專利名稱：一種無(wú)線電頻譜感知的實(shí)現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)線電測(cè)控領(lǐng)域中頻譜分析自動(dòng)化的技術(shù)，特別適用于航天測(cè)控、無(wú) 人機(jī)測(cè)控以及現(xiàn)代無(wú)線電測(cè)控復(fù)雜的電磁環(huán)境戰(zhàn)場(chǎng)。
背景技術(shù)：
目前武器裝備多樣化、多兵種協(xié)同作戰(zhàn)，頻率資源分布密集，系統(tǒng)能否在復(fù)雜的電 磁環(huán)境下作戰(zhàn)，如何規(guī)避干擾等問(wèn)題使無(wú)線電監(jiān)測(cè)技術(shù)開發(fā)提上日程。當(dāng)前監(jiān)測(cè)能力具還 有待提高原因1.當(dāng)前監(jiān)測(cè)范圍單一，設(shè)備只能對(duì)單一頻段進(jìn)行監(jiān)測(cè)，在多任務(wù)復(fù)雜環(huán)境下無(wú)法 滿足任務(wù)需求。2.實(shí)時(shí)性不高，主要是干擾分析需要專業(yè)技術(shù)支持，復(fù)雜的干擾分析過(guò)程都是實(shí) 時(shí)性難以滿足作戰(zhàn)需求。3.感知系統(tǒng)自動(dòng)化水平低，無(wú)法實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)、智能分析和監(jiān)測(cè)報(bào)告的有機(jī)結(jié)合。4.設(shè)備體積龐大，不便于野外攜帶移動(dòng)作戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于避免上述背景中的不足之處而提供一種智能無(wú)線電感知方法， 通過(guò)在復(fù)雜的電磁環(huán)境下迅速的獲取干擾數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)無(wú)線電監(jiān)測(cè)、實(shí)時(shí)獲取、分析的有機(jī)結(jié) 合。本發(fā)明還有頻率覆蓋范圍廣泛、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種無(wú)線電頻譜感知的實(shí)現(xiàn)方法，是基于由監(jiān)測(cè)天線、監(jiān)測(cè)接收機(jī)和含有頻譜分 析軟件的計(jì)算機(jī)組成的平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其特征在于包括步驟(1)計(jì)算機(jī)控制監(jiān)測(cè)天線和監(jiān)測(cè)接收機(jī)自動(dòng)遠(yuǎn)程獲取空間無(wú)線頻譜數(shù)據(jù)；(2)監(jiān)測(cè)接收機(jī)將通過(guò)監(jiān)測(cè)天線接收無(wú)線電信號(hào)，經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換后將數(shù)據(jù)傳輸?shù)?計(jì)算機(jī)；(3)計(jì)算機(jī)對(duì)采集到的信號(hào)根據(jù)計(jì)算機(jī)預(yù)先設(shè)定的分析帶寬和中心頻率進(jìn)行分析 得到信號(hào)的掃描頻率范圍；(4)計(jì)算機(jī)針對(duì)掃描的頻率范圍，依據(jù)計(jì)算機(jī)設(shè)定的門限值確定信號(hào)頻點(diǎn)是否超 越門限值；如果超越門限值，確認(rèn)此頻點(diǎn)被干擾，根據(jù)設(shè)定的干擾剔除帶寬將此頻點(diǎn)所在的 頻段剔除，并對(duì)掃描范圍內(nèi)的下一頻點(diǎn)繼續(xù)進(jìn)行門限值判定；如果頻點(diǎn)在門限值范圍內(nèi)，根 據(jù)設(shè)定的頻道寬度得出滿足要求的頻段；完成無(wú)線電頻譜的感知。其中，在步驟( 和步驟C3)之間還包括以下步驟，計(jì)算機(jī)設(shè)定頻段范圍，并通過(guò) 控制監(jiān)測(cè)接收機(jī)的濾波器對(duì)信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)分流，獲取與設(shè)定頻段范圍相應(yīng)的預(yù)處理數(shù)據(jù)。其中，監(jiān)測(cè)天線為籠型天線結(jié)構(gòu)。本發(fā)明與背景技術(shù)相比有如下優(yōu)點(diǎn)
1.多任務(wù)、復(fù)雜電磁環(huán)境下，實(shí)時(shí)完成頻譜感知需求。2.寬頻段天線設(shè)計(jì)適應(yīng)大范圍的電磁戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境，天線設(shè)計(jì)通過(guò)組合化天線工作方 式實(shí)現(xiàn)了 30MHz至13GHz的寬頻帶干擾信號(hào)的截獲。3.系統(tǒng)自動(dòng)化水平高，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)、智能分析和監(jiān)測(cè)報(bào)告的有機(jī)一體結(jié)合。可以快速 分析可用空間頻段，全程對(duì)電磁環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)了監(jiān)測(cè)、分析、干擾評(píng)估、數(shù)據(jù)上報(bào) 與輔助決策等功能一體化設(shè)計(jì)。4.體積小、便攜帶性能好。


圖1是本發(fā)明的頻譜感知系統(tǒng)組成圖。
具體實(shí)施例方式圖1是本發(fā)明的頻譜感知系統(tǒng)組成圖，由天線1、監(jiān)測(cè)儀2、計(jì)算機(jī)3、天線控制4、 設(shè)備控制程序5、圖像顯示程序6、頻率分析程序7、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)程序8組成。天線1籠型天線對(duì)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，監(jiān)測(cè)儀2采用市售便攜式頻譜儀實(shí)現(xiàn)，計(jì)算機(jī)3采用 市售計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)，天線控制4采用市售平臺(tái)實(shí)現(xiàn)。一種無(wú)線電頻譜感知的實(shí)現(xiàn)方法，是基于由監(jiān)測(cè)天線、監(jiān)測(cè)接收機(jī)和含有頻譜分 析軟件的計(jì)算機(jī)組成的平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其特征在于包括步驟(1)計(jì)算機(jī)控制監(jiān)測(cè)天線和監(jiān)測(cè)接收機(jī)自動(dòng)遠(yuǎn)程獲取空間無(wú)線頻譜數(shù)據(jù)；計(jì)算機(jī)初始化監(jiān)測(cè)天線和監(jiān)測(cè)接收機(jī)端口設(shè)置，根據(jù)儀器編程手冊(cè)中的通信協(xié) 議，選擇天線控制端口和監(jiān)測(cè)儀表，用戶配置監(jiān)測(cè)任務(wù)、天線轉(zhuǎn)動(dòng)方式和頻譜采集時(shí)間間隔 等參數(shù)，設(shè)置完畢后，監(jiān)測(cè)接收機(jī)將按照硬件參數(shù)配置情況自動(dòng)執(zhí)行監(jiān)測(cè)任務(wù)，監(jiān)測(cè)接收機(jī) 將自動(dòng)捕獲空間頻譜數(shù)據(jù)。(2)監(jiān)測(cè)接收機(jī)將通過(guò)監(jiān)測(cè)天線接收無(wú)線電信號(hào)，經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換后將數(shù)據(jù)傳輸?shù)?計(jì)算機(jī)；監(jiān)測(cè)接收機(jī)將捕獲的頻譜數(shù)據(jù)，按照參數(shù)配置對(duì)檢測(cè)范圍內(nèi)的頻段逐一監(jiān)測(cè)，一 個(gè)監(jiān)測(cè)任務(wù)執(zhí)行完畢后，自動(dòng)進(jìn)行下一個(gè)任務(wù)的監(jiān)測(cè)，直到所選任務(wù)全部結(jié)束，每一次監(jiān)測(cè) 任務(wù)執(zhí)行完畢后，監(jiān)測(cè)接收機(jī)將捕獲的模擬信號(hào)以數(shù)字的形式進(jìn)行顯示，并將信號(hào)以數(shù)字 形式通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳送到計(jì)算機(jī)。(3)計(jì)算機(jī)設(shè)定頻段范圍，并通過(guò)控制監(jiān)測(cè)接收機(jī)的濾波器對(duì)信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)分流， 獲取與設(shè)定頻段范圍相應(yīng)的預(yù)處理數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)可以根據(jù)濾波器設(shè)定的范圍直接對(duì)選擇的相應(yīng)頻段進(jìn)行讀取，濾波器可以 分檔選擇或直通濾波，濾波器與計(jì)算機(jī)通過(guò)串口連接，計(jì)算機(jī)通過(guò)串口控制濾波器，進(jìn)行對(duì) 所需頻率范圍進(jìn)行選擇，直接獲取任務(wù)相應(yīng)頻段的數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性提高了系統(tǒng)數(shù) 據(jù)采集的工作效率。(4)計(jì)算機(jī)對(duì)采集到的信號(hào)根據(jù)計(jì)算機(jī)預(yù)先設(shè)定的分析帶寬和中心頻率進(jìn)行分析 得到信號(hào)的掃描頻率范圍；當(dāng)計(jì)算機(jī)獲取到頻譜數(shù)據(jù)的中心頻點(diǎn)時(shí)，根據(jù)劃定的分析帶寬可以確定信號(hào)的掃 描的頻率范圍，分析帶寬越大掃描范圍越寬，分析帶寬越小掃描范圍越窄。計(jì)算機(jī)將通過(guò)劃定分析帶寬來(lái)檢測(cè)頻譜數(shù)據(jù)的掃描密度，而中心頻率根據(jù)頻道的寬度確定了頻率的掃描范 圍。(5)計(jì)算機(jī)針對(duì)掃描的頻率范圍，依據(jù)計(jì)算機(jī)設(shè)定的門限值確定信號(hào)頻點(diǎn)是否超 越門限值；如果超越門限值，確認(rèn)此頻點(diǎn)被干擾，根據(jù)設(shè)定的干擾剔除帶寬將此頻點(diǎn)所在的 頻段剔除，并對(duì)掃描范圍內(nèi)的下一頻點(diǎn)繼續(xù)進(jìn)行門限值判定；如果頻點(diǎn)在門限值范圍內(nèi)，根 據(jù)設(shè)定的頻道寬度得出滿足要求的頻段；計(jì)算機(jī)得到頻率的掃描范圍后，根據(jù)設(shè)定的門限值作為參考電平，通過(guò)設(shè)定的參 考電平來(lái)確認(rèn)干擾信息，當(dāng)發(fā)現(xiàn)頻點(diǎn)被干擾時(shí)，可以根據(jù)干擾剔除帶寬將被干擾的頻點(diǎn)排 除，然后從下一個(gè)可用頻點(diǎn)出繼續(xù)依次搜索，當(dāng)在設(shè)定頻寬范圍內(nèi)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)干擾點(diǎn)，可確定 該頻段符合頻道要求，作為可用頻道并保存進(jìn)數(shù)據(jù)隊(duì)列，根據(jù)需要獲取的頻道數(shù)量為依據(jù)， 數(shù)據(jù)隊(duì)列保存可用頻道數(shù)量逐一上報(bào)顯示。完成無(wú)線電頻譜的感知。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)線電頻譜感知的實(shí)現(xiàn)方法，是基于由監(jiān)測(cè)天線、監(jiān)測(cè)接收機(jī)和含有頻譜分析 軟件的計(jì)算機(jī)組成的平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其特征在于包括步驟(1)計(jì)算機(jī)控制監(jiān)測(cè)天線和監(jiān)測(cè)接收機(jī)自動(dòng)遠(yuǎn)程獲取空間無(wú)線頻譜數(shù)據(jù)；(2)監(jiān)測(cè)接收機(jī)將通過(guò)監(jiān)測(cè)天線接收無(wú)線電信號(hào)，經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換后將數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)；(3)計(jì)算機(jī)對(duì)采集到的信號(hào)根據(jù)計(jì)算機(jī)預(yù)先設(shè)定的分析帶寬和中心頻率進(jìn)行分析得到 信號(hào)的掃描頻率范圍；(4)計(jì)算機(jī)針對(duì)掃描的頻率范圍，依據(jù)計(jì)算機(jī)設(shè)定的門限值確定信號(hào)頻點(diǎn)是否超越門 限值；如果超越門限值，確認(rèn)此頻點(diǎn)被干擾，根據(jù)設(shè)定的干擾剔除帶寬將此頻點(diǎn)所在的頻段 剔除，并對(duì)掃描范圍內(nèi)的下一頻點(diǎn)繼續(xù)進(jìn)行門限值判定；如果頻點(diǎn)在門限值范圍內(nèi)，根據(jù)設(shè) 定的頻道寬度得出滿足要求的頻段；完成無(wú)線電頻譜的感知。
2.據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)線電頻譜感知的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于在步驟(2)和 步驟C3)之間還包括以下步驟，計(jì)算機(jī)設(shè)定頻段范圍，并通過(guò)控制監(jiān)測(cè)接收機(jī)的濾波器對(duì) 信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)分流，獲取與設(shè)定頻段范圍相應(yīng)的預(yù)處理數(shù)據(jù)。
3.據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)線電頻普感知的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于監(jiān)測(cè)天線為籠 型天線結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無(wú)線電頻譜感知技術(shù)的設(shè)計(jì)方法，它涉及無(wú)線電測(cè)控領(lǐng)域中頻普分析自動(dòng)化的技術(shù)。它包括寬帶天線、頻普監(jiān)測(cè)儀、數(shù)據(jù)分析計(jì)算機(jī)部件組成。本發(fā)明采用便攜式寬頻段天線設(shè)計(jì)方式、通過(guò)便攜式頻譜監(jiān)測(cè)儀將獲取的數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)分析計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理分析，分析結(jié)果自動(dòng)給出推薦應(yīng)用工作頻道。本發(fā)明具有覆蓋頻率范圍寬、體積小、重量輕、攜帶方便等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于航天測(cè)控領(lǐng)域、無(wú)人機(jī)測(cè)控領(lǐng)域以及現(xiàn)代復(fù)雜的電磁環(huán)境戰(zhàn)場(chǎng)。
文檔編號(hào)H04B17/00GK102130733SQ20111009706
公開日2011年7月20日 申請(qǐng)日期2011年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月19日
發(fā)明者孫志剛, 杜明 申請(qǐng)人:中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第五十四研究所