無(wú)線網(wǎng)橋的應(yīng)用及其對(duì)C波段氣象雷達(dá)的干擾分析

摘要：該文闡述了無(wú)線網(wǎng)橋的應(yīng)用，并重點(diǎn)研究了其對(duì)C波段氣象雷達(dá)的干擾情況。首先介紹了無(wú)線網(wǎng)橋在網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展、基站連接、建筑物互聯(lián)、農(nóng)村網(wǎng)絡(luò)接入等方面的應(yīng)用情況，其可能產(chǎn)生的干擾機(jī)制和對(duì)雷達(dá)數(shù)據(jù)精度、氣象預(yù)測(cè)精度以及氣象監(jiān)測(cè)能力的影響。隨后提出了從技術(shù)手段、管理措施和工程措施方面減輕無(wú)線網(wǎng)橋?qū)波段氣象雷達(dá)干擾的方法。旨在減輕無(wú)線網(wǎng)橋?qū)波段氣象雷達(dá)的干擾，從而保證雷達(dá)設(shè)備的正常工作，提高氣象數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性，并為相關(guān)從業(yè)人員提供理論參考。

關(guān)鍵詞：無(wú)線網(wǎng)橋；氣象雷達(dá)；雷達(dá)干擾

doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2024.05.025

中圖分類號(hào)：TN 948.6；TN 98" " " " " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B" " " " " " 文章編碼：1672-7274（2024）05-00-03

The Application of Wireless Bridges and Their Interference Analysis

on C-band Meteorological Radar

YANG Zheng'ai

（Gansu Province Radio Monitoring Station， Jiayuguan 735100， China）

Abstract： This paper elaborates on the application of wireless bridge and focuses on its interference with C-band meteorological radar. Firstly， the application of wireless network bridges in network expansion， base station connection， building interconnection， rural network access， etc.， as well as their possible interference mechanisms and their impact on radar data accuracy， meteorological prediction accuracy， and meteorological monitoring capabilities， were elaborated. Subsequently， methods were proposed to reduce the interference of wireless bridges on C-band meteorological radars from the perspectives of technical means， management measures， and engineering measures. Intended to reduce the interference of wireless bridges on C-band meteorological radars， thereby ensuring the normal operation of radar equipment， improving the accuracy and reliability of meteorological data， and providing theoretical reference for relevant practitioners.

Keywords： wireless bridge; meteorological radar; radar interference

1" "無(wú)線網(wǎng)橋的定義和工作原理

無(wú)線網(wǎng)橋（Wireless Bridge）是一種可以連接兩個(gè)或多個(gè)無(wú)線局域網(wǎng)（WLAN）的設(shè)備，它可以通過(guò)無(wú)線信號(hào)來(lái)傳輸數(shù)據(jù)，將不同的無(wú)線局域網(wǎng)進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無(wú)縫傳輸。無(wú)線網(wǎng)橋的工作原理大致可分為以下步驟[1]。

（1）無(wú)線網(wǎng)橋通過(guò)無(wú)線電波信息接收器接收到來(lái)自一個(gè)或多個(gè)無(wú)線局域網(wǎng)的信號(hào)。

（2）接收器將接收到的信號(hào)轉(zhuǎn)換成信息數(shù)據(jù)，然后傳輸給處理器。

（3）處理器對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理和解碼，并將其轉(zhuǎn)換為適宜傳輸?shù)母袷健?/p>

（4）處理器將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線電波發(fā)射器發(fā)送出去。

（5）接收端的無(wú)線網(wǎng)橋接收到無(wú)線電波，并將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)[2]。

（6）接收器將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成適宜接收的格式。

（7）接收器將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)傳輸給接收設(shè)備，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。

無(wú)線網(wǎng)橋可以在不同的頻率和協(xié)議之間傳輸數(shù)據(jù)，可以連接不同類型的無(wú)線局域網(wǎng)，其主要模式及協(xié)議如表1所示。

無(wú)線網(wǎng)橋可以實(shí)現(xiàn)無(wú)線網(wǎng)之間的互聯(lián)互通，擴(kuò)展無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍，提高無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的容量和性能。

2" "無(wú)線網(wǎng)橋在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用

2.1 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展

（1）網(wǎng)絡(luò)覆蓋擴(kuò)展：在現(xiàn)有的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍不足或信號(hào)強(qiáng)度不夠時(shí)，可以通過(guò)添加無(wú)線網(wǎng)橋來(lái)擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍。無(wú)線網(wǎng)橋可以作為中繼器，將無(wú)線信號(hào)傳輸?shù)礁h(yuǎn)的地方，使更多的用戶可以接入無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。

（2）網(wǎng)絡(luò)熱點(diǎn)擴(kuò)展：在大型公共場(chǎng)所（如酒店、商場(chǎng)、機(jī)場(chǎng)等）或社區(qū)中，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)熱點(diǎn)通常只能覆蓋有限的區(qū)域。通過(guò)使用無(wú)線網(wǎng)橋，可以將不同的熱點(diǎn)連接在一起，形成一個(gè)無(wú)縫的大范圍網(wǎng)絡(luò)覆蓋，提供更廣泛的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

（3）網(wǎng)絡(luò)分段和隔離：在企業(yè)或?qū)W校環(huán)境中，可能需要將無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分段和隔離，以提高網(wǎng)絡(luò)工作效率和安全性。無(wú)線網(wǎng)橋可以用于將不同的無(wú)線局域網(wǎng)連接在一起，并通過(guò)設(shè)置不同的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)實(shí)現(xiàn)分段和隔離效果[3]。

2.2 基站之間的連接

（1）連接不同運(yùn)營(yíng)商的基站：在移動(dòng)通信領(lǐng)域，不同運(yùn)營(yíng)商的基站之間需要進(jìn)行互連，以實(shí)現(xiàn)用戶之間的相互通信。無(wú)線網(wǎng)橋可以作為連接不同運(yùn)營(yíng)商基站的橋接器，通過(guò)無(wú)線信號(hào)來(lái)傳輸數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)不同基站之間的互聯(lián)互通。

（2）實(shí)現(xiàn)基站之間的干線傳輸：在一些地區(qū)，由于布線成本高昂或者地理?xiàng)l件復(fù)雜，有線光纖無(wú)法直接連接不同基站。無(wú)線網(wǎng)橋可以作為基站之間的干線傳輸手段，通過(guò)無(wú)線信號(hào)來(lái)傳輸數(shù)據(jù)，替代有線光纖的傳輸方式[4]。

2.3 建筑物間的互聯(lián)

（1）建筑物間的互聯(lián)：當(dāng)需要將不同建筑物之間的網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)時(shí)，無(wú)線網(wǎng)橋可以作為橋接器，通過(guò)無(wú)線信號(hào)來(lái)傳輸數(shù)據(jù)。這種情況常見于校園內(nèi)、企業(yè)園區(qū)內(nèi)或分布式辦公場(chǎng)所，無(wú)需鋪設(shè)電纜線路，降低了建設(shè)成本且增加了網(wǎng)絡(luò)可擴(kuò)展性。

（2）數(shù)據(jù)中心互聯(lián)：數(shù)據(jù)中心通常包含多個(gè)建筑物或機(jī)房，需要高帶寬的連接以支持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸和備份需求。無(wú)線網(wǎng)橋可以提供快速的、可靠的連接，以滿足數(shù)據(jù)中心內(nèi)不同設(shè)備和機(jī)房之間的通信要求。

（3）臨時(shí)網(wǎng)絡(luò)連接：在需要臨時(shí)搭建網(wǎng)絡(luò)連接的場(chǎng)景下，如會(huì)議、展覽、臨時(shí)辦公室等，可以使用無(wú)線網(wǎng)橋來(lái)快速搭建網(wǎng)絡(luò)[5]。無(wú)線網(wǎng)橋提供了一種便捷的方式，無(wú)需花費(fèi)時(shí)間布線工作，能夠滿足臨時(shí)接入網(wǎng)絡(luò)需求。

2.4 農(nóng)村及偏遠(yuǎn)地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)接入

（1）教育網(wǎng)絡(luò)接入：農(nóng)村學(xué)校常常面臨網(wǎng)絡(luò)接入困難，而良好的網(wǎng)絡(luò)接入對(duì)于教育資源的獲取和教學(xué)質(zhì)量的提高至關(guān)重要。無(wú)線網(wǎng)橋可以幫助農(nóng)村學(xué)校在沒(méi)有有線網(wǎng)絡(luò)覆蓋的情況下，通過(guò)無(wú)線信號(hào)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)接入，提供在線教育、遠(yuǎn)程教學(xué)和學(xué)習(xí)資源的獲取。

（2）農(nóng)村電子商務(wù)：無(wú)線網(wǎng)橋可以為農(nóng)村地區(qū)的農(nóng)民和農(nóng)村企業(yè)提供網(wǎng)絡(luò)接入，方便他們開展電子商務(wù)等活動(dòng)。通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入，農(nóng)民可以方便地獲取市場(chǎng)信息、擴(kuò)大產(chǎn)品銷路、在線采購(gòu)農(nóng)資，促進(jìn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

（3）農(nóng)村醫(yī)療服務(wù)：無(wú)線網(wǎng)橋可以方便農(nóng)村偏遠(yuǎn)地區(qū)的醫(yī)療機(jī)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)接入，促進(jìn)遠(yuǎn)程醫(yī)療服務(wù)和醫(yī)療資源共享。通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，農(nóng)村居民可以進(jìn)行在線咨詢、預(yù)約，醫(yī)療機(jī)構(gòu)可以進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷和專家協(xié)同工作，提高醫(yī)療服務(wù)質(zhì)量和效率[6]。

3" "無(wú)線網(wǎng)橋?qū)波段氣象雷達(dá)的干擾

機(jī)制分析

頻率沖突。C波段雷達(dá)和無(wú)線網(wǎng)橋可能會(huì)在相近的頻率范圍內(nèi)工作。頻率沖突是一種主要的干擾機(jī)制，因?yàn)樗鼘?dǎo)致了競(jìng)爭(zhēng)和干擾信號(hào)的傳輸。當(dāng)無(wú)線網(wǎng)橋的工作頻率與C波段雷達(dá)的接收或發(fā)送頻率沖突時(shí)，會(huì)導(dǎo)致信號(hào)碰撞。這會(huì)使雷達(dá)設(shè)備難以分辨氣象信號(hào)和無(wú)線網(wǎng)橋引起的干擾信號(hào)，降低雷達(dá)的工作性能。

信號(hào)遮擋和干擾。由于無(wú)線網(wǎng)橋的天線通常安裝在空中或高處，而C波段雷達(dá)的天線通常位于地面上，這會(huì)導(dǎo)致信號(hào)遮擋和干擾。建筑物、高大地形或其他物體可能會(huì)阻擋無(wú)線網(wǎng)橋的信號(hào)傳播路徑，減弱或改變信號(hào)的傳播路徑。這可能導(dǎo)致雷達(dá)接收到被遮擋的信號(hào)或受到無(wú)線網(wǎng)橋引起的多徑干擾，影響雷達(dá)設(shè)備的性能[7]。

4" "無(wú)線網(wǎng)橋?qū)波段氣象雷達(dá)干擾問(wèn)題的影響分析

4.1 對(duì)雷達(dá)數(shù)據(jù)精度的影響

（1）數(shù)據(jù)混淆：無(wú)線網(wǎng)橋可能會(huì)引起額外的無(wú)線信號(hào)干擾，與氣象雷達(dá)信號(hào)混在一起，導(dǎo)致雷達(dá)接收到的信號(hào)中包含無(wú)關(guān)的干擾信號(hào)，從而降低數(shù)據(jù)的純度和準(zhǔn)確性。

（2）數(shù)據(jù)誤差：由于無(wú)線信號(hào)的傳播特性可能會(huì)導(dǎo)致信號(hào)的散射、衰減和多徑傳播，這些因素可能引起雷達(dá)數(shù)據(jù)的誤差，降低氣象數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，進(jìn)而影響氣象預(yù)測(cè)的質(zhì)量。

4.2 對(duì)氣象預(yù)測(cè)精度的影響

（1）不準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)：無(wú)線網(wǎng)橋引入的干擾可能導(dǎo)致C波段雷達(dá)接收到的氣象數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。當(dāng)不準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)被用于氣象模型和預(yù)測(cè)算法時(shí)，可能導(dǎo)致錯(cuò)誤的預(yù)測(cè)結(jié)果，從而降低氣象預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性[8]。

（2）缺失的信息：無(wú)線信號(hào)干擾可能導(dǎo)致雷達(dá)無(wú)法探測(cè)到或測(cè)量到某些氣象信息，如降水、風(fēng)暴等，降低對(duì)天氣變化的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性。

5" "無(wú)線網(wǎng)橋?qū)波段氣象雷達(dá)干擾的解決方法

5.1 技術(shù)手段：頻率分配和信號(hào)處理方法

（1）頻率分配：通過(guò)合理的頻率分配，避免無(wú)線網(wǎng)橋與C波段雷達(dá)的頻率沖突?？梢岳妙l譜規(guī)劃來(lái)確保無(wú)線網(wǎng)橋和雷達(dá)設(shè)備在不同的頻段工作，減少干擾的可能性。

（2）信號(hào)處理方法：采用合適的信號(hào)處理方法，如接入濾波器、抗干擾算法等，以減少無(wú)線網(wǎng)橋引入的干擾信號(hào)對(duì)雷達(dá)信號(hào)的影響，提高雷達(dá)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。

5.2 管理措施：規(guī)范和限制無(wú)線網(wǎng)橋的使用

（1）法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)：制定相關(guān)的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，明確無(wú)線網(wǎng)橋的使用規(guī)范和頻譜分配原則。這些規(guī)定可以包括無(wú)線網(wǎng)橋的功率限制、頻率使用限制等，以減少對(duì)C波段雷達(dá)的干擾。

（2）許可制度：實(shí)施許可制度，對(duì)無(wú)線網(wǎng)橋的安裝和使用進(jìn)行管理和控制。通過(guò)許可制度，可以嚴(yán)格控制無(wú)線網(wǎng)橋的數(shù)量、位置和功率，確保其與雷達(dá)設(shè)備之間充分隔離[9]。

6" nbsp;無(wú)線網(wǎng)橋?qū)波段氣象雷達(dá)的干擾實(shí)例

2023年6月，嘉峪關(guān)新一代多普勒天氣雷達(dá)回波頻繁受到同頻干擾，雷達(dá)回波圖顯示在15～35°方向上出現(xiàn)放射狀強(qiáng)烈干擾（圖1），干擾影響雷達(dá)體掃1～9層（共11層），嚴(yán)重影響汛期氣象工作。無(wú)線電監(jiān)測(cè)技術(shù)人員通過(guò)移動(dòng)監(jiān)測(cè)站及便攜式監(jiān)測(cè)設(shè)備沿干擾方向由近及遠(yuǎn)開展移動(dòng)式監(jiān)測(cè)排查，最終在分別距離氣象塔7 km及16 km的某項(xiàng)目工地及運(yùn)輸公司附近測(cè)得覆蓋C波段雷達(dá)的寬帶信號(hào)，信號(hào)帶寬為20 MHz，信號(hào)源為兩套視頻傳輸無(wú)線網(wǎng)橋設(shè)備（見圖2），對(duì)網(wǎng)橋設(shè)備全部斷電后，氣象雷達(dá)高仰角干擾消除，通過(guò)綜合分析最終確定干擾源為無(wú)線網(wǎng)橋由于設(shè)備老化，濾波電路出現(xiàn)故障，從而產(chǎn)生與雷達(dá)同頻干擾信號(hào)。

7" "結(jié)束語(yǔ)

本文對(duì)無(wú)線網(wǎng)橋的應(yīng)用現(xiàn)狀及其對(duì)C波段氣象雷達(dá)的干擾問(wèn)題進(jìn)行了研究，旨在為進(jìn)一步研究無(wú)線網(wǎng)橋與雷達(dá)的干擾問(wèn)題提供借鑒，并促進(jìn)相關(guān)領(lǐng)域工作的開展和進(jìn)步。

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