专利名称：移动通信基站环境电磁辐射空间分布抗干扰测量系统及其测量方法
技术领域：
本发明属于环境电磁辐射测试、电磁兼容、电磁抗干扰领域，具体涉及一种能够对移动通信基站的环境电磁辐射水平进行空间分布测试的抗干扰测量系统及其测量方法。
背景技术：
电磁辐射污染已成为继大气、水和噪声污染之后的第四大污染。移动通信基站是城市中的主要电磁辐射源，在城市人口密集区可达到每O. 09km2就有I个基站，公众对基站天线产生的电磁辐射非常关心，相应地环境监测部门也开展了大量的监测工作。由于单个基站的覆盖范围越来越�。髟擞痰�2G、3G、4G通信基站在较小的区
域内分布，加上其它广播电视信号，造成拟测试基站的电磁环境往往会非常复杂。如需进行基站三维空间分布测量，目前将受到测量仪器离地高度、周围各种电磁辐射信号、拟测信号的反射、绕射、散射的干扰和测试场地大小及用户数量等方面的影响。
发明内容
本发明的目的就是为了克服背景技术所述的干扰因素，提出一种移动通信基站环境电磁辐射空间分布抗干扰测量系统，该系统能够模拟各种制式(2G、3G、4G等)基站，屏蔽周围各种电磁辐射源和自身信号反射、绕射、散射的干扰，实现对基站三维空间电磁辐射水平的准确测量。该系统的研制与应用，有利于获得各种基站的环境电磁辐射水平空间分布情况，为基站电磁辐射环境影响预测与分析提供基础数据。本发明的另一目的就是提出一种基于上述抗干扰测量系统的移动通信基站环境电磁福射空间分布抗干扰测量方法。为实现上述目的，本发明公开一种技术方案移动通信基站环境电磁辐射空间分布抗干扰测量系统，包括移动通信应急通信系统、抗干扰测量装置和模拟用户终端，所述抗干扰测量装置设于移动通信应急通信系统和模拟用户终端之间的测试路径上；所述移动通信应急通信系统包含移动通信应急通信载车，设于该载车上的依次相连的移动通信控制系统、馈线、双工天线和设于该载车车顶的天线升降支架、天线转向装置；所述抗干扰测量装置包含正方体或长方体的屏蔽体，该屏蔽体的一侧面为正方形开口，其余五面为具有良好导电性能的金属屏蔽面，该屏蔽体的整个内腔表面铺设吸波材料，其底面吸波材料上设有射频综合场强仪，该屏蔽体的外壳接地；所述模拟用户终端包含信号衰减装置和无线拨出用户终端、无线接收用户终端，该无线拨出用户终端、无线接收用户终端分别设于各自的信号衰减装置内。所述移动通信应急通信载车一般由集装箱加挂车改装而成，载车可以在一般公路上行驶，载车配备必要的电源(发电机或市电接口)、空调和接地。
所述移动通信控制系统为目前已营运的2G、3G或4G移动通信控制系统,或为未来的移动通信控制系统，该移动通信控制系统可通过微波或光纤接入到移动通信运营网络，通过双工天线接收或发射移动通信信号。相对应，所述无线拨出用户终端和无线接收用户终端为2G、3G或4G等制式的手机，为拟测基站系统相对应的系统用户终端，这些终端可接入到拟测系统内。所述2G移动通信控制系统优选爱立信2216v2，3G或4G移动通信控制系统优选中兴 zXsDR B8300。所述天线升降支架优选升降梯，所述天线转向装置设于升降梯的顶端，所述双工天线设于天线转向装置的一侧。在一种实施方式中，所述信号衰减装置为外包金属网·的金属·支架，该金属网接地。所述金属支架优选方形框架体，所述金属网网格最佳小于1_，该金属网最佳通过地线连接接地棒接地。本发明公开另一种技术方案基于上述抗干扰测量系统的移动通信基站环境电磁辐射空间分布抗干扰测量方法，包括以下步骤I)选取开阔的测试场地，其地势平坦，无障碍物和反射物，移动通信应急通信载车设于测试场地，位于测试路径的起点，测量路径的反向无其它电磁辐射源的干扰；2)开通移动通信控制系统，接入移动通信网络，抗干扰测量装置置于测试路径上，其正方形开口对准双工天线，距离双工天线的水平距离为初始距离，设于各自信号衰减装置内的无线拨出用户终端和无线接收用户终端放置在测试路径的终点或更远的地方，在测试期间，无线拨出用户终端和无线接收用户终端均处于活动状态；3)调节天线升降支架的高度，使双工天线与抗干扰测量装置内射频综合场强仪的测量探头形成一定的高度差，通过天线转向装置7调整双工天线发射方向，使得天线的发射方向与测试路径形成一定的夹角，记录抗干扰测量装置内射频综合场强仪的测量结果；4)在测试路径上将抗干扰测量装置按一定的步长移动，返回步骤3)，一直测量至测试路径的终点。所述测试路径的反向无其它电磁辐射源的干扰指的是测试路径反向的其它电磁辐射源距离远到能保证置于测试路径的抗干扰测量装置的背景电场强度值小于O. 2V/m。所述抗干扰测量装置距离双工天线的初始距离优选5米。所述一定的高度差最佳依次为0、3、6、9、……18米或依次为0、0. 5、I、……18米，一定的夹角依次为0°、5°、10°、……90°，一定的步长最佳为O. 5米，测试路径的长度最佳为100-200米。本发明利用应急通信载车具有可移动、天线可升降和转向的特点，选择适合测量的场地，利用信号衰减装置对用户终端的发射和接收信号进行衰减，模拟实际环境的信号衰减，通过抗干扰测量装置实现基站环境电磁辐射水平空间分布抗干扰测量，是一种理想的移动通信基站环境电磁辐射空间分布抗干扰测量系统。本发明同时提出一种基于上述抗干扰测量系统的移动通信基站环境电磁辐射空间分布抗干扰测量方法，实现移动通信基站环境电磁辐射空间分布的精确测量。
图I为实施例的结构示意图；图中1.测试场地2.测试路径3.移动通信应急通信载车4.移动通信控制系统5.馈线6.升降梯7.天线转向装置8.双工天线9.信号发射方向10.抗干扰测量装置
11.信号衰减装置12.无线拨出用户终端、无线接收用户终端13.地线14.接地棒。
具体实施例方式下面结合附图对本发明最佳实施例进行详细描述。如图I所示，本发明移动通信基站环境电磁辐射空间分布抗干扰测量系统，包括移动通信应急通信系统、抗干扰测量装置10和模拟用户终端，所述抗干扰测量装置设于移动通信应急通信系统和模拟用户终端之间的测试路径上。
移动通信应急通信系统包含移动通信应急通信载车3，设于该载车3上的依次相连的移动通信控制系统4、馈线5、双工天线8和设于该载车3车顶的升降梯6、天线转向装置7，天线转向装置7设于升降梯6的顶端，双工天线8设于天线转向装置7的一侧。抗干扰测量装置10包含正方体或长方体的屏蔽体，该屏蔽体的一侧面为正方形开口，其余五面为具有良好导电性能的金属屏蔽面，该屏蔽体的整个内腔表面铺设吸波材料，其底面吸波材料上设有射频综合场强仪，射频综合场强仪可选用德国NADAR公司的EMR300，所述屏蔽体的外壳通过地线连接接地棒接地。抗干扰测量装置中的屏蔽体净空腔的宽度为移动通信下行信号最长波长的2倍，高度为移动通信下行信号最长波长的2倍，长度为大于或等于移动通信下行信号最长波长的2倍。抗干扰测量装置中的吸波材料最佳分为两种，一种是铺设屏蔽面内侧中央的、吸波性能对IGHz频率信号达到或超过_25dB的吸波材料，另一种是铺设屏蔽面内侧四周剩余空隙的、吸波性能对IGHz频率信号达到或超过-12dB的吸波材料。抗干扰测量装置中的屏蔽体的正方形开口为正面，所述射频综合场强仪的探头与屏蔽体的左侧面、右侧面、顶面、底面内侧的净距离大于或等于I个所测量频段波长，与背面内侧的净距离为10cm。所述射频综合场强仪的测量数据信号经光纤输出，该光纤输出端经光电转换头连接便携式电脑。所述模拟用户终端包含信号衰减装置11和无线拨出用户终端、无线接收用户终端12，该无线拨出用户终端、无线接收用户终端12分别设于各自的信号衰减装置11内。信号衰减装置11为外包金属网的方形框架体金属支架，金属网接地，金属网网格小于1_，金属网通过地线13连接接地棒14接地。本发明还公开了一种基于上述抗干扰测量系统的移动通信基站环境电磁辐射空间分布抗干扰测量方法，包括以下步骤I)选取开阔的测试场地1，其地势平坦，无障碍物和反射物，测试场地I可供测试的距离大于或等于200米，移动通信应急通信载车设于测试场地I，位于测试路径2的起点，测试路径反向的其它电磁辐射源距离远到能保证置于测试路径的抗干扰测量装置的背景电场强度值小于O. 2V/m,以避免和载车上双工天线的发射方向相同的其它电磁辐射源的干扰。2)移动通信控制系统4通过馈线5与双工天线8连接，开通移动通信控制系统4，接入移动通信网络，抗干扰测量装置10置于测试路径2上，其正方形开口对准双工天线8，距离双工天线8的水平距离为初始距离5米，将模拟用户终端12的无线拨出用户终端、无线接收用户终端12分别放置在两个信号衰减装置11内，无线拨出用户终端负责拔出，无线接收用户终端负责接收，无线拨出用户终端、无线接收用户终端12的数量可根据测试需要来确定，一般为某一载波或时隙的最大用户数，无线拨出用户终端、无线接收用户终端12放置在测试路径2的终点或更远的地方，在测试期间，无线拨出用户终端、无线接收用户终端12均处于活动状态。3)调节升降梯6的高度，使双工天线8与抗干扰测量装置10内射频综合场强仪的测量探头形成一定的高度差，依次设为0、3、6、9、……18米，这里的高度差也可根据实际需要进行调整，例如，依次设为0、0.5、1、……18米，如果需要进行精密空间测量，高度差可以根据自己的需要来确定，比如0、0. 1,0. 2,0. 3、……18米，但工作量会非常大！通过天线转向装置7调整双工天线8的发射方向，使得天线8的发射方向9与测试路径2形成一定的夹角，依次为0°、5°、10°、……90°，记录抗干扰测量装置10内射频综合场强仪的测量结果。 4)在测试路径2上将抗干扰测量装置10按一定的步长，一般为O. 5米，移动，步长O. 5米是通过实验发现较好的一个步长，再大就不好，会漏测一些峰值，当然再小些也是可以的，更精细，但会大大增加工作量，不是最优化的，返回步骤3)，一直测量至测试路径2的终点，测试路径2的长度为100-200米。以上步骤依次完成后，可获得模拟移动通信基站距离100-200米、高度18米内的空间电磁辐射水平分布测量结果。
权利要求
1.移动通信基站环境电磁辐射空间分布抗干扰测量系统，其特征在于包括移动通信应急通信系统、抗干扰测量装置和模拟用户终端，所述抗干扰测量装置设于移动通信应急通信系统和模拟用户终端之间的测试路径上； 所述移动通信应急通信系统包含移动通信应急通信载车，设于该载车上的依次相连的移动通信控制系统、馈线、双工天线和设于该载车车顶的天线升降支架、天线转向装置； 所述抗干扰测量装置包含正方体或长方体的屏蔽体，该屏蔽体的一侧面为正方形开口，其余五面为具有良好导电性能的金属屏蔽面，该屏蔽体的整个内腔表面铺设吸波材料，其底面吸波材料上设有射频综合场强仪，该屏蔽体的外壳接地； 所述模拟用户终端包含信号衰减装置和无线拨出用户终端、无线接收用户终端，该无线拨出用户终端、无线接收用户终端分别设于各自的信号衰减装置内。
2.根据权利要求I所述的抗干扰测量系统，其特征在于所述移动通信控制系统为2G、3G或4G移动通信控制系统，所述无线拨出用户终端和无线接收用户终端为2G、3G或4G制式的手机。
3.根据权利要求2所述的抗干扰测量系统，其特征在于所述2G移动通信控制系统采用爱立信2216v2，3G或4G移动通信控制系统采用中兴zXsDR B8300。
4.根据权利要求I所述的抗干扰测量系统，其特征在于所述天线升降支架采用升降梯，所述天线转向装置设于升降梯的顶端，所述双工天线设于天线转向装置的一侧。
5.根据权利要求I所述的抗干扰测量系统，其特征在于所述信号衰减装置为外包金属网的金属支架，该金属网接地。
6.根据权利要求5所述的抗干扰测量系统，其特征在于所述金属支架为方形框架体，所述金属网网格小于1_，该金属网通过地线连接接地棒接地。
7.基于上述抗干扰测量系统的移动通信基站环境电磁辐射空间分布抗干扰测量方法，包括以下步骤 1)选取开阔的测试场地，其地势平坦，无障碍物和反射物，移动通信应急通信载车设于测试场地，位于测试路径的起点，测试路径的反向无其它电磁辐射源的干扰； 2)开通移动通信控制系统，接入移动通信网络，抗干扰测量装置置于测试路径上，其正方形开口对准双工天线，距离双工天线的水平距离为初始距离，设于各自信号衰减装置内的无线拨出用户终端和无线接收用户终端放置在测试路径的终点或更远的地方，在测试期间，无线拨出用户终端和无线接收用户终端均处于活动状态； 3)调节天线升降支架的高度，使双工天线与抗干扰测量装置内射频综合场强仪的测量探头形成一定的高度差，通过天线转向装置7调整双工天线发射方向，使得天线的发射方向与测试路径形成一定的夹角，记录抗干扰测量装置内射频综合场强仪的测量结果； 4)在测试路径上将抗干扰测量装置按一定的步长移动，返回步骤3)，一直测量至测试路径的终点。
8.根据权利要求7所述的抗干扰测量方法，其特征在于所述测试路径的反向无其它电磁辐射源的干扰指的是测试路径反向的其它电磁辐射源距离远到能保证置于测试路径的抗干扰测量装置的背景电场强度值小于O. 2V/m。
9.根据权利要求7所述的抗干扰测量方法，其特征在于所述抗干扰测量装置距离双工天线的初始距离为5米。
10.根据权利要求7所述的抗干扰测量方法，其特征在于所述一定的高度差依次为O、.3、6、9、……18米或依次为0、0. 5、I、……18米，一定的夹角依次为0°、5 °、10 °、…….90°，一定的 步长为O. 5米，测试路径的长度为100-200 米。
全文摘要
本发明公开一种移动通信基站环境电磁辐射空间分布抗干扰测量系统，包括移动通信应急通信系统、抗干扰测量装置和模拟用户终端，所述抗干扰测量装置设于移动通信应急通信系统和模拟用户终端之间的测试路径上。本发明还公开一种基于上述抗干扰测量系统的移动通信基站环境电磁辐射空间分布抗干扰测量方法。本发明能够模拟各种制式(2G、3G、4G等)基站，屏蔽周围各种电磁辐射源和自身信号反射、绕射、散射的干扰，实现对基站三维空间电磁辐射水平的准确测量。本发明的研制与应用，有利于获得各种基站的环境电磁辐射水平空间分布情况，为基站电磁辐射环境影响预测与分析提供基础数据。
文档编号G01R29/08GK102955077SQ201210445140
公开日2013年3月6日 申请日期2012年11月8日 优先权日2012年11月8日
发明者周睿东, 廖建华, 梁贵渊, 余慧婷, 张衍津 申请人:广东省环境辐射监测中心
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