Cấu trúc Trạm kiểm soát tần số cố định tại Trung tâm tần số VTĐ khu vực V” và được tìm hiểu thực tế ngay tại Trung tâm tần số VTĐ khu vực V – Hải Phòng

Cấu trúc Trạm kiểm soát tần số cố định tại Trung tâm tần số VTĐ khu vực V” và được tìm hiểu thực tế ngay tại Trung tâm tần số VTĐ khu vực V – Hải Phòng

LỜI CẢM ƠN

Trong thời gian học tập tại trường ĐH Hàng Hải Việt Nam và làm Đồ án tốt nghiệp, em đã nhận được rất nhiều sự chia sẻ kiến thức, hướng dẫn, giúp đỡ quý báu của các giảng viên trong khoa Điện – Điện tử tàu biển để em có được vốn kiến thức như ngày hôm nay Em xin được gửi lời biết ơn tới quý thầy cô

Đặc biệt, em xin gửi lời cám ơn sâu sắc đến thầy giáo – TS Trần Xuân Việt đã hết lòng hướng dẫn, chỉ bảo, động viên và tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho em trong suốt quá trình học tập và hướng dẫn trực tiếp em hoàn thành Đồ án tốt nghiệp quan trọng này

Em cũng xin bày tỏ lòng cám ơn tới các anh chị trong Trung tâm tần số VTĐ khu vực V đã hướng dẫn em tìm hiểu rõ hơn về công tác kiểm soát tần số và các thiết bị dùng trong công tác này

Đây là một đề tài liên quan đến kiểm soát tần số, một lĩnh vực rất quan trọng trong nghành Viễn thông Do hạn chế về thời gian và kiến thức nên Đồ án chắc chắn vẫn còn nhiều thiếu sót và khiếm khuyết nhất định Em rất mong nhận được ý kiến đóng góp, chỉ bảo từ quý thầy cô để đề tài nghiên cứu được hoàn thiện hơn nữa

Em xin chân thành cảm ơn!

Hải phòng, ngày 25 tháng 10 năm 2015

Nguyễn Thành Luân

LỜI CAM ĐOAN

Em xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng em Các thông tin, kết quả, mô phỏng, các thiết kế trong Đồ án tốt nghiệp là trung thực và chưa từng ai công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào khác

Em xin cam đoan rằng các thông tin trích dẫn trong Đồ án tốt nghiệp đều đã được chỉ rõ nguồn gốc

Hải phòng, ngày 25 tháng 10 năm 2015

Nguyễn Thành Luân

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU

Thế kỷ XXI bắt đầu cho một kỷ nguyên thông tin phát triển với nhu cầu về các dịch vụ thông tin liên lạc ngày càng tăng cao, kéo theo sự gia tăng không ngừng các thiết bị thông tin liên lạc, điều đó dẫn đến sự thiếu hụt nghiêm trọng dải tần số cũng như sử dụng sai, gây nhiễu tần số cho nhau, trừ khi chúng ta có những biện pháp chặt chẽ trong việc quản lý, quy hoạch phổ tần số VTĐ ở mức khu vực, quốc gia và quốc tế Nắm bắt rõ được nhu cầu và tính cấp thiết của công tác quản lý tấn số, thời gian gần đây, Việt Nam cũng đã xây dựng những chính sách, điều luật mới cũng như đầu tư đáng kể cho công tác quản lý tần số VTĐ quốc gia để có thể kiểm soát nguồn tài nguyên tần số quý giá này Và tại Việt Nam thì Cục Tần Số Vô Tuyến Điện là đơn vị thuộc Bộ Thông tin và Truyền thông thực hiện nhiệm vụ quan trọng này Để hỗ trợ Cục đảm nhiệm công tác quản lý tần số một cách hiệu quả, chính xác và chi tiết tại từng khu vực cụ thể là các Trung tâm tần số VTĐ tại 8 khu vực trọng điểm trên cả nước Là sinh viên ngành Điện tử viễn thông thuộc trường ĐH Hàng Hải, trong đợt nhận đồ án tốt ngiệp này, em may mắn nhận được đề tài nghiên cứu: “Cấu trúc Trạm kiểm soát tần số cố định tại Trung tâm tần số VTĐ khu vực V” và được tìm hiểu thực tế ngay tại Trung tâm tần số VTĐ khu vực V – Hải Phòng.

Đồ án này gồm có 3 chương chính nghiên cứu sau:

Chương 1: Trung tâm tần số VTĐ khu vực V

Chương 2: Cấu trúc trạm kiểm soát tần số cố định tại Trung tâm tần số VTĐ

khu vực V

Chương 3: Phần mềm Argus – Hỗ trợ quản lý tần số hiệu quả

A/D Analog/ Digital – Chuyển đổi tín hiệu số thành tương tự

AM Amplitude Modulation – Điều biên

DF Direction Finding

FM Frequency modulation – Điều tần

ITU International Telecommunication Union-Liên minh viễn thông quốc tếITU–R Hệ thống quản lý tần số quốc tế

SSB Single Side Band – Điều chế đơn biên

TDMA Time Division Multiple Access- Đa truy nhập thông tin theo thời gianVTĐ Vô tuyến điện

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình Tên hình Trang

Hình 1.3 Sơ đồ khối cấu trúc mạng đài tại các trung tâm

kiểm soát tần số VTĐ

8

Hình 1.5 Sơ đồ nguyên lý Watson – Watt 13

Hình 2.1 Cấu trúc chung của đài kiểm soát tần số cố định 19

Hình 2.8 Một ví dụ Anten HE309 lắp đặt ngoài thực tế 25

Hình 2.9 Độ tăng ích của anten phụ thuộc vào tần số (a),

giản đồ hướng anten HE309 (b)

Hình 2.14 Độ tăng ích của Anten HF902H so với tần số (a),

độ tăng ích của Anten HF902V so với tần số (b)

Hình 3.1 Phần mềm Argus 6.1 – Phiên bản mới nhất 39, 40

Hình 3.2 Giao diện phần mềm Argus chế độ DMM 41

Hình 3.3 Lựa chọn kết nối thiết bị anten định hướng ADD 42

Hình 3.4 Quang phổ tín hiệu 93.7 MHz 43

Hình 3.5 Hiển thị hướng của nguồn phát so với trạm kiểm

soát

43

Hính 3.6 Kiểm tra nhiễu trong một dải tần số khảo sát 44

Hình 3.7 Giao diện phần mềm Argus chế độ BMM 46

Hình 3.8 Lựa chọn các trạm kiểm soát tại các vị trí khác

CHƯƠNG 1: TRUNG TÂM TẦN SỐ VTĐ KHU VỰC V

1.1 Chức năng và nhiệm vụ

Trụ sở chính đặt tại Thành phố Hải Phòng, nhưng Trung tâm tần số VTĐ khu vực V quản lý tần số VTĐ của 6 tỉnh, thành phố khu vực Đông Bắc là: Hải Phòng, Quảng Ninh, Hải Dương, Hưng Yên, Thái Bình, Nam Định Đây được coi là khu vực có nhiều loại địa hình, vừa là đồng bằng, vùng núi, hải đảo và biên giới nên việc sử dụng các nghiệp vụ vô tuyến rất đa dạng và phức tạp Nhưng 17 năm qua (1998 – 21015), Trung tâm đã luôn nỗ lực hết mình để đáp ứng tốt các yêu cầu, nhiệm vụ, góp phần ổn định an ninh thông tin và phát triển kinh tế - xã hội Là đơn

vị thuộc Cục Tần số vô tuyến điện thực hiện chức năng giúp Cục trưởng thực thi nhiệm vụ quản lý nhà nước chuyên ngành về tần số vô tuyến điện trên địa bàn 6 tỉnh, thành phố kể trên

Là đơn vị trực thuộc Cục Tần số VTĐ Quốc gia, Trung tâm Tần số vô tuyến điện khu vực V được giao nhiệm vụ và quyền hạn cụ thể sau:

“1 Hướng dẫn nghiệp vụ, phối hợp với các Sở Thông tin & Truyền thông, các

cơ quan quản lý nhà nước có liên quan trên địa bàn quản lý mà Trung tâm thực hiện công tác quản lý tần số vô tuyến điện;

2 Kiểm tra, hướng dẫn các tổ chức, cá nhân sử dụng tần số và thiết bị phát sóng vô tuyến điện trên địa bàn quản lý của Trung tâm về việc chấp hành pháp luật, quy định quản lý tần số của Nhà nước;

3 Tiếp nhận, hướng dẫn hoàn thiện thủ tục, hồ sơ xin cấp giấy phép tần số vô tuyến điện, thực hiện một số nhiệm vụ về ấn định tần số và cấp giấy phép theo phân công, phân cấp của Cục Tần số vô tuyến điện;

4 Kiểm soát trên địa bàn quản lý của Trung tâm việc phát sóng vô tuyến điện của các đài phát trong nước, các đài nước ngoài phát sóng đến Việt Nam thuộc các nghiệp vụ thông tin vô tuyến điện theo quy định của pháp luật Việt Nam và điều ước quốc tế mà Việt Nam là thành viên;

5 Đo các thông số kỹ thuật của các đài phát sóng thuộc các nghiệp vụ vô tuyến điện và các nguồn phát sóng vô tuyến điện khác Tổng hợp số liệu kiểm soát và số liệu đo được để phục vụ cho công tác quản lý tần số;

6 Kiểm tra hoạt động và các loại giấy phép, chứng chỉ có liên quan đối với các thiết bị phát sóng vô tuyến điện đặt trên tàu bay, tàu biển và các phương tiện giao thông khác của nước ngoài vào, trú đậu tại các cảng hàng không, cảng biển, bến bãi trên địa bàn quản lý của Trung tâm;

7 Tham gia các chương trình kiểm soát phát sóng vô tuyến điện quốc tế và các hoạt động về kỹ thuật nghiệp vụ của Liên minh Viễn thông quốc tế (ITU) và các tổ chức quốc tế liên quan khác theo quy định của Cục Tần số vô tuyến điện;

8 Phát hiện các hành vi vi phạm pháp luật về tần số vô tuyến điện và xử lý theo quy định của pháp luật trên địa bàn quản lý của Trung tâm;

9 Điều tra, xác định các nguồn nhiễu và xử lý can nhiễu vô tuyến điện có hại theo quy định của pháp luật; tạm thời đình chỉ hoạt động của máy phát vô tuyến điện của các tổ chức, cá nhân vi phạm quy định sử dụng tần số vô tuyến điện, gây can nhiễu có hại theo phân cấp của Cục Tần số vô tuyến điện; lập hồ sơ để Cục Tần

số vô tuyến điện khiếu nại các can nhiễu do nước ngoài gây ra cho các nghiệp vụ

vô tuyến điện của Việt Nam hoạt động trên địa bàn quản lý của Trung tâm theo quy định quốc tế;

10 Tham gia nghiên cứu xây dựng, sửa đổi, bổ sung các văn bản quy định về quản lý tần số vô tuyến điện;

11 Thực hiện thu các khoản phí, lệ phí tần số vô tuyến điện và các khoản thu khác theo phân công của Cục Tần số vô tuyến điện;

12 Quản lý về tổ chức, cán bộ, công chức, viên chức, tài sản, hồ sơ, tài liệu của Trung tâm theo quy định của pháp luật, của Bộ Thông tin và Truyền thông và phân cấp của Cục Tần số vô tuyến điện;

13 Thực hiện các nhiệm vụ và quyền hạn khác do Cục trưởng Cục Tần số vô

tuyến điện giao.” (http://www.rfd.gov.vn/,2014)

1.2 Cơ cấu tổ chức

Các phòng ban ngành trong Trung tâm tần số VTĐ khu vực V bao gồm:

- Đài kiểm soát vô tuyến điện

- 01 Trạm kiểm soát trung tâm đặt tại Hải Phòng (quản lý chính các trạm kiểm soát xung quanh đặt tại các tỉnh lân cận);

- 02 trạm kiểm soát cố định loại 1 đặt tại Đông Hưng (Thái Bình) và Hải Dương;

- 04 trạm kiểm soát cố định loại 2 đặt tại Xuân Trường (Nam Định) và Hòn Gai, Móng Cái, Cửa Ông (Quảng Ninh)

1.3 Tìm hiểu hệ thống thiết bị - kỹ thuật kiểm tra, kiểm soát tần số

1.3.1 Vai trò kiểm tra, kiểm soát tần số VTĐ.

Trong quản lý tần số, việc kiểm tra - kiểm soát tần số là phần vô cùng quan trọng Việc phát triển nhanh chóng, mạnh mẽ các hệ thống di dộng mặt đất, hệ thống vệ tinh mặt đất và các thiết bị có thể gây can nhiễu như máy tính và các nguồn phát xạ khác cũng như sử dụng sai mục đích có chủ ý của người sử dụng có thể gây ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng thông tin liên lạc Chính vì vậy việc kiểm tra, kiểm soát tần số VTĐ là cần thiết và cấp bách cho sự phát triển xã hội thông tin toàn diện

Việc kiểm tra, kiểm soát tần số giúp:

- Đảm bảo chất lượng thông tin liên lạc

- Kiểm soát tần số VTĐ nhằm giám sát việc phát xạ sử dụng tần số của các tổ chức cá nhân đúng theo qui định giấy phép đăng ký, ban hành Phát hiện kịp thời các bức xạ bất hợp pháp đảm bảo cho hoạt động sử dụng tần số diễn ra đúng trật tự, nề nếp và chấp hành nghiêm chỉnh luật pháp trong lĩnh vực VTĐ

- Kiểm soát tần số VTĐ nhằm giám sát việc sử dụng băng tần, đo độ chiếm dụng kênh thông tin, đảm bảo những người sử dụng dùng đúng băng tần được phép để không gây chồng lấn kênh thông tin

- Phát hiện nhanh chóng và khẩn trương các can nhiễu để có biện pháp xử lý kịp thời giúp đảm bảo chất lượng thông tin

- Cung cấp thông tin quan trọng cho công tác điều tra, chống tội phạm của các

cơ quan anh ninh chức năng khi cần

Để đảm bảo các điều đó, các vấn đề cần kiểm soát là tần số sử dụng, cường

độ trường thích hợp để không gây can nhiễu, kiểm soát độ chiếm dụng băng thông,

độ chiếm dụng phổ tần theo đúng quy định, các phương pháp điều chế, sự định hướng nhằm phát hiện kịp thời nguồn phát xạ không mong muốn

1.3.2 Thiết bị kiểm tra

a Anten thu đo

Để thu được các tín hiệu sóng VTĐ từ môi trường ngoài không gian với mức đạt được là lớn nhất có thể, cũng như giảm thiểu tối đa ảnh hưởng của nhiễu thì phân cực của anten phải đồng bộ với phân cực của dạng sóng thu tới, trở kháng đường truyền và đầu vào của máy thu nhỏ đảm bảo công suất tín hiệu truyền tối đa Với mỗi ứng dụng riêng thì chỉ tiêu cụ thể của anten kiểm soát sẽ được xác định và tính toán phù hợp Người ta có thể dùng các anten định hướng với từng xử lý tín hiệu riêng biệt nhằm thu được mức tín hiệu lớn nhất và hạn chế mức thấp nhất ảnh hưởng của can nhiễu Cho đến thời điểm này thì chưa có một loại anten nào có khả năng thu đạt chất lượng cao với tất cả các loại tín hiệu, vì vậy các trạm kiểm tra, kiểm soát tần số yêu cầu phải có một số loại anten khác nhau có định hướng, cấu hình thích hợp, với từng dải băng tần số: LF, MF, HF, VHF, UHF, SHF,…

Chẳng hạn ngay tại Trung tâm tần số VTĐ Khu vực V có tới 10 anten khác nhau với sự phân cực ngang, dọc khác nhau, cấu hình và dải tần số quét khác nhau

để tạo lên một trạm cố định có thể thu được các tín hiệu nằm trong dải tần số từ 10KHz tới 3GHz

- Với f < 30 MHz , khuyến nghị nên dùng anten phân cực đứng hoặc anten dây, có chiều cao tổng thể anten ≤ 0.1λ tại tần số cần đo và có sử dụng mặt phản xạ

- Trong dải tần số: 30MHz ≤ f ≤ 1GHz, khuyến nghị nên dùng anten có hướng hoặc anten lưỡng cực có dải rộng Sao cho hướng của anten phù hợp với phân cực và góc tới của tín hiệu sóng VTĐ cần thu và phải có độ cao phù hợp Với phép đo trong một dải tần số rộng cũng có thể dùng anten loga chu kì để đạt hiệu quả tốt nhất trong việc thu tín hiệu

- Với tần số trên 1 GHz, độ lợi anten lúc đó trở thành một thông số quan

khuyến nghị sử dụng anten Horn hoặc anten loga chu kỳ nằm trong mặt phản xạ của parabol

b Máy phân tích phổ

Trong trạm kiểm soát VTĐ, máy phân tích phổ được coi là thiết bị quan trọng Nó

có nhiệm vụ thực hiện nhiều phép đo

liên quan đến tần số: phát hiện và phân

tích tất cả các loại tín hiệu thuộc thông

tin vô tuyến, các sản phẩm xuyên điều

chế, đo đạc các tín hiệu có cường độ

thấp bị che lấp bởi nhiễu và các sản

phẩm xuyên điều chế

Thiết bị được sử dụng đối với tần số thấp, tần số sóng mang, băng tần cơ bản, tần

số trung tần, vi ba, vệ tinh

Máy phân tích phổ có những chức năng sau:

- Đo phổ tín hiệu thuộc thông tin vô tuyến;

- Hiển thị băng thông, đo công suất kênh lân cận, đo tín hiệu hài…;

- Hiển thị giá trị đo đạc và hiện giá trị max/min;

- Đánh dấu cực đại, cực tiểu, các đỉnh kế cận;

- Lưu trữ các giá trị đo đạc tín hiệu

Với những khả năng trên cho phép thực hiện hiệu quả việc phân tích tín hiệu theo tần số, ứng dụng trong các lĩnh vực đo lường, sản xuất, góp phần duy trì ổn định các đường thông tin viba, radar, thiết bị phát thanh, truyền hình, thiết bị viễn thông, thông tin di động, kiểm tra các thiết bị và khảo sát, phân tích tín hiệu

c Máy đo tổng hợp

Trong việc kiểm tra, kiểm soát tần số VTĐ cũng cần máy đo tổng hợp bở nó có các chức năng sau:

Hình 1.1: Máy phân tích phổ

- Đo và kiểm tra các tham số máy phát và máy thu ở các phương thức điều chế khác nhau: AM, FM, SSB;

- Phân tích phổ tín hiệu;

- Hiển thị dạng sóng tín hiệu thu được

Các tham số chính ở các chế độ đo là:

- Công suất đầu ra âm tần

- Độ nhạy của tần số âm tần

e Máy định hướng cầm tay

Máy định hướng cầm tay là một thiết bị phụ trợ

hữu ích cho các trạm định hướng tầm xa như

trạm kiểm soát cố định hay trạm kiểm soát di

động (xe định hướng) trong các địa hình phức

tạp khi mà các trạm kiểm soát kia khó có thể

tiếp cận và thu được tín hiệu chính xác Máy định hướng cầm tay có chức năng là phát hiện hướng của các nguồn phát xạ, nguồn gây nhiễu trong phạm vị hẹp để

Hình 1.2: Máy định hướng cầm tay

định vị chính xác các nguồn phát xạ đó Hướng của đài phát sẽ được quan sát trên màn hình hiển thị

f Máy đo tọa độ GPS

GPS (Global Positioning System) là một hệ thống định vị toàn cầu, nó dựa trên một mạng lưới gồm 24 vệ tinh xác định vị trí của NASA, ở bất kỳ nơi đâu trên mặt đất tại mọi thời điểm đều có thể nhận được tín hiệu xác định toạ độ (vĩ độ, kinh độ) từ mạng lưới 24 vệ tinh này Vì vậy, máy đo toạ độ GPS có chức năng định vị, xác định vị trí (vĩ độ và kinh độ) của điểm đặt anten

1.3.3 Thiết bị kiểm soát tần số.

a Cấu trúc mạng đài tại các trung tâm kiểm soát tần số

Hình 1.3: Sơ đồ khối cấu trúc mạng đài tại các

trung tâm kiểm soát tần số VTĐ

b Trạm kiểm soát cố định

Trạm kiểm soát cố định là trạm kiểm soát tần số được đặt cố định tại một vị trí

có hệ thống cột anten thu lớn với dải tần thu rộng giúp quản lý tần số cũng như phát hiện kịp thời tín hiệu gây can nhiễu, phối hợp cùng với trạm kiểm soát lưu động trong việc kiểm tra, kiểm soát tần số

Số lượng và vị trí đặt các trạm kiểm soát cố định tại một khu vực phụ thuộc vào địa hình của khu vực đó, nhiệm vụ kiểm soát cũng như nguồn lực tài chính đầu tư Hoạt động của những trạm kiểm soát cố định có thể kết hợp, trao đổi các số liệu lấy

từ các trạm kiểm soát tự động ĐKTX và các trạm kiểm soát lưu động

Các trạm kiểm soát cố định tại trung tâm V bao gồm:

- Trạm trung tâm kiểm soát cố định đặt tại Thành phố Hải Phòng có nhiệm

vụ phát hiện và định hướng nguồn phát xạ từ 10KHz đến 3GHz Ngoài việc quản lý tần số với hệ thống thiết bị kỹ thuật lớn, Trạm trung tâm này còn điều khiển các trạm ĐKTX trên cơ sở các chương trình điều khiển

- Trạm kiểm soát cố định loại 1: Thu đo và xác định hướng của các nguồn phát xạ VTĐ từ 20MHz – 2.7GHz, các trạm cố định lọa 1 này được đặt ở các Trung tâm tần số VTĐ khu vực, các thành phố lớn quan trọng, có mật độ nguồn phát thông tin VTĐ cao, mật độ dân cư cao cần xác định nhanh nguồn vô tuyến can nhiễu và các phát xạ bất hợp pháp Với Trung tâm tần số VTĐ khu vực V thì các trạm kiểm soát cố định loại 1 đặt tại các vị trí như: Hải Dương, Đông Hưng (Thái Bình), Xuân Trường (Nam Định)

- Trạm kiểm soát cố định loại 2: Thu đo và định hướng các nguồn phát xạ sóng VTĐ khoảng từ 20 MHz đến 1.3 GHz Các trạm kiểm soát cố định loại 2 này được đặt tại vùng có mật độ đài phát không cao, các thị xã, các cửa khẩu, sân bay, hải cảng Với Trung tâm tần số VTĐ khu vực V thì các trạm kiểm soát cố định loại

2 được đặt tại các vị trí cửa khẩu, hải cảng quan trọng như Hòn Gai, Móng Cái, Cửa Ông (Quảng Ninh).

Các trạm kiểm soát cố định cho phép khảo sát phổ tần số sóng VTĐ, đo các thông số của phát xạ sóng điện từ với thời gian tối thiểu cho phép Những vấn đề

đó được thể hiện qua những nhiêm vụ cụ thể như sau:

- Kiểm soát và đo các chỉ tiêu của các đài VTĐ chẳng hạn như: băng thông, tần số, điều chế…

- Các phép đo liên quan đến can nhiễu bao gồm:

+ Nhận dạng các nguồn phát xạ nhiễu;

+ Xác định các nguồn gây nhiễu;

+ Từng bước loại trừ nhiễu

- Định hướng và phân tích tín hiệu thu được để nhận dạng và phân tích các loại phát xạ Kịp thời phát hiện và từng bước đình chỉ, xử lý vi phạm các hoạt động vô tuyến không được cấp phép theo qui định của pháp luật

- Tham gia hệ thông kiểm soát tần số VTĐ quốc tế

- Nghiên cứu độ chiếm dụng phổ tần

c Các xe đo, định vị lưu động.

Hình 1.4: Xe lưu động kiểm soát tần số

Các xe lưu động có các chức năng sau:

- Thực hiện các phép đo cơ bản

- Khảo sát cường độ trường

- Kiểm tra chất lượng các đường truyền

- Đo các tham số của tín hiệu VTĐ

- Xe định vị lưu động có thể dò tìm đến tận nguồn phát xạ

Khác với trạm kiểm soát cố định của mỗi trung tâm, thì các xe kiểm soát khắc phục được hạn chế về tầm kiểm soát, linh hoạt hơn trong mọi địa hình phức tạp, cũng như xác định nhanh chóng, chính xác mục tiêu trong cự ly gần Ngoài ra trong khi lưu động, xe kiểm soát tần số còn phải đo đạc nhiều thông số quan trọng khác phục vụ cho nhiệm vụ phân tích vùng bao phủ của mạng thông tin di động (A/D)

d Các máy thu chuyên dùng ICOM AR3000, R9000

AR3000 :

- Băng tần làm việc là dải VHF/UHF

- Có số kênh nhớ lên đến 400 kênh nhớ, có thể lưu trữ các thông tin quan trọng như tần số, độ suy giảm RF, mode thu, …

- Chế độ làm việc theo một dải với bước nhảy tuỳ ý

R9000: Về cơ bản máy thu R9000 có đầy đủ chức năng như của máy thu

AR3000 chỉ khác dải tần hoạt động rộng hơn và thêm một số chức năng khác:

- Băng tần làm việc rộng từ 100 KHz đến ~ 2 GHz

- Số lượng kênh nhớ lên đến 1000 kênh nhớ

- Có khả năng quan sát được dạng phổ tín hiệu

- Phân tích được sự điều chế

- Khả năng định hướng tín hiệu thu

Các máy thu chuyên dụng này được đưa vào sử dụng với mục đích thu các tín hiệu

có thể giải điều chế được, đặc biệt là các tín hiệu thoại như: FM, AM, SSB, WFM, NFM…

1.4 Phương pháp định hướng xác định nguồn bức xạ

Nhằm mục đích định vị, phát hiện ra vị trí của nguồn phát xạ gây can nhiễu

- Phương pháp tìm phương sử dụng thuật toán mạnh

Tuy nhiên trên thực tế Trung tâm tần số VTĐ khu vực V chỉ sử dụng chủ yếu

2 phương pháp Watson-Watt và phương pháp giao thoa

1.4.1 Phương pháp Watson-Watt

Phương pháp Watson-Watt thực hiện việc sử dụng 2 cặp anten Adcock để thực hiện sự so sánh biên độ với tín hiệu thu Cặp anten Adcock này là một cặp anten đơn cực hoặc anten lưỡng cực Cặp anten xác định vector của tín hiệu được thu trên mỗi anten làm sao cho chỉ có một đầu ra từ một cặp anten Hai cặp anten này được đặt vuông góc với hướng đông và ở cùng một vị trí để tạo ra 2 tín hiệu E-

W (đông-tây) và N-S (bắc-nam) đưa qua một máy thu Trong máy thu, tín hiệu này được đưa qua bộ biến đổi DF (DF converter), sau đó được đưa tới bộ tính toán Tại

bộ tính toán, góc hướng được tính toán bằng cách lấy actan của tỷ số 2 tín hiệu trên:

Hình 1.5: Sơ đồ nguyên lý Watson – Watt

Đặc điểm: Đây là một phương pháp so sánh về biên độ, dựa chủ yếu vào các mức tín hiệu thu được để tính toán (góc có mức tín hiệu lớn nhất sẽ có ý nghĩa nhất) với ưu, nhược điểm sau:

- Dải tần số rộng (với sai số nhỏ) trong cả các trường hợp đa đường

- Sai số tăng đối với sóng trời

1.4.2 Phương pháp giao thoa

Hệ thống tìm phương theo phương pháp giao thoa thực hiện việc xác định góc sóng tới bằng cách đo trực tiếp sự sai lệch pha giữa các tín hiệu thu được trên các điểm khác nhau bởi các chấn tử trong một mạng anten

Giả sử có một mạng anten gồm 3 anten được đặt trực giao với nhau (như hình 1.6), trong đó anten 1 được coi là anten hàm tham chiếu (định hướng chuẩn của nó luôn là phương Bắc)

Hình 1.6: Sơ đồ phương pháp giao thoaTín hiệu từ các phần tử anten được đưa vào máy thu, trong máy thu tín hiệu được đưa qua bộ biến đổi DF (DF converter) Mỗi máy thu nhận tín hiệu từ một anten, thực hiện lần lượt sự so sánh về sai lệch pha của từng tín hiệu đến từ các anten khác nhau

Tín hiệu từ anten 1 được so pha với tín hiệu từ anten 2 rồi lại so pha với tín hiệu từ anten 3 được góc Φ 12, Φ 13:

Các giá trị góc Φ 12, Φ13thu được đưa qua bộ tính toán đưa ra các kết quả về

góc phương vị và góc ngẩng của nguồn phát xạ so với phương Bắc như sau:

- Góc phương vị của nguồn phát xạ:

Việc đưa ra góc phương vị và góc ngẩng ở trên với hệ thống gồm 3 anten chỉ

có thể thực hiện được chính xác và phù hợp với dải tần số hoạt động nếu như

khoảng cách giữa các anten với nhau không lớn hơn nửa bước sóng của tín hiệu thu được.

Trên thực tế, trung tâm sử dụng một anten định hướng gồm có 8 phần tử anten có hướng được đặt trong một hộp tạo thành một anten vô hướng, cùng với một anten hàm tham chiếu được mặc định sẵn Tám tín hiệu thu trực tiếp từ 8 phần

tử anten được đưa qua các bộ chuyển mạch tại 4 vị trí pha trực giao 0°, 90°, 180°

và 270° tạo thành 32 mẫu tín hiệu Các tín hiệu này được lấy mẫu, lọc và lưu lại trong bộ biến đổi DF cùng với tín hiệu của anten hàm tham chiếu Qua bộ DF các tín hiệu được thực hiện so pha với nhau và đưa vào bộ tính toán để xác định ra góc phương vị và góc ngẩng của nguồn phát xạ

Mục đích chủ yếu của việc sử dụng nhiều anten là để tăng độ chính xác của việc định hướng và tăng dải tần hoạt động của hệ thống

1.5 Quy hoạch phổ tần số quốc gia

1.5.1 Mục đích và cơ sở quy hoạch phổ tần số

Quy hoạch phổ tần số VTĐ quốc gia nhằm mục đích phát triển mạng thông tin VTĐ theo hướng hiện đại và ổn định lâu dài, phù hợp với xu hướng phát triển chung của quốc tế, đáp ứng nhanh chóng các nhu cầu về thông tin phục vụ phát triển kinh tế - xã hội, anh ninh và quốc phòng, góp phần thúc đẩy sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước và hội nhập kinh tế quốc tế

Quy hoạch phổ tần số VTĐ quốc gia được xây dựng trên cở sở phù hợp với các khuyến nghị và quy định hiện hành của ITU - Liên minh Viễn thông quốc tế, là việc phân chia hợp lý phổ tần số VTĐ thành các băng tần dành cho các nghiệp vụ (như thông tin di động, phát thanh truyền hình, hàng không, an ninh quốc phòng, taxi, ) theo từng thời kỳ và quy định điều kiện để thiết lập trật tự khai thác giúp

sử dụng hiệu, tối ưu phổ tần số VTĐ trên phạm vi cả nước

Các nguyên tắc cơ bản trong xây dựng quy hoạch:

“1 Phù hợp với pháp luật của Việt Nam và các quy định của điều ước quốc

tế mà Việt Nam là thành viên

2 Cập nhật với xu hướng phát triển các nghiệp vụ vô tuyến điện trên thế giới đồng thời tính đến hiện trạng sử dụng tần số vô tuyến điện tại Việt Nam

3 Đáp ứng hài hoà các nhu cầu sử dụng tần số vô tuyến điện trong các lĩnh vực dân sự, an ninh, quốc phòng

4 Đảm bảo quản lý, khai thác và sử dụng tần số vô tuyến điện hợp lý, hiệu quả, tiết kiệm và đúng mục đích

5 Tạo điều kiện cho việc ứng dụng các công nghệ mới sử dụng phổ tần số vô tuyến điện

6 Phù hợp với xu hướng hội tụ công nghệ và dịch vụ.”

(http://www.rfd.gov.vn/,2014)

1.5.2 Phân chia tần số VTĐ Việt Nam

Bảng phân chia tần số vô tuyến điện Việt Nam:

7903 KHz và 7906 KHz Chức năng gọi, trợ giúp thông tin an toàn, cứu nạn

và trực canh cấp cứu Hàng hải quốc gia sử dụng phương thức thoại

54 MHz - 68 MHz Được ưu tiên sử dụng cho các hệ thống truyền thanh

không dây công suất nhỏ tuân thủ theo các tiêu chuẩn quy định

132 MHz - 137 MHz Được phân chia cho nghiệp vụ Lưu động hàng

không (OR) là nghiệp vụ chính

450 MHz – 470 MHz và Được xác định cho các hệ thống thông tin di động

2300 MHz -2400 MHz Được sử dụng cho cho các hệ thống thông tin di

động IMT hoặc các hệ thống truy nhập thông tin vô tuyến băng rộng

2400 MHz -2483,5 MHz Được dành cho các ứng dụng công nghiệp, khoa

Nghiệp vụ Lưu động chỉ giới hạn để triển khai các

hệ thống truy nhập vô tuyến (WAS) bao gồm cả các mạng LAN vô tuyến (WLAN)

3300 MHz -3400 MHz Nghiệp vụ Cố định và Lưu động chỉ giới hạn để

triển khai các hệ thống truy cập vô tuyến băng rộng

CHƯƠNG 2: CẤU TRÚC TRẠM KIỂM SOÁT TẦN SỐ CỐ ĐỊNH

(TRUNG TÂM TẦN SỐ VTĐ KHU VỰC V)

2.1 Cấu trúc chung của trạm kiểm soát tần số cố định

Hình 2.1: Cấu trúc chung của đài kiểm soát tần số cố định

Một trạm kiểm soát tần số cố định bao gồm những khối thiết bị chính sau:

- Hệ thống Anten: bao gồm nhiều anten có chức năng thu tín hiệu trong khu vực

đã được ấn định kiểm tra, kiểm soát tần số Hệ thống anten thu này thu được dải tần

số rộng từ 10KHz – 3GHz với độ nhạy cao, đáp ứng được các yêu cầu về kiểm tra, kiểm soát tần số

Cho đến thời điểm này thì chưa có một loại anten nào có khả năng thu đạt chất lượng cao với tất cả các loại tín hiệu, vì vậy các trạm kiểm tra, kiểm soát tần

số yêu cầu phải có một số loại anten khác nhau có định hướng, cấu hình thích hợp với từng dải băng tần số: LF, MF, HF, VHF, UHF, SHF,… và đặc biệt có sự phân

được chính ở dạng sóng điện từ với sự phân cực phụ thuộc vào tính chất mặt phẳng phân cực (chứa vector trường điện E và phương truyền lan sóng (vector z)):

+ Phân cực đường thẳng: Mặt phẳng phân cực cố định khi sóng truyền lan

- Phân cực dọc: Vector trường điện E vuông góc với mặt đất

- Phân cực ngang: Vector trường điện E song song với mặt đất

+ Phân cực quay: Mặt phẳng phân cực quay xung quanh trục của phương truyền lan sóng:

- Phân cực tròn: Khi vector trường điện E quay, biên độ không thay đổi (vẽ lên đường tròn)

- Phân cực elip: Khi vector trường điện E quay, biên độ thay đổi liên tục vẽ lên đường elip

Quay trái được xác định là quay ngược chiều kim đồng hồQuay phải được xác định là quay cùng chiều kim đồng hồ

Hình 2.2: Các dạng phân cực sóng

Hầu hết các anten trên thị trường dùng để bức xạ tín hiệu sóng điện từ đều sử dụng phân cực tuyến tính, có thể theo chiều ngang (phân cực ngang) hoặc theo chiều dọc (phân cực dọc) Do tính phân cực trên và thu trong dải tần rộng, chính vì vậy tại Trung tâm tần số VTĐ Khu vực V sử dụng tới 10 anten thu với sự phân cực ngang, dọc khác nhau, cấu hình và dải tần số quét khác nhau để tạo lên một trạm cố định có thể thu được các tín hiệu nằm trong dải tần số từ 10KHz tới 3GHz

- Chuyển mạch Anten: lựa chọn Anten dưới sự tác động từ Trung tâm điều khiển để thu được mức tín hiệu tốt nhất

- Máy thu ESMB: tín hiệu thu nhận được từ Anten được xử lý, tách lấy tín hiệu băng gốc trong máy thu

- Máy định hướng: dùng để xác định hướng và vị trí của nguồn phát (khi có sự

hỗ trợ thêm từ các đài lân cận), đây được coi là thiết bị đặc trưng của đài kiểm soát

- Trung tâm điều khiển: thực hiện xử lý, tính toán các thông số (công suất, chiếm dụng phổ tần, chiếm dụng băng thông, hướng nguồn phát…) và hiển thị sóng tín hiệu thu được

- Nguồn: cung cấp điện năng cho hệ thống thiết bị ở trên hoạt động, sử dụng trực tiếp nguồn điện lưới sinh hoạt khi đã được tăng áp hoặc giảm áp qua ổn áp công suất lớn, khi mất điện sử dụng máy nổ cống suất lớn

2.2 Đặc tính, thông số các thiết bị tại trạm kiểm soát cố định.

Trạm kiểm soát tần số khu vực V đa số sử dụng các thiết bị của hãng Rohde

& Schwarz (Đức) sản xuất và bàn giao công nghệ Dưới đây sẽ là những thông tin khái quát về các thiết bị đã nêu trong cấu trúc của đài kiểm soát tần số cố định:

2.2.1 Anten ADD190_071

Thực chất Anten ADD190_071 là sự

kết hợp của hai Anten ADD190 và

ADD071 đã được cải tiến kỹ thuật độc

đáo Nó được sử dụng rộng rãi cho các

trạm mặt đất đứng yên hoặc trạm đi

động linh hoạt Do số lượng lớn các

nguyên tố anten bên trong, Anten

ADD190_071 cung cấp độ chính xác

cao trong việc tìm hướng tín hiệu và có

độ nhạy cao, cũng như khả năng chống

tín hiệu phản xạ Linh hoạt thích ứng

với môi trường tín hiệu và chống được

sự tác động từ các tín hiệu mạnh mẽ

Các tham số quan trọng của Anten ADD071:

Hình 2.3: Hình ảnh về Anten ADD190_071