CN102130733B - 一种无线电频谱感知的实现方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无线电频谱感知技术的设计方法，它涉及无线电测控领域中频普分析自动化的技术。它包括宽带天线、频普监测仪、数据分析计算机部件组成。本发明采用便携式宽频段天线设计方式、通过便携式频谱监测仪将获取的数据由数据分析计算机进行处理分析，分析结果自动给出推荐应用工作频道。本发明具有覆盖频率范围宽、体积小、重量轻、携带方便等优点，可广泛应用于航天测控领域、无人机测控领域以及现代复杂的电磁环境战场。

Description

一种无线电频谱感知的实现方法
技术领域
本发明涉及无线电测控领域中频谱分析自动化的技术，特别适用于航天测控、无人机测控以及现代无线电测控复杂的电磁环境战场。
背景技术
目前武器装备多样化、多兵种协同作战，频率资源分布密集，***能否在复杂的电磁环境下作战，如何规避干扰等问题使无线电监测技术开发提上日程。当前监测能力具还有待提高原因：
1.当前监测范围单一，设备只能对单一频段进行监测，在多任务复杂环境下无法满足任务需求。
2.实时性不高，主要是干扰分析需要专业技术支持，复杂的干扰分析过程都是实时性难以满足作战需求。
3.感知***自动化水平低，无法实现监测、智能分析和监测报告的有机结合。
4.设备体积庞大，不便于野外携带移动作战。
发明内容
本发明的目的在于避免上述背景中的不足之处而提供一种智能无线电感知方法，通过在复杂的电磁环境下迅速的获取干扰数据，实现无线电监测、实时获取、分析的有机结合。本发明还有频率覆盖范围广泛、结构紧凑、体积小、重量轻、操作简单等特点。
本发明的目的是这样实现的：
一种无线电频谱感知的实现方法，是基于由监测天线、监测接收机和含有频谱分析软件的计算机组成的平台来实现的，其特征在于包括步骤：
(1)计算机控制监测天线和监测接收机自动远程获取空间无线频谱数据；
(2)监测接收机将通过监测天线接收无线电信号，经过模数转换后将数据传输到计算机；
(3)计算机对采集到的信号根据计算机预先设定的分析带宽和中心频率进行分析得到信号的扫描频率范围；
(4)计算机针对扫描的频率范围，依据计算机设定的门限值确定信号频点是否超越门限值；如果超越门限值，确认此频点被干扰，根据设定的干扰剔除带宽将此频点所在的频段剔除，并对扫描范围内的下一频点继续进行门限值判定；如果频点在门限值范围内，根据设定的频道宽度得出满足要求的频段；
完成无线电频谱的感知。
其中，在步骤(2)和步骤(3)之间还包括以下步骤，计算机设定频段范围，并通过控制监测接收机的滤波器对信号进行数据分流，获取与设定频段范围相应的预处理数据。
其中，监测天线为笼型天线结构。
本发明与背景技术相比有如下优点：
1.多任务、复杂电磁环境下，实时完成频谱感知需求。
2.宽频段天线设计适应大范围的电磁战场环境，天线设计通过组合化天线工作方式实现了30MHz至13GHz的宽频带干扰信号的截获。
3.***自动化水平高，实现监测、智能分析和监测报告的有机一体结合。可以快速分析可用空间频段，全程对电磁环境进行实时监测，实现了监测、分析、干扰评估、数据上报与辅助决策等功能一体化设计。
4.体积小、便携带性能好。
附图说明
图1是本发明的频谱感知***组成图。
具体实施方式
图1是本发明的频谱感知***组成图，由天线1、监测仪2、计算机3、天线控制4、设备控制程序5、图像显示程序6、频率分析程序7、数据存储程序8组成。
天线1笼型天线对结构实现，监测仪2采用市售便携式频谱仪实现，计算机3采用市售计算机实现，天线控制4采用市售平台实现。
一种无线电频谱感知的实现方法，是基于由监测天线、监测接收机和含有频谱分析软件的计算机组成的平台来实现的，其特征在于包括步骤：
(1)计算机控制监测天线和监测接收机自动远程获取空间无线频谱数据；
计算机初始化监测天线和监测接收机端口设置，根据仪器编程手册中的通信协议，选择天线控制端口和监测仪表，用户配置监测任务、天线转动方式和频谱采集时间间隔等参数，设置完毕后，监测接收机将按照硬件参数配置情况自动执行监测任务，监测接收机将自动捕获空间频谱数据。
(2)监测接收机将通过监测天线接收无线电信号，经过模数转换后将数据传输到计算机；
监测接收机将捕获的频谱数据，按照参数配置对检测范围内的频段逐一监测，一个监测任务执行完毕后，自动进行下一个任务的监测，直到所选任务全部结束，每一次监测任务执行完毕后，监测接收机将捕获的模拟信号以数字的形式进行显示，并将信号以数字形式通过网络传送到计算机。
(3)计算机设定频段范围，并通过控制监测接收机的滤波器对信号进行数据分流，获取与设定频段范围相应的预处理数据。
计算机可以根据滤波器设定的范围直接对选择的相应频段进行读取，滤波器可以分档选择或直通滤波，滤波器与计算机通过串口连接，计算机通过串口控制滤波器，进行对所需频率范围进行选择，直接获取任务相应频段的数据，保证数据的实时性提高了***数据采集的工作效率。
(4)计算机对采集到的信号根据计算机预先设定的分析带宽和中心频率进行分析得到信号的扫描频率范围；
当计算机获取到频谱数据的中心频点时，根据划定的分析带宽可以确定信号的扫描的频率范围，分析带宽越大扫描范围越宽，分析带宽越小扫描范围越窄。计算机将通过划定分析带宽来检测频谱数据的扫描密度，而中心频率根据频道的宽度确定了频率的扫描范围。
(5)计算机针对扫描的频率范围，依据计算机设定的门限值确定信号频点是否超越门限值；如果超越门限值，确认此频点被干扰，根据设定的干扰剔除带宽将此频点所在的频段剔除，并对扫描范围内的下一频点继续进行门限值判定；如果频点在门限值范围内，根据设定的频道宽度得出满足要求的频段；
计算机得到频率的扫描范围后，根据设定的门限值作为参考电平，通过设定的参考电平来确认干扰信息，当发现频点被干扰时，可以根据干扰剔除带宽将被干扰的频点排除，然后从下一个可用频点出继续依次搜索，当在设定频宽范围内没有发现干扰点，可确定该频段符合频道要求，作为可用频道并保存进数据队列，根据需要获取的频道数量为依据，数据队列保存可用频道数量逐一上报显示。
完成无线电频谱的感知。

Claims (3)

1.一种无线电频谱感知的实现方法，是基于由监测天线、监测接收机和含有频谱分析软件的计算机组成的平台来实现的，其特征在于包括步骤：
(1)计算机控制监测天线和监测接收机自动远程获取空间无线频谱数据；
(2)监测接收机将通过监测天线接收无线电信号，经过模数转换后将数据传输到计算机；
(3)计算机对采集到的信号根据计算机预先设定的分析带宽和中心频率进行分析得到信号的扫描频率范围；
(4)计算机针对扫描的频率范围，依据计算机设定的门限值确定信号频点是否超越门限值；如果超越门限值，确认此频点被干扰，根据设定的干扰剔除带宽将此频点所在的频段剔除，并对扫描范围内的下一频点继续进行门限值判定；如果频点在门限值范围内，根据设定的频道宽度得出满足要求的频段；
完成无线电频谱的感知。
2.据权利要求1所述的一种无线电频谱感知的实现方法，其特征在于：在步骤(2)和步骤(3)之间还包括以下步骤，计算机设定频段范围，并通过控制监测接收机的滤波器对信号进行数据分流，获取与设定频段范围相应的预处理数据。
3.据权利要求1所述的一种无线电频谱感知的实现方法，其特征在于：监测天线为笼型天线结构。
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