油气管道微波通信系统设计

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1、学兔兔www.xuetutu.com石油天然气学报(江汉石油学院学报)2013年8月第35卷第8期JournalofOilandGasTechnology(J．JPI)Aug．2013Vo1．35No．8油气管道微波通信系统设计刘永军(中国石油天然气管道工程有限公司，河北廊坊065000)闫志强(中国石油天然气管道局国际事业部，河北廊坊065000)闫丽(中国石油管道学院，。河北廊坊065000)[摘要]微波通信技术是在油气管道行业应用较早的通信方式，在光纤通信已经普及的今天，仍然以其不可替代的优势发挥着重要作用。结合油气管道建设实例，介绍了微波通信特点

2、、组成、设计方法、设计过程中应注意的问题等，为油气管道建设中的微波设计总结经验，以便日后工程借鉴。[关键词]油气管道；微波通信；铁塔高度；余隙；等效地球半径系数；断面[中图分类号]TE978[文献标志码]A[文章编号]1000～9752(2013)08—0369—04微波是一种电磁波，微波射频为300MHz~300GHz，波长在1～lO00mm，它的波长与长波、中波与短波相比来说要“微小”得多，所以得名为“微波”。微波通信技术问世半个多世纪以来，作为微波频段信号通过地面视距信息传播的一种无线手段，经历了由模拟到数字的转变。2o世纪8o年代末以后基本上就都

3、淘汰了模拟微波，现在所讲的微波都是指数字微波。微波通信技术是中国石油天然气管道局(以下简称“CPP”)应用较早的长距离干线数据传输方式。随着管道信息化建设的需求及光纤通信技术的发展，光纤通信传输平台已经成为了CPP长输管道业务传输的首选通信方式，且中石油已组建了庞大的光通信网络。但是微波通信作为一种无线通信方式，有着光通信不可替代的优势，仍然在油气管道通信中占有非常重要的地位。1微波系统的特点微波通信的频带宽、容量较大，适用于电话、数据、图像等业务的传输。由于微波通信是在空中传送，因此具有良好的抗灾性能，受水灾、风灾、地震等自然灾害影响小。但是微波信号易

4、受干扰，在同一微波电路上不能在同一方向使用相同的频率，因此微波电路必须经无线电管理部门审批。此外由于微波直线传播的特性，在电波波束方向上不能有高楼阻挡，因此还要报批城市规划部门来考虑城市空间微波通道的规划，使之不受高楼的阻隔。微波通信与光纤通信特点的比较见表1。从表1可以看出，在跨越能力、抗灾能力、投资和建设周期方面微波通信占有优势，因此能够在如今光纤通信技术一统天下的油气管道领域仍然占有一席之地。表1微波通信与光纤通信特点的比较微波通信光纤通信跨越空间能力强，占地少需要铺设光缆，占用土地投资少，周期短，维护方便基础建设投资多，建设周期较长具有很强的抗自

5、然灾害能力需要室外光缆维护，易受自然灾害影响频率资源有限，需要申请频率不受频率限制，无需申请许可传输质量受气候和地形的影响大传输质量稳定可靠，不受外来因素干扰传输容量有限传输容量大[收稿日期]20l3—06—23[作者简介]刘永军(1979一)，男，2002年石油大学(华东)毕业，工程师，现从事通讯设计方面的工作。学兔兔www.xuetutu.com冀Journalo⋯fOiland～Gas～Techno~logy(j．JPI)Aug．2013藐2微波系统的组皮～堕生2KR。学兔兔www.xuetutu.com^E一第35卷第8期刘永军等：油气管道微波通

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7、i咖瑚伽伽如。式中：h、h为收发天线相对山顶高度，m；H、H为收发点山顶海拔高度，m；d、d。为收发点至障碍点(反射点)距离，km；H。为障碍点(反射点)海拔高度，ITI；h为障碍点(反射点)等效地面突起高度，m；K为等效地球半径系数；R。为地球半径，R。一6370km。微波通信线路的每一个接力段，在所考虑的等效地球半径系数K值变化范围内，电波直射线与下方障碍物之间应有一定余隙值。一般单障碍物余隙值宜满足以下标准。对于刃型障碍物：K—Ki时，≥0；K一4／3时，≥0．6F。对于平滑地面及其他障碍物：K—K时，≥0．3F；K一4／

8、3时，≥0．6F。式中：K。为0．19／5所对应的统计K值；F为第一菲涅尔半径，m。根据路径余隙标准计算出来的微波天线挂高并不能保证可靠的微波传输，这只是微波设计的第一步，许多情况下由于微波余隙大大超出余隙标准反而会带来传输问题，微波天线挂高并不是越高越好。余隙标准仅是设计微波天线挂高的手段，它并不是决定天线挂高的必要条件，最终天线挂高取决于满足路由传播可靠性要求下的最低天线挂高。微波链路设计还需考虑另外两点：直线型接力段间的越站干扰和与其他系统之间的多系统干扰。当路由接近直线时应仔细计算越站干扰；当微波链路附近有其他无线系统如卫星通信系统、雷达系统、其

9、他微波系统时，必须仔细核查、仔细计算，以确定频段、频点、极化、站点位置、天线位置