單向無線調(diào)頻通信在大區(qū)域災(zāi)害事故救援通信保障中基站的架設(shè)探討

摘要：該文對無線調(diào)頻通信中天線的重要性、類型及架設(shè)要點進行了探討，分析了不同位置對天線架設(shè)的影響，并針對不同的救援現(xiàn)場提出了相應(yīng)的架設(shè)方法，以期能夠為大區(qū)域災(zāi)害事故救援中的應(yīng)急通信保障提供一種方便、快捷的手段。

關(guān)鍵詞：調(diào)頻；通信保障；天線架設(shè)

doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2024.09.037

中圖分類號：TN 92；TP 274 文獻標志碼：A 文章編碼：1672-7274（2024）09-0-03

Discussion on the Installation of Base Stations for One-way Wireless Frequency Modulation Communication in Communication Support for Large-scale Disaster and Accident Rescue

LI Wendi

（Kunming Training Brigade of the National Fire and Rescue Bureau， Kunming 650208， China）

Abstract： This article explores the importance， types， and installation points of antennas in wireless frequency modulation communication， analyzes the impact of different positions on antenna installation， and proposes corresponding installation methods for different rescue sites， in order to provide a convenient and fast means for emergency communication support in large-scale disaster and accident rescue.

Keywords： frequency modulation; communication guarantee; antenna installation

大型自然災(zāi)害或事故如地震、洪水、火災(zāi)、化學泄漏等發(fā)生時，通信設(shè)施往往會受嚴重破壞，導致正常的通信手段無法使用。這種情況下，及時、有效的通信是救援工作的關(guān)鍵，必須盡快恢復和建立穩(wěn)定的通信設(shè)施，以確保救援工作的順利進行。目前，在公網(wǎng)中斷的情況下，通常使用自組網(wǎng)和衛(wèi)星網(wǎng)進行應(yīng)急通信。為快速實現(xiàn)較大區(qū)域的通信覆蓋，本文擬研究利用76～108 MHz的VHF甚高頻頻段，選址架設(shè)調(diào)頻廣播發(fā)射機發(fā)射信號，使用隨處可及的調(diào)頻廣播接收終端等接收信號，構(gòu)建“三斷”或復雜條件下的臨時單向（單向×2）語音傳輸信道。以下就單向無線調(diào)頻通信在大區(qū)域災(zāi)害事故救援通信保障中基站的架設(shè)進行探討。

在災(zāi)害事故發(fā)生時，救援隊伍需要實時獲取災(zāi)害現(xiàn)場的信息，包括災(zāi)害規(guī)模、發(fā)展趨勢、受災(zāi)人員情況等。同時，救援隊伍之間也需要進行協(xié)調(diào)，分配救援資源，確定救援策略。這些都需要依賴穩(wěn)定、可靠的通信手段。

在災(zāi)害事故中，及時傳遞重要信息對于救援工作至關(guān)重要。例如，災(zāi)害預警信息的及時發(fā)布可以提醒人們提前采取防護措施。受災(zāi)人員的位置和狀況信息的及時傳遞可以幫助救援隊伍準確找到需要救助的人員。決策者需要實時了解災(zāi)害現(xiàn)場的情況，才能做出正確的決策。通信保障可以提供決策者所需的實時信息，支持他們做出科學的決策。在救援過程中，救援人員的安全同樣重要。及時的通信，可以實時了解救援人員的位置和狀況，及時發(fā)現(xiàn)和解決可能存在的安全隱患。

1 單向無線調(diào)頻通信在災(zāi)害救援中的應(yīng)

用及其優(yōu)勢

1.1 單向無線調(diào)頻通信的定義

單向無線調(diào)頻通信的基本原理是利用頻率調(diào)制技術(shù)，將信息信號轉(zhuǎn)化為適合無線傳輸?shù)恼{(diào)頻信號，然后通過無線電波將其發(fā)射出去。在接收端，接收到的調(diào)頻信號再被解調(diào)還原成原始的信息信號。具體來說，調(diào)頻通信中，信息信號被用來改變載波的頻率，而載波的振幅和相位則保持不變。這樣，當信息信號變化時，載波的頻率也會相應(yīng)地變化，從而實現(xiàn)信息的傳遞。

1.2 優(yōu)勢分析

（1）高效性。單向無線調(diào)頻通信具有較高的穩(wěn)定性，能夠確保信息的實時傳遞和準確性。這對于災(zāi)害救援來說至關(guān)重要，可以大大提高救援效率。

（2）靈活性。由于采用無線傳輸方式，單向無線調(diào)頻通信不受線路限制。在災(zāi)害現(xiàn)場，救援人員可以根據(jù)需要靈活部署通信設(shè)備，確保通信的暢通無阻。

（3）可靠性。調(diào)頻技術(shù)具有較強的抗干擾能力，能夠在復雜的電磁環(huán)境中保持穩(wěn)定的通信質(zhì)量。此外，單向通信方式也降低了通信故障的風險，提高了系統(tǒng)的可靠性。

（4）降低成本。與傳統(tǒng)的有線通信相比，單向無線調(diào)頻通信無需鋪設(shè)大量線路和設(shè)備，降低了建設(shè)和維護成本。同時，由于采用單向通信方式，也減少了通信設(shè)備的能耗和維護工作量。

1.3 天線在單向無線調(diào)頻通信中的作用及其

重要性

天線在單向無線調(diào)頻通信中扮演著至關(guān)重要的角色。其作用主要有以下幾點。一是輻射和接收電磁波。天線是無線電波的轉(zhuǎn)換器，能夠?qū)鬏斁€上的導行波轉(zhuǎn)換為在空間中傳播的電磁波，從而實現(xiàn)無線信號的傳輸。在單向無線調(diào)頻通信中，發(fā)射天線負責將調(diào)制后的高頻電磁波輻射出去，而接收天線則負責接收這些電磁波。二是定向傳輸。天線具有定向性，可以將電磁波集中在特定的方向上傳輸，從而提高信號的傳輸效率。這有助于確保信號能夠準確地傳輸?shù)侥繕嗽O(shè)備，減少信號干擾和能量損失。三是阻抗匹配。天線需要與傳輸線進行阻抗匹配，以確保電磁波在天線和傳輸線之間能夠高效地傳輸。阻抗匹配有助于減少信號反射和能量損失，提高通信系統(tǒng)的性能。

2 天線架設(shè)策略探討

2.1 天線架設(shè)的措施

在大區(qū)域災(zāi)害事故救援中，保障單向無線調(diào)頻通信的順暢至關(guān)重要，它關(guān)系到救援指揮的及時性和準確性。有效架設(shè)天線是確保通信順暢的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，以下是一些建議措施。

一是選擇合適的天線類型。應(yīng)根據(jù)災(zāi)害事故現(xiàn)場的具體環(huán)境和通信需求，選擇適合的天線類型，如定向天線、全向天線或扇形天線。需綜合考慮天線的增益和指向性等參數(shù)，確保天線能夠覆蓋救援區(qū)域并提供足夠的信號強度。

二是合理布局天線位置。應(yīng)在救援區(qū)域的關(guān)鍵位置部署天線，如指揮中心、救援隊伍集結(jié)點、臨時安置點等，確保通信覆蓋整個救援區(qū)域。避免將天線部署在易受干擾的區(qū)域，如靠近強電磁干擾源或建筑物密集區(qū)域。

三是優(yōu)化天線高度和角度。應(yīng)根據(jù)地形和建筑物分布，調(diào)整天線的高度和角度，以獲得最佳的通信效果。在可能的情況下，要盡量將天線架設(shè)在較高位置，以獲得更遠的通信距離和更好的信號質(zhì)量。

四是使用天線放大器和功分器。必要時，要使用天線放大器增強信號的傳輸距離和穿透能力，提高通信質(zhì)量。使用功分器將一路信號分成多路輸出，以滿足多個接收點的通信需求。

五是建立備用通信線路。在主要通信線路受到破壞或干擾時，備用通信線路可以迅速接管通信任務(wù)，確保通信的連續(xù)性。因此，要建立備用通信線路，備用通信線路可以采用不同的頻段或技術(shù)，以提高通信的可靠性和穩(wěn)定性。

六是加強天線維護和保養(yǎng)。應(yīng)定期對天線進行檢查和維護，確保其處于良好的工作狀態(tài)。在惡劣天氣或災(zāi)害事故后，要時修復受損的天線設(shè)施，以確保通信的及時恢復。

有效架設(shè)天線以保障單向無線調(diào)頻通信的順暢需要綜合考慮多種因素。選擇合適的類型、合理的布局、調(diào)整天線高度和角度、使用天線放大器和功分器、建立備用通信線路、加強天線維護和保養(yǎng)，可以顯著提高大區(qū)域災(zāi)害事故救援中的通信質(zhì)量和效率[1]。

2.2 調(diào)頻廣播天線性的能特點

調(diào)頻廣播天線的性能特點體現(xiàn)在以下幾個方面。一是方向圖，即輻射方向圖。它是描述天線在固定位置上隨角坐標分布的圖形。表示了離天線一定距離處，輻射場的相對場強隨方向變化的特性，是調(diào)頻廣播在實際條件下形成有效覆蓋的關(guān)鍵指標。需要根據(jù)工作實際需求，選擇相應(yīng)的發(fā)射天線。二是功率容量。它指的是天線在特定條件下所能承受的最大輸入功率。在選擇天線的功率容量時，需要考慮多個因素。首先，需要考慮的是基站天線的實際最大輸入功率，這通常取決于單個載波的功率以及天線端口能夠接收的載波數(shù)量；其次，天線的功率容量還需要考慮到環(huán)境溫度的影響；最后還需要考慮天線的類型和設(shè)計。三是饋線指標及其重要性。饋線指標主要用于衡量饋線性能，確保饋線能夠有效地傳輸高頻能量。關(guān)鍵的饋線指標包含了頻率范圍、傳輸速度、信號增益、信號損失和抗干擾能力。這些饋線指標的重要性在于它們直接影響到通信系統(tǒng)的性能和質(zhì)量。饋線作為電磁波的傳輸通道，其性能的好壞直接關(guān)系到信號的傳輸效率和穩(wěn)定性。因此，在選擇饋線時，需要充分考慮這些指標，以確保饋線能夠滿足應(yīng)用需求，實現(xiàn)高質(zhì)量的信號傳輸。

3 調(diào)頻廣播天線架設(shè)位置的選擇原則及影響因素

調(diào)頻廣播天線架設(shè)位置選擇要遵循以下幾個原則。一是高度原則。天線的高度通常會影響信號的覆蓋范圍。建筑物、山脈等障礙物可能會遮擋信號，影響廣播的覆蓋范圍和質(zhì)量。較高的天線位置通常可以提供更遠的傳輸距離和更廣泛的覆蓋范圍。二是地形考慮。地形對信號傳播有重要影響。在平原地區(qū)，天線可以架設(shè)得相對較高，以獲得更好的覆蓋范圍。而在山區(qū)或城市密集區(qū)域，可能需要考慮地形和建筑物的遮擋效應(yīng)45974de6b5a2a3dce00fa1e413faccec43a60c96e6ebd7a3923f0ebfe9d378eb，選擇適當?shù)奈恢脕泶_保信號的穿透和覆蓋。三是氣象因素。氣象條件如風速、風向、溫度、濕度等可能會影響天線的穩(wěn)定性和性能。因此，在選擇天線位置時，需要考慮氣象因素的影響，避免極端氣象條件下的信號損失或天線損壞。四是電磁環(huán)境。電磁環(huán)境包括周圍的電磁干擾和噪聲。來自其他無線電設(shè)備、電力線、電氣設(shè)備等的電磁干擾可能會影響調(diào)頻廣播信號的質(zhì)量。選擇遠離電磁干擾源的位置可以減少信號干擾，提高廣播質(zhì)量。同時應(yīng)該盡量避開與調(diào)頻廣播頻率相近的單位。五是傳輸需求。根據(jù)傳輸距離和覆蓋范圍的需求，選擇適當?shù)奶炀€類型和位置。不同類型的天線具有不同的覆蓋范圍和信號特性，需要根據(jù)實際需求選擇合適的天線類型。六是工作場地選擇。大氣噪聲、工業(yè)噪聲等可能會影響廣播信號的接收質(zhì)量。在選擇場地時要盡量避免靠近工業(yè)區(qū)、交通要道等噪聲源的地方，選擇周圍安靜，無噪聲污染的環(huán)境。七是成本和維護。架設(shè)天線時盡量選擇便于維護管理的位置，以減少基礎(chǔ)設(shè)備投資。調(diào)頻廣播天線架設(shè)位置的選擇需要綜合考慮多種因素。在實際操作中，可能需要進行實地考察和測試，以確保選擇的位置能夠提供最佳的信號覆蓋和質(zhì)量。

4 針對不同災(zāi)害場景的調(diào)頻廣播天線架設(shè)優(yōu)化策略

為了確保在各種災(zāi)害場景中調(diào)頻廣播的穩(wěn)定性和覆蓋范圍，需要對天線架設(shè)進行優(yōu)化。以下是針對不同災(zāi)害場景的調(diào)頻廣播天線架設(shè)優(yōu)化策略。

（1）地震災(zāi)害場景。①天線穩(wěn)定性。選擇具有強大抗震能力的天線支撐結(jié)構(gòu)，確保天線在地震后仍能保持穩(wěn)定。②高度與角度。將天線架設(shè)在相對較高但不易倒塌的建筑或結(jié)構(gòu)上，以便在廢墟中保持信號傳播。天線的傾斜角度應(yīng)考慮到地震后可能的地形變化。③備用電源。確保天線系統(tǒng)有可靠的備用電源，以便在主要電源受損時仍能工作。

（2）洪水災(zāi)害場景。①防水與防腐蝕。選擇防水和耐腐蝕的天線材料，以確保天線在洪水退后仍能正常工作。②高位置架設(shè)。將天線架設(shè)在洪水難以觸及的高處，如建筑物的屋頂或高架結(jié)構(gòu)上。③漂浮天線。考慮使用可漂浮的天線，在洪水情況下仍能保持信號覆蓋。

（3）臺風或颶風災(zāi)害場景。①風阻設(shè)計。選擇具有強風抵抗能力的天線結(jié)構(gòu)和材料，確保在強風下天線的穩(wěn)定性。②低矮位置。在臺風或颶風可能帶來大量降雨和風暴潮的情況下，將天線架設(shè)在低矮但穩(wěn)固的位置。③緊急撤離計劃。為天線維護人員制定緊急撤離計劃，確保在極端天氣條件下人員安全。

（4）野火或森林火災(zāi)場景。①防火材料。選擇防火性能良好的天線材料和支撐結(jié)構(gòu)。②遠離火源。將天線架設(shè)在遠離潛在火源的位置，如遠離易燃植被或森林。③應(yīng)急響應(yīng)。在火災(zāi)發(fā)生時，能夠快速調(diào)整天線位置或重新部署，以維持信號覆蓋。

（5）極端氣候災(zāi)害場景（如極端寒冷或炎熱）。①材料選擇。選擇能夠適應(yīng)極端溫度的材料，確保天線在極端氣候下仍能正常工作。②保溫措施。在極端寒冷的環(huán)境中，考慮對天線和支撐結(jié)構(gòu)進行保溫處理，防止結(jié)冰或材料脆化。③散熱設(shè)計。在極端炎熱的環(huán)境中，確保天線系統(tǒng)有良好的散熱設(shè)計，防止過熱導致性能下降。針對不同災(zāi)害場景的調(diào)頻廣播天線架設(shè)優(yōu)化策略需要綜合考慮天線的穩(wěn)定性、材料選擇、位置選擇、備用電源以及應(yīng)急響應(yīng)等多個方面。通過合理的規(guī)劃和設(shè)計，可以確保在災(zāi)害發(fā)生時調(diào)頻廣播能夠持續(xù)穩(wěn)定地提供關(guān)鍵信息，支持災(zāi)害應(yīng)對和救援工作。

5 結(jié)束語

單向無線調(diào)頻通信在大區(qū)域災(zāi)害救援中的天線架設(shè)時，在綜合考慮地形、氣象條件、傳輸距離、信號干擾、覆蓋范圍以及天線本身的性能等因素后，應(yīng)根據(jù)不同災(zāi)害現(xiàn)場的特點，可快速架設(shè)天線，對救援現(xiàn)場進行區(qū)域性覆蓋，及時為指揮決策服務(wù)提供快速可靠的通信保障，從而提高救援效率。

參考文獻

[1] 劉興梅，白學南，張增賦，等．淺析調(diào)頻廣播覆蓋中的幾個技術(shù)問題[J]．內(nèi)蒙古廣播與電視技術(shù)，2011，28（2）：78-79．