fā)送出進行傳播，電磁波遇到目標(biāo)后產(chǎn)生回波，回波被天線獲取，通過接收設(shè)備進行信號處理。距離測量是根據(jù)回波延遲時間判斷，計算公式為S=CT/2。方向探測通常利用天線方向性，測定方位角和俯仰角。速度測試方面則根據(jù)回波頻率改變量確定，其基本原理是多普勒頻移。但實際上雷達應(yīng)用中，通信過程可能受到干擾設(shè)備或其他外部信號干擾，同時會被電子偵察設(shè)備探測到通信信號。因此，要加強雷達抗干擾，反偵察能力。現(xiàn)代雷達為提高通信穩(wěn)定性與可靠性，融入了數(shù)據(jù)處理技術(shù)、加密技術(shù)、組網(wǎng)技術(shù)、分布式有源技術(shù)、自適應(yīng)波束形成技術(shù)、光電子技術(shù)。這便使得雷達通信抗干擾能力大大提升，數(shù)據(jù)處理效率和水平明顯提高，能實現(xiàn)多頻道、多極化、多模式通信，而且通信數(shù)據(jù)形式更加多元。
3 雷達信號處理機顯控
通過前文分析不難看出雷達探測的應(yīng)用優(yōu)勢。雷達設(shè)備種類繁多，技術(shù)含量高，應(yīng)用范圍廣。根據(jù)用途不同可分為：軍用雷達、預(yù)警雷達、引導(dǎo)指揮雷達、機載雷達、氣象雷達、航行管制雷達等。雷達探測不受天氣影響，穿透力強，探測效果好。但探測有效性和準(zhǔn)確性，通常與信號處理機顯控有直接關(guān)系。近些年來，現(xiàn)代雷達中接收采樣數(shù)據(jù)量成倍增加，信號處理機顯控難度提高，使得信號處理機顯控成為雷達研究領(lǐng)域熱門課題。為提升顯控有效性，修正誤差，一般情況應(yīng)通過MAD抑制低速雜波信號，區(qū)分雜波與目標(biāo)回波。由于雜波與目標(biāo)回波頻率不同，所以能通過濾波器消除。但實際上，由于雜波中心頻率位于零頻，多普勒頻移未知，卻容易被濾波器忽略，所以傳統(tǒng)MAD抗干擾濾波方式，效果并不好，會出現(xiàn)顯控判斷現(xiàn)象。為解決這一問題，就應(yīng)利用自適應(yīng)恒虛警檢測，通過CFAR檢測抑制雜波。另一方面，還可選擇匹配數(shù)字濾波器方式，利用脈沖壓縮處理方式，進行波篩選，將雜波進行掩蓋，避免雜波干擾。但實際應(yīng)用中，由于模擬技術(shù)缺陷，掩蓋效果與理論值可能會存在差異。雜波分為：地物雜波與氣象雜波幾大類，不同雜波波幅與干擾程度不同，但通常雜波也具有一定規(guī)律性。因此，為了彌補理論值誤差問題，則可通過改進濾波方式，實現(xiàn)抑制雜波，保障顯控準(zhǔn)確性與有效性。例如，對多普勒濾波器進行利用。該濾波器能有效提高顯控質(zhì)量，通過FIR實現(xiàn)濾波，抗干擾性能非常好，而且容易實現(xiàn)。除以上幾種技術(shù)手段還，近些年來，很多雷達也在開始MTD技術(shù)，該技術(shù)是通過窄帶濾波器組的方式來實現(xiàn)抑制雜波，從而改善信號接收機性能，全面提高接收有效性，實現(xiàn)高質(zhì)量顯控，該技術(shù)雜波抑制效果非常明顯。但各類技術(shù)手段有著不同特點和適用范圍，具體應(yīng)用中，要根據(jù)雷達信號接收機特點和顯控要求及實際雜波特性規(guī)律選擇抑制方式。
4 結(jié)束語
雷達探測不受地形，天氣情況影響，而且探測距離遠，準(zhǔn)確性與可靠性高，能應(yīng)于海洋探測、地理探測、航空探測等眾多領(lǐng)域。但隨著雷達數(shù)字化的發(fā)生，接收機采樣數(shù)據(jù)量越來越大，使得信號處理機顯控難度隨之提高，準(zhǔn)確性出現(xiàn)下降，雜波處理面臨挑戰(zhàn)。因此，在實際應(yīng)用中，要根據(jù)雜波特性與顯控要求，合理選擇濾波技術(shù)，保證顯控質(zhì)量。
參考文獻
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作者簡介
陳兵（1975-），男，四川省射洪人。大學(xué)本科學(xué)歷。現(xiàn)為四川九洲電器集團有限責(zé)任公司第一研究所工程師。研究方向為雷達通信。
1雷達功能與特點
雷達是利用電磁波探測目標(biāo)的電子設(shè)備，是通過無線電定位方式，來實現(xiàn)無線電探測與測距，通過回波測定發(fā)現(xiàn)探測目標(biāo)空間位置信息，由于雷達通過無線電技術(shù)實現(xiàn)探測，所以也被稱為“無線電定位”。其探測原理是通過發(fā)射電磁波，對探測目標(biāo)進行照射，在通過天線接收其回波，提取回波信息，來獲取測定目標(biāo)速度、方位、高度等信息。探測通信過程中信息載體是無線電波，天線接收回波后，由接收設(shè)備進行處理，提取信息數(shù)據(jù)，當(dāng)前廣泛應(yīng)用于：氣象領(lǐng)域、軍事領(lǐng)域、航空領(lǐng)域。雷達技術(shù)最早出現(xiàn)于一戰(zhàn)時期，但由于當(dāng)時受到技術(shù)水平限制，探測范圍和準(zhǔn)確性都存在局限。二戰(zhàn)時期雷達技術(shù)得到實際運用，且已十分成熟，能實現(xiàn)地對空、空對空、空對地的探測識別。隨后更融入了脈沖跟蹤技術(shù)，能通過跟蹤模式對目標(biāo)進行跟蹤探測，且探測中系統(tǒng)能自動修正干擾誤差，提高探測準(zhǔn)確性和有效性。二十世紀(jì)末，微處理技術(shù)與光學(xué)探測技術(shù)融入雷達領(lǐng)域，使雷達探測實現(xiàn)智能化、自動化，能自動進行多目標(biāo)跟蹤探測，在軍事領(lǐng)域中做出了巨大貢獻。
2雷達通信技術(shù)
雷達應(yīng)用非常廣泛，可探測飛機、艦艇、導(dǎo)彈。除軍事用途外，還可用來為飛機、船只導(dǎo)航。另一方面，氣象領(lǐng)域中的應(yīng)用，可探測臺風(fēng)、雷雨、烏云，以實現(xiàn)預(yù)測天氣目的。雷達通信基本過程是，發(fā)射機發(fā)射電磁波，由收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)傳送給天線，由天線將電磁波發(fā)送出進行傳播，電磁波遇到目標(biāo)后產(chǎn)生回波，回波被天線獲取，通過接收設(shè)備進行信號處理。距離測量是根據(jù)回波延遲時間判斷，計算公式為S=CT/2。方向探測通常利用天線方向性，測定方位角和俯仰角。速度測試方面則根據(jù)回波頻率改變量確定，其基本原理是多普勒頻移。但實際上雷達應(yīng)用中，通信過程可能受到干擾設(shè)備或其他外部信號干擾，同時會被電子偵察設(shè)備探測到通信信號。因此，要加強雷達抗干擾，反偵察能力?，F(xiàn)代雷達為提高通信穩(wěn)定性與可靠性，融入了數(shù)據(jù)處理技術(shù)、加密技術(shù)、組網(wǎng)技術(shù)、分布式有源技術(shù)、自適應(yīng)波束形成技術(shù)、光電子技術(shù)。這便使得雷達通信抗干擾能力大大提升，數(shù)據(jù)處理效率和水平明顯提高，能實現(xiàn)多頻道、多極化、多模式通信，而且通信數(shù)據(jù)形式更加多元。
3雷達信號處理機顯控
通過前文分析不難看出雷達探測的應(yīng)用優(yōu)勢。雷達設(shè)備種類繁多，技術(shù)含量高，應(yīng)用范圍廣。根據(jù)用途不同可分為：軍用雷達、預(yù)警雷達、引導(dǎo)指揮雷達、機載雷達、氣象雷達、航行管制雷達等。雷達探測不受天氣影響，穿透力強，探測效果好。但探測有效性和準(zhǔn)確性，通常與信號處理機顯控有直接關(guān)系。近些年來，現(xiàn)代雷達中接收采樣數(shù)據(jù)量成倍增加，信號處理機顯控難度提高，使得信號處理機顯控成為雷達研究領(lǐng)域熱門課題。為提升顯控有效性，修正誤差，一般情況應(yīng)通過MAD抑制低速雜波信號，區(qū)分雜波與目標(biāo)回波。由于雜波與目標(biāo)回波頻率不同，所以能通過濾波器消除。但實際上，由于雜波中心頻率位于零頻，多普勒頻移未知，卻容易被濾波器忽略，所以傳統(tǒng)MAD抗干擾濾波方式，效果并不好，會出現(xiàn)顯控判斷現(xiàn)象。為解決這一問題，就應(yīng)利用自適應(yīng)恒虛警檢測，通過CFAR檢測抑制雜波。另一方面，還可選擇匹配數(shù)字濾波器方式，利用脈沖壓縮處理方式，進行波篩選，將雜波進行掩蓋，避免雜波干擾。但實際應(yīng)用中，由于模擬技術(shù)缺陷，掩蓋效果與理論值可能會存在差異。雜波分為:地物雜波與氣象雜波幾大類，不同雜波波幅與干擾程度不同，但通常雜波也具有一定規(guī)律性。因此，為了彌補理論值誤差問題，則可通過改進濾波方式，實現(xiàn)抑制雜波，保障顯控準(zhǔn)確性與有效性。例如，對多普勒濾波器進行利用。該濾波器能有效提高顯控質(zhì)量，通過FIR實現(xiàn)濾波，抗干擾性能非常好，而且容易實現(xiàn)。除以上幾種技術(shù)手段還，近些年來，很多雷達也在開始MTD技術(shù)，該技術(shù)是通過窄帶濾波器組的方式來實現(xiàn)抑制雜波，從而改善信號接收機性能，全面提高接收有效性，實現(xiàn)高質(zhì)量顯控，該技術(shù)雜波抑制效果非常明顯。但各類技術(shù)手段有著不同特點和適用范圍，具體應(yīng)用中，要根據(jù)雷達信號接收機特點和顯控要求及實際雜波特性規(guī)律選擇抑制方式。
4結(jié)束語
雷達探測不受地形，天氣情況影響，而且探測距離遠，準(zhǔn)確性與可靠性高，能應(yīng)于海洋探測、地理探測、航空探測等眾多領(lǐng)域。但隨著雷達數(shù)字化的發(fā)生，接收機采樣數(shù)據(jù)量越來越大，使得信號處理機顯控難度隨之提高，準(zhǔn)確性出現(xiàn)下降，雜波處理面臨挑戰(zhàn)。因此，在實際應(yīng)用中，要根據(jù)雜波特性與顯控要求，合理選擇濾波技術(shù)，保證顯控質(zhì)量。
作者:陳兵 單位:四川九洲電器集團有限責(zé)任公司
參考文獻:
[1]梁成壯.雷達伺服系統(tǒng)功能仿真和性能測試軟件平臺研制[D].西安電子科技大學(xué),2014,04:203-204.
關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；地鐵運營；通信信號；應(yīng)用
1引言
地鐵在運營的過程中需要通過通信信號保障運營的順利進行，能夠?qū)⒌罔F的設(shè)備運營情況、工序銜接等串聯(lián)起來，使地鐵安全運行。地鐵通信信號運營并不是單個技術(shù)的功勞，而是利用多種技術(shù)實現(xiàn)的，但是利用多種技術(shù)來進行監(jiān)控必然需要復(fù)雜的操作技術(shù)，并且由于不利因素的阻礙，可變性較大，會直接影響到地鐵通信信號的不穩(wěn)定性。通過BIM技術(shù)可以有效保障地鐵通信信號運營以及運營中的安全。
2BIM技術(shù)概述
BIM技術(shù)，其中文名稱對應(yīng)的是建筑信息模型理論。BIM技術(shù)在上個世紀(jì)70年代率先由美國的專家和學(xué)者所提出并且加以運用的，能夠有效避免因為多種技術(shù)運用在一起所產(chǎn)生的弊端問題，使得其所表現(xiàn)出來更加立體化、形象化，根據(jù)地鐵運營的實際情況調(diào)整施工順序，能夠有效地減少材料的使用，避免步驟繁雜，使得工程完成效果顯著提升，并且能夠為之后的驗收以及運營提供較大的便利。利用BIM技術(shù)，可以有效避免地鐵運用過程中的誤差以及損耗，而在現(xiàn)如今運用較為廣泛的是以三位數(shù)字模型為基礎(chǔ)的建筑信息模型，在今后的研究中，有關(guān)專家以及學(xué)者將會著力探討以四位數(shù)字模型、五位數(shù)字模型以及六位數(shù)字模型為基礎(chǔ)的BIM技術(shù)并且將其大力推廣。
3BIM技術(shù)在地鐵通信信號運營中的應(yīng)用
（1）及時反饋地鐵通信信號運營的信息。BIM技術(shù)在地鐵通信信號運營中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在反饋信息上。地鐵通信信號工程看似非常簡單，但是在實際的操作過程中卻有著較高的難度，并且難以單憑人力分析出其中所包含的危險要素，使得地鐵通信信號運營過程中有著很大的不確定性，嚴(yán)重的時候會造成一些安全事故發(fā)生。此外，地鐵通信信號運營并不是一項單一的工作，在操作的過程中還需要摻雜著其他的技術(shù)，進而使得地鐵通信信號運營的安全指數(shù)較低。所以，當(dāng)前為了能夠有效解決這些問題，有關(guān)人員利用BIM技術(shù)及時將地鐵通信信號運營過程中的問題反饋給控制中心，以便相關(guān)人員可以實時了解地鐵的運營情況，從而能夠在出現(xiàn)問題的第一時間采取有效措施進行挽救，避免安全事故的發(fā)生，最大程度上保障人員安全。此外，通過BIM反饋地鐵通信信號運營的信息有助于相關(guān)人員加強管理，提高工作的效率，保障管理工作的效果。
（2）BIM技術(shù)在設(shè)計階段可以實現(xiàn)協(xié)同效果。利用BIM技術(shù)可以幫助有關(guān)人員在設(shè)計的過程中實現(xiàn)協(xié)同效果。以前，對于地鐵通信信號的處理存在著較多的技術(shù)問題，這些技術(shù)問題難以有效地使得地鐵通信信號順利發(fā)揮其作用。針對地鐵通信信號運營，有關(guān)人員積極考慮到其中的交叉操作，因為地鐵通信信號運營不僅僅要依靠地面上的一些設(shè)備和管線，在地下還有諸多的電纜槽道、通信信號設(shè)備等等需要準(zhǔn)備。這些工程交叉操作會影響到地鐵的通信信號正常運營。很多人員不能夠通過直觀的方式了解到地鐵運營軌道、車站等形象的信息以及布局，所以會導(dǎo)致交叉施工的情況出現(xiàn)。一旦出現(xiàn)交叉操作，需要各個部門之間的人員進行溝通，并且會使得問題處理的時間延長。利用BIM技術(shù)可以有效地將電纜溝槽、車站主架、地下管線排布等體現(xiàn)在一個直觀的、立體的、形象的數(shù)據(jù)模型中，避免交叉操作的反復(fù)出現(xiàn)，不僅僅能夠提高施工的效率，還能夠保障相關(guān)人員的安全。
（3）為施工方案制定提供信息。利用BIM技術(shù)可以有效地為地鐵通信信號運營提供一定的數(shù)據(jù)。利用BIM技術(shù)能夠盡快找出施工方案中的不足之處，在地鐵運營過程中同步信息，便于處理有關(guān)問題。BIM技術(shù)主要在地鐵通信信號運營中能夠同步信息，比如對于施工的地質(zhì)情況、管線排布、水位高低等等都會影響到地鐵的正常運營。如果持續(xù)采用原本的技術(shù)，很難在短時間內(nèi)解決問題，進而浪費大量的時間。合理分配人力資源和物力資源，調(diào)整問題處理方案，幫助所有的部門都能盡快得到信息。通過BIM技術(shù)可以有效地減少不合格的方案在施工方案中出現(xiàn)的次數(shù)，能夠盡最大的限度減少資源浪費。此外，通過BIM技術(shù)還能夠為有關(guān)人員在地鐵通信信號運營之初出謀劃策，利用精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)分析為相關(guān)人員提供合適的施工方案，在保障施工安全的基礎(chǔ)之上推進工程的進一步完善，從而幫助有關(guān)部門取得最大的利益，實現(xiàn)社會效益與經(jīng)濟效益最大化。
4在地鐵通信信號運營中BIM技術(shù)應(yīng)用的不足
通過上述分析，我們了解到BIM技術(shù)對于地鐵通信信號運營有著十分重要的意義，但是在實際的運營過程中仍然存在著較大的問題，不利于順利推進BIM技術(shù)在地鐵通信信號運營中的廣泛應(yīng)用。BIM技術(shù)并沒有在我國首先發(fā)現(xiàn)，而是從國外引進的，現(xiàn)階段的BIM技術(shù)并不是非常成熟，應(yīng)用在地鐵通信信號運營中的BIM技術(shù)更是少之又少，所以需要大量的專家和學(xué)者進行開發(fā)和利用，不斷地推廣BIM技術(shù)，組織有關(guān)人員制定出BIM技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)，在現(xiàn)有的設(shè)備與人員的基礎(chǔ)之上，加大BIM技術(shù)在地鐵通信信號運營中的應(yīng)用，培養(yǎng)大量的專業(yè)性人才，使得BIM技術(shù)能在我國的地鐵事業(yè)乃至更多的行業(yè)中發(fā)揮更大的作用。
關(guān)鍵詞：遠程控制通信技術(shù)；鐵路信號系統(tǒng)；應(yīng)用
遠程控制通信技術(shù)主要是利用被控端和主控端的計算機程序，通過一臺主計算機遠程控制被控端服務(wù)器，實現(xiàn)對鐵路信號系統(tǒng)的遠程控制操作，減輕工作人員的工作量，降低人為操作失誤率，可以極大地提高鐵路信號系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。
1鐵路信號系統(tǒng)概述
遠程控制通信技術(shù)對于實現(xiàn)鐵路信號系統(tǒng)的穩(wěn)定、可靠運行有著重要影響，和繼電聯(lián)鎖系統(tǒng)相比，計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)的各方面性能更加成熟，所以當(dāng)前計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)被廣泛地應(yīng)用在鐵路信號系統(tǒng)中，其通過利用遠程通信、現(xiàn)場總線、控制計算機等設(shè)備和技術(shù)，采用專門的軟件系統(tǒng)和硬件設(shè)備實現(xiàn)鐵路各個道岔、進路和信號之間的連鎖關(guān)系，其以信號安全準(zhǔn)確為原則，本質(zhì)上是一個邏輯聯(lián)鎖運算模塊。本文重點研究遠程控制通信技術(shù)和計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)的配合運行，該系統(tǒng)包括關(guān)聯(lián)系統(tǒng)、監(jiān)控層和控制設(shè)備層，關(guān)聯(lián)系統(tǒng)用于實現(xiàn)計算聯(lián)鎖系統(tǒng)的復(fù)顯、模擬屏、監(jiān)督調(diào)度、集中調(diào)度、聯(lián)鎖機等功能；監(jiān)控層用于監(jiān)測各個信號控制設(shè)備和站場狀態(tài)；控制設(shè)備層用于實現(xiàn)電源屏、I/O、PLC、電源屏等設(shè)備之間的遠程通信[1]。
2鐵路信號系統(tǒng)的遠程控制通信設(shè)計
（1）關(guān)聯(lián)系統(tǒng)通信設(shè)計。關(guān)聯(lián)系統(tǒng)通信設(shè)計重點在于互聯(lián)網(wǎng)和局域網(wǎng)內(nèi)部計算機系統(tǒng)、局域網(wǎng)內(nèi)各個計算機系統(tǒng)之間的遠程通信，其主要通過RS485、RS232等通信形式來實現(xiàn)，互聯(lián)網(wǎng)和計算機局域網(wǎng)之間利用socket接口進行遠程通信，互聯(lián)網(wǎng)與單機計算機利用Internet專網(wǎng)連接、ADSL或者串口撥號等形式來實現(xiàn)。
（2）控制設(shè)備層和監(jiān)控站通信設(shè)計。鐵路信號系統(tǒng)監(jiān)控站中的PLC設(shè)備和聯(lián)鎖機利用串口進行連接，用于傳輸大量的安全數(shù)據(jù)，由于PLC和聯(lián)鎖機之間簽署有CCM傳輸協(xié)議，這種協(xié)議的可靠性和安全性較高，以聯(lián)鎖機為主，PLC定時向聯(lián)鎖機發(fā)送數(shù)據(jù)。同時，為了保障傳輸數(shù)據(jù)的安全性和可靠性，可以利用兩次相同的數(shù)據(jù)發(fā)送給聯(lián)鎖機，用于屏蔽鐵路信號系統(tǒng)中的各種干擾，這種通信流程還可以有效監(jiān)督PLC和聯(lián)鎖機的運行狀況。首先對PLC中寄存器進行檢查，利用聯(lián)鎖機位鍵對寄存器進行復(fù)位，如果PLC沒有及時置位，則可判斷PLC出現(xiàn)問題或者異常；如果聯(lián)鎖機沒有及時置位，則可判斷聯(lián)鎖機運行異常，根據(jù)報警信號及時進行解決處理，確保鐵路信號系統(tǒng)的可靠性和安全性。
（3）控制設(shè)備層通信設(shè)計?？刂圃O(shè)備層通過利用現(xiàn)場總線技術(shù)，在工業(yè)現(xiàn)場合理設(shè)置各個I/O模塊，利用智能型分布式I/O模塊將輸入信號轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)信號，現(xiàn)場各個子站通過一根電纜線路進行連接，控制室監(jiān)控設(shè)備快速、穩(wěn)定地接收現(xiàn)場信號，如圖1所示。在計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)中，I/O遠程通信模塊和主控模塊為從主結(jié)構(gòu)，主要利用現(xiàn)場總線的PROFIBLS網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)通信[2]。
3遠程控制通信技術(shù)在鐵路信號系統(tǒng)中的應(yīng)用
（1）在平交道口的應(yīng)用。遠程控制通信技術(shù)在鐵路信號系統(tǒng)中的應(yīng)用，結(jié)合時間間隔，主控中心可以實時查詢鐵路道口運行狀況，通過整理和分析大量查詢信息，選擇有價值信息反饋給距離道口較近的列車，并且主控中心采集列車位置信號和列車行駛速度信息時，按照列車通過道口以后的時間，結(jié)合列車最大行駛速度、累積運行線路和實際列車運行情況進行計算和分析，利用遠程控制通信技術(shù)及時獲取列車通過道口的信息，確保其運行的安全性，提高列車在平交道口的通過率[3]。
（2）在中繼器的應(yīng)用。近年來，我國鐵路事業(yè)快速發(fā)展，但是通信基站在每個鐵路上的建設(shè)比較緩慢，而鐵路信號系統(tǒng)的利用可以發(fā)通信基站在鐵路的重要作用，并且有效減少設(shè)備投資費用，通信基站通過中繼器可以接收和發(fā)送射頻信號，還可以利用遠程控制通信技術(shù)實現(xiàn)對基站區(qū)設(shè)備、車輛和線路的信息通信，加強基站的管理。
（3）在微機聯(lián)鎖的應(yīng)用。遠程控制通信技術(shù)在微機聯(lián)鎖中的應(yīng)用，主控中心接收道岔情況信息和信號機閉鎖狀態(tài)信息，通過道旁接口單元來接收主控中心發(fā)出的控制指令，實現(xiàn)對道岔和信號機的有效控制。同時，通過遠程控制無線通信信號，實現(xiàn)道旁接口單元和控制中心之間聯(lián)系，通過電纜線路實現(xiàn)接口單元和現(xiàn)場設(shè)備之間的連接，從而有效地輔助、檢測和控制子系統(tǒng)。另外，對于一些大型車站，各種影響因素較多，容易對無線通信信號造成較大干擾，而通過利用遠程控制通信技術(shù)可以有效解決這個問題，因此為未來發(fā)展過程中應(yīng)加大對遠程控制通信技術(shù)在微機聯(lián)鎖中的應(yīng)用研究。
4結(jié)束語
近年來，現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展，鐵路信號系統(tǒng)作為整個鐵路工程的重要組成部分，遠程控制通信技術(shù)在鐵路信號系統(tǒng)中的應(yīng)用，應(yīng)積極優(yōu)化鐵路信號系統(tǒng)中各模塊的通信設(shè)計，充分發(fā)揮遠程控制通信技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢，提高鐵路信號系統(tǒng)的安全性和可靠性，保障列車的安全、平穩(wěn)運行。
參考文獻：
[1]邱述威.鐵路信號系統(tǒng)中遠程控制通信技術(shù)的應(yīng)用研究[D].合肥工業(yè)大學(xué),2014.
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