[发明专利]FAST分布式光纤全域监测系统

说明书

一种FAST分布式光纤全域监测系统，包括FAST周界传感光缆，通过该FAST周界传感光缆的分支传输光纤分别与综合监测模块相连的分布式光纤周界安防模块、单向接收的宽带微波光子射频干扰信号监测模块、高透明光窗超宽带电磁防护视频模块、高透明光窗超宽带电磁防护雷达模块和报警信息显示单元模块。本发明实现FAST极端电磁静默环境下周界环境综合要素的多方位安防，具有功能齐全、自身极端电磁屏蔽，满足了特殊场景应用需求和要求；同时也可以为类似电磁防护特别要求的场地、复杂环境多要素安防提供了强力的技术支撑。

技术领域

本发明涉及一种极端电磁静默环境周界安全综合要素的监测，特别是针对国家重大科技基础设施500米口径球面射电望远镜(FAST)周围环境要素安全监测系统。

背景技术

500米口径球面射电望远镜(FAST)是世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜，被誉为“中国天眼”，它是观测和研究来自遥远宇宙天体微弱射电信号，探测遥远宇宙的“地外文明”、寻找“第一代诞生”天体的重要手段。为了消除环境电磁背景噪声影响，FAST望远镜地处贵州平塘县喀斯特洼地中，需要对一定频段无线信号(68MHz～3GHz或更高30MHz～6GHz)进行极端“电磁静默”。然而，由于地处山区，地形起伏剧烈，气候多变，自然灾害潜在威胁较大；装置周围已经成为了著名科教文基地，景区参观人员众多，流动性大，随身电子设备极易产生电磁干扰；同时存在潜在的安全隐患，反恐形式也比较严峻。因此，为了更好的保障装置安全可靠和高效运行，采用有效可控的监测技术手段(监测系统本身满足FAST对电磁干扰/噪声的要求)对装置外部环境综合要素进行实时有效监测，是一件十分重要和迫切的工作。

先技术一【发明专利，铁路安全监测系统和监测方法，CN106452567B】我们提出了一种铁路安全监测系统和监测方法，该方法采用铁路沿线既有通信光缆作为感知和监测媒介，相位敏感光时域反射计的光学端口与沿铁路线的传感光纤相连能在事故发生前检测到危险施工作业等破坏情况，有效避免引发事故。感知设备前端是分布式电无源探测，没有电磁辐射。但是相位敏感光时域反射计本身的电磁辐射噪声难以符合FAST的相关要求，且仅靠单一光纤感知也难以FAST复杂环境应用需求；

先技术二【北京世纪德辰通信技术有限公司，FAST射电天文望远镜电磁环境自动化测试系统研究与实现，中国无线电.2017年10期第69-71页】针对射电天文电磁环境保护的要求，在FAST站址建设了针对电磁宁静区域专用的无线电监测测向系统以及电磁环境测试系统。在此基础上进一步研究射电天文电磁环境测试理论与方法，构建高灵敏度电磁环境自动化测试系统。但该系统仅适用无线电信号监测，对人员、车辆等其它周界安全环境要素难以实现有效监测。

先技术三【FAST主动反射面健康监测系统，中国天文学会2014年学术年会论文摘要集；FAST健康监测中传感器优化配置的研究进展，工具技术，2012年09期第122-125页；FAST射电望远镜拉索柱监测棱镜装置，CN201922059963.X；一种FAST射电望远镜反射面单元精度测量系统和方法，CN201810162368.6等】提出很多FAST装置本身的结构健康/测量精度的监测系统和装置，但是这些并不涉及装置周围环境要素安全监测系统和监测方法。

为了更好的保障装置安全可靠和高效运行，实现对装置周围环境综合要素(人员、车辆、地质灾害、电磁噪声等)的早期预警和实时监测，并形成逻辑化系统数据管理监测平台将十分必要。同时，也需要对各个监控单元进行电磁噪声的屏蔽和消除，以便满足FAST特殊应用场合。

发明内容