現(xiàn)代世界經(jīng)濟(jì)很大程度上依賴(lài)貨物的運(yùn)輸，海洋運(yùn)輸航線(xiàn)上貨輪的密度一直在增加。但是漁船、輪渡船等船舶又使航線(xiàn)進(jìn)一步密度加大，從而導(dǎo)致一系列的問(wèn)題，如航海人員生命安全、貨物安全問(wèn)題等。因此對(duì)海運(yùn)的控制和監(jiān)測(cè)越來(lái)越重要，世界上都在用專(zhuān)業(yè)的無(wú)線(xiàn)電設(shè)備來(lái)進(jìn)行對(duì)海運(yùn)船只的監(jiān)測(cè)，這些設(shè)備統(tǒng)稱(chēng)為VTS系統(tǒng)（Vessel Traffic Service）。

1、系統(tǒng)描述

海岸港口無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)測(cè)向定位系統(tǒng)包括：海岸線(xiàn)布置的遠(yuǎn)端無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)測(cè)向系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)控制中心。

遠(yuǎn)端無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)測(cè)向系統(tǒng)可以安裝在比較高的山頂或者高處，這樣就可以獲得信號(hào)的來(lái)波方向，從而進(jìn)行交叉定位。覆蓋面積主要取決于天線(xiàn)安裝高于海平面的高度。遠(yuǎn)端監(jiān)測(cè)測(cè)向站可以是無(wú)人值守站，自動(dòng)進(jìn)行操作，這些站點(diǎn)都連接到區(qū)域控制中心。

圖一 港口無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)示意圖

2、推薦的系統(tǒng)設(shè)備

系統(tǒng)包含具有交通控制數(shù)字測(cè)向機(jī)DDF200M和相應(yīng)的測(cè)向天線(xiàn)，該子系統(tǒng)可以集成到一個(gè)VTS系統(tǒng)，也可以由VTS系統(tǒng)全部控制。

本方案的優(yōu)點(diǎn)和出色的性能：采用高性能數(shù)字寬帶測(cè)向機(jī)DDF200M和工作頻率范圍從118 MHz到250 MHz的測(cè)向天線(xiàn)ADD090。

2.1 測(cè)向天線(xiàn)ADD090

ADD090測(cè)向天線(xiàn)半徑約2m，覆蓋的頻率范圍從118MHz到250MHz。其設(shè)計(jì)用于惡劣的環(huán)境中，特別適合海岸區(qū)域常見(jiàn)的大風(fēng)、結(jié)冰和鹽的環(huán)境。

該9振子測(cè)向天線(xiàn)使用高精度的相關(guān)干涉儀測(cè)向方法。隨著測(cè)向精度和靈敏度的提升天線(xiàn)直徑也相應(yīng)增加，ADD090為實(shí)現(xiàn)高抗反射能力和高級(jí)別的測(cè)向精度和靈敏度而進(jìn)行優(yōu)化。該優(yōu)勢(shì)在擁有反射和弱信號(hào)的真實(shí)信號(hào)環(huán)境中極為顯著。

圖二 ADD090測(cè)向天線(xiàn)

2.2 數(shù)字測(cè)向機(jī)DDF200M

數(shù)字測(cè)向機(jī)DDF200M可以操作在海事和空管的頻段，從118MHz到250MHz，測(cè)向方法采用相關(guān)干涉儀體制。

圖三 數(shù)字測(cè)向機(jī)DDF200M

數(shù)字測(cè)向機(jī)DDF200M的特性：

（1）可以配備ICM（interference canceller）功能。由于安裝的空間有限，一般測(cè)向天線(xiàn)和VHF通信天線(xiàn)會(huì)安裝在同一個(gè)桅桿上，但是VHF通信天線(xiàn)會(huì)發(fā)射功率強(qiáng)大的VHF信號(hào)，這時(shí)會(huì)干擾測(cè)向和監(jiān)測(cè)性能。采用ICM模塊可以抑制來(lái)自VHF通信天線(xiàn)引起的干擾信號(hào)，提高測(cè)向的準(zhǔn)確度。這樣測(cè)向天線(xiàn)可以和VHF通信天線(xiàn)安裝到同一個(gè)桅桿上。

圖四：沒(méi)有干擾取消功能的系統(tǒng)配置

圖五：具有干擾取消功能的系統(tǒng)配置

從下圖可以看出，在頻率范圍150MHz到174MHz內(nèi)有6個(gè)干擾信號(hào)，這些干擾信號(hào)會(huì)影響到測(cè)量結(jié)果，通過(guò)采用ICM功能，干擾信號(hào)被衰減了40dB。

圖六：具有干擾取消功能的測(cè)試效果圖

（2）該測(cè)向設(shè)備通過(guò)網(wǎng)口被集成到VTS系統(tǒng)中，通過(guò)VTS系統(tǒng)控制測(cè)向功能。這樣在VTS系統(tǒng)上就可以看到測(cè)向方位信息，從而進(jìn)一步得到相應(yīng)的船的位置信息。另外如果采用DDF200M寬帶測(cè)向方法，可以在20MHz內(nèi)并行處理32路海事信道的方位信息，極大地提高了獲得方位的速度。

圖七：20MHz實(shí)時(shí)帶寬內(nèi)32路信號(hào)處理

3、系統(tǒng)總結(jié)

“港口區(qū)域的無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)和定位”建成后可以對(duì)港口區(qū)域進(jìn)行監(jiān)測(cè)和測(cè)向，極大地提高海上無(wú)線(xiàn)電管理能力，提升邊境地區(qū)無(wú)線(xiàn)電安全和監(jiān)測(cè)水平，提供更多的救援能力，防護(hù)犯罪和保護(hù)國(guó)家安全。