專利名稱：利用所測(cè)頻譜數(shù)據(jù)進(jìn)行寬帶無線電測(cè)向的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明與無線電監(jiān)測(cè)技術(shù)有關(guān)，特別是與無線電測(cè)向方法有關(guān)。
背景技術(shù)：
隨著無線電技術(shù)的迅猛發(fā)展，電磁環(huán)境越來越復(fù)雜，各種無線電干擾和無線電不明信號(hào)日益增多，寬帶測(cè)向(即在比較寬的頻率范圍內(nèi)同時(shí)對(duì)不同頻率的信號(hào)進(jìn)行的測(cè)向)得到了越來越廣泛的應(yīng)用。寬帶測(cè)向多用FFT干涉儀體制實(shí)現(xiàn)。以無源天線單元實(shí)現(xiàn)的FFT干涉儀體制測(cè)向靈敏度低；以有源天線單元實(shí)現(xiàn)的FFT干涉儀體制測(cè)向靈敏度稍高，但容易出現(xiàn)虛假信號(hào)；此外，以FFT干涉儀實(shí)現(xiàn)的測(cè)向技術(shù)解決了實(shí)時(shí)帶寬內(nèi)的寬帶多頻測(cè)向，但不能擺脫實(shí)時(shí)帶寬的限制。2005年，西安電子科技大學(xué)張清理和李兵兵在《航空計(jì)算技木》第35卷第3期發(fā)表論文“利用頻譜儀實(shí)現(xiàn)多信號(hào)測(cè)向”，提出了ー種多信號(hào)測(cè)向的系統(tǒng)，該技術(shù)采用臺(tái)式計(jì)算機(jī)或筆記本電腦與頻譜儀相接，采集掃頻頻譜數(shù)據(jù)，并使用固定架設(shè)的天線旋轉(zhuǎn)裝置取得天線方位角，可以根據(jù)需要在測(cè)試頻段內(nèi)任意調(diào)整15個(gè)典型信號(hào)的頻點(diǎn)。該系統(tǒng)缺陷在于不能兼容其他更多的無線電頻譜監(jiān)測(cè)裝置，且只能用于固定架設(shè)。此外，系統(tǒng)最多能夠自動(dòng)識(shí)別出15個(gè)典型信號(hào)的方位角和俯仰角信息，不具備對(duì)所測(cè)頻段內(nèi)全部信號(hào)同時(shí)測(cè)向的功能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種與多種無線電頻譜監(jiān)測(cè)裝置兼容，操作方便，可同時(shí)對(duì)所測(cè)頻率范圍內(nèi)的所有不同頻率信號(hào)進(jìn)行測(cè)向，測(cè)向靈敏度高的利用所測(cè)頻譜數(shù)據(jù)進(jìn)行寬帶無線電測(cè)向的方法。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的
本發(fā)明利用頻譜數(shù)據(jù)進(jìn)行寬帶無線電測(cè)向的方法，系統(tǒng)由無線電頻譜監(jiān)測(cè)裝置、定向天線、天線方位角測(cè)量裝置、射頻電纜、控制電纜、微處理器、顯示器、存貯器構(gòu)成，定向天線與天線方位角測(cè)量裝置固連，定向天線通過射頻電纜與無線電頻譜監(jiān)測(cè)裝置連接，天線方位角測(cè)量裝置通過控制電纜與微處理器連接，無線電頻譜監(jiān)測(cè)裝置通過控制電纜與微處理器連接，微處理器與顯示器、存貯器連接，無線電頻譜監(jiān)測(cè)裝置的強(qiáng)度數(shù)據(jù)數(shù)組長度為整數(shù) m，m為整數(shù)，代表m個(gè)頻點(diǎn)，頻率設(shè)為f，顯寬設(shè)為s,強(qiáng)度門限設(shè)為H，定向天線每次轉(zhuǎn)動(dòng)的角度為Δ θ，
測(cè)向方法的步驟如下
(1)微處理器將頻率f傳輸?shù)綗o線電頻譜監(jiān)測(cè)裝置，
(2)定向天線轉(zhuǎn)動(dòng)η次，微處理器毎次從天線方位角測(cè)量裝置讀取方位角^，j=l η,η=360/Δ θ取整數(shù)，定向天線每轉(zhuǎn)動(dòng)一次，從無線電頻譜監(jiān)測(cè)裝置讀取共m個(gè)強(qiáng)度數(shù)據(jù) hJk, k=l m，與方位角…一起作為ー組數(shù)據(jù)存入存貯器，共存入η組數(shù)據(jù)，
(3)比較η組數(shù)據(jù)中頻點(diǎn)為1的強(qiáng)度數(shù)據(jù)、，如果所有的、〈H，則比較頻點(diǎn)為2的強(qiáng)度數(shù)據(jù)hj2，以此類推，直到每組中同頻點(diǎn)的強(qiáng)度數(shù)據(jù)至少有一個(gè)大于H為止，按照比幅測(cè)向算法，找出每組中同頻點(diǎn)的強(qiáng)度數(shù)據(jù)最大或最小那ー組的方位角 即為該頻點(diǎn)的示向度(4)重復(fù)步驟(3)，將η組數(shù)據(jù)中頻點(diǎn)為1 m的強(qiáng)度數(shù)據(jù)都比較完畢，找出符合步驟(3)中條件的所有頻點(diǎn)的示向度。系統(tǒng)的頻率范圍為ち f2，fff-S"，f2=f+S/2,頻點(diǎn)k的頻率fk= fi+k^s/m, k=l m，顯示器顯示頻點(diǎn)k的示向度θ j時(shí)同時(shí)顯示該頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)的頻率fk。本發(fā)明利用已有的FFT頻譜和掃頻頻譜監(jiān)測(cè)裝置，和天線方位角測(cè)量裝置結(jié)合， 由微處理器控制采集數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)寬帶無線電測(cè)向。所用設(shè)備簡単，成本低，測(cè)向帶寬可以很寬。本發(fā)明可利用無線電頻譜監(jiān)測(cè)裝置的FFT頻譜數(shù)據(jù)(含以FFT頻譜進(jìn)行逐頻段拼接的數(shù)字掃頻頻譜，下同)和掃頻頻譜數(shù)據(jù)，同時(shí)對(duì)所測(cè)頻率范圍內(nèi)的所有不同頻率信號(hào)進(jìn)行測(cè)向，比多信號(hào)測(cè)向能夠測(cè)量更多的信號(hào)，只受無線電頻譜監(jiān)測(cè)裝置和測(cè)向天線的帶寬限制。 此外，本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)信號(hào)帶寬的識(shí)別。本發(fā)明是機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)(人工或自動(dòng))定向天線比幅測(cè)向技術(shù)的發(fā)展，比干涉儀體制可以有更高的靈敏度。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明所涉及的無線電頻譜監(jiān)測(cè)裝置是指能夠測(cè)量無線電信號(hào)頻譜的儀表、功能模塊或無線電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括FFT頻譜分析裝置、有FFT頻譜分析功能的監(jiān)測(cè)接收裝置(含以FFT 頻譜進(jìn)行逐頻段拼接的數(shù)字掃頻接收裝置，下同)、掃頻頻譜儀，本例中為DZR-15接收機(jī)。本發(fā)明所涉及的天線方位角測(cè)量裝置是指能夠測(cè)量定向天線所指向的方位角的電子裝置或機(jī)電一體化裝置，包括電子羅盤、電磁角度計(jì)、電控云臺(tái)(旋轉(zhuǎn)器)。微處理器可以是臺(tái)式微型計(jì)算機(jī)、便攜式微型計(jì)算機(jī)、筆記本電腦、掌上型電腦、 板卡式微處理器、嵌入式微處理器。無線電頻譜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由頻譜監(jiān)測(cè)裝置、定向天線、天線方位角測(cè)量裝置、射頻電纜、控制電纜、微處理器、顯示器、存貯器構(gòu)成，定向天線與天線方位角測(cè)量裝置固連，定向天線通過射頻電纜與無線電頻譜監(jiān)測(cè)裝置連接，天線方位角測(cè)量裝置通過控制電纜與微處理器連接，無線電頻譜監(jiān)測(cè)裝置通過控制電纜與微處理器連接，微處理器與顯示器、存貯器連接，如ZL201020557730. 9或ZL200920081496. 4中所描述的系統(tǒng)連接方式。微處理器以計(jì)算機(jī)程序控制天線方位角測(cè)量裝置和無線電頻譜監(jiān)測(cè)裝置，取回天線方位角數(shù)據(jù)和對(duì)應(yīng)的頻譜數(shù)據(jù)，執(zhí)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，然后利用業(yè)已完成測(cè)量并記錄的天線方位角數(shù)據(jù)和對(duì)應(yīng)的頻譜數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，在所記錄的頻譜范圍進(jìn)行寬帶測(cè)向和顯示。無線電頻譜監(jiān)測(cè)裝置的無線電信號(hào)強(qiáng)度數(shù)據(jù)(表示頻率-強(qiáng)度對(duì)應(yīng)關(guān)系)數(shù)組長度為整數(shù)m， 數(shù)組長度取決于監(jiān)測(cè)接收裝置，不同的監(jiān)測(cè)接收裝置，長度可能不一樣。系統(tǒng)頻率設(shè)為f，顯寬設(shè)為s，強(qiáng)度門限設(shè)為H，系統(tǒng)的頻率范圍為 f2，f^f-s/2，f2=f+s/2。定向天線每次轉(zhuǎn)動(dòng)等值的角度Δ θ。步驟如下
(1)微處理器將頻率f、顯寬s傳輸?shù)綗o線電頻譜監(jiān)測(cè)裝置的控制接ロ(如成都點(diǎn)陣科技有限公司DZR-15接收機(jī)的網(wǎng)絡(luò)控制ロ)，在顯示器中建立座標(biāo)系，其橫軸m長度由無線電頻譜監(jiān)測(cè)裝置預(yù)設(shè)，表示無線電頻率范圍ム f2，f^f-s/2，f2=f+s/2 ；縱軸高度表示無線電信號(hào)強(qiáng)度；
(2)定向天線轉(zhuǎn)動(dòng)η次(毎次旋轉(zhuǎn)角度Δθ )，毎次微處理器從天線方位角測(cè)量裝置讀取方位角 _，j=l η，η=360/ Δ θ取整數(shù)，定向天線每轉(zhuǎn)動(dòng)一次，微處理器從無線電頻譜監(jiān)測(cè)裝置讀取ー組無線電信號(hào)強(qiáng)度數(shù)據(jù)(固定長度的數(shù)組)，長度為整數(shù)m，讀取m個(gè)無線電
4信號(hào)強(qiáng)度數(shù)據(jù)hA，k為1 m的整數(shù)。將m個(gè)無線電信號(hào)強(qiáng)度數(shù)據(jù)與方位角…一起作為ー 組數(shù)據(jù)存入存貯器，存貯器中的每組數(shù)據(jù)有m個(gè)hA，ー個(gè)ち，轉(zhuǎn)動(dòng)η次，存貯器中存入η組數(shù)據(jù)；
(3)比較η組數(shù)據(jù)中頻點(diǎn)為1的強(qiáng)度數(shù)據(jù)l·^，如果所有的、〈H，則認(rèn)為該頻率點(diǎn)上僅有噪聲，無法得出示向度，繼續(xù)比較頻點(diǎn)為2的強(qiáng)度數(shù)據(jù)hj2，以此類推，直到每組中同頻點(diǎn)的強(qiáng)度數(shù)據(jù)至少有一個(gè)大于H為止，按照比幅測(cè)向算法(如大音點(diǎn)算法、小音點(diǎn)算法、天線方向圖擬合算法)計(jì)算該頻點(diǎn)的示向度θρ選用大音點(diǎn)算法時(shí)計(jì)算結(jié)果θ彳為同頻點(diǎn)的各角度無線電信號(hào)強(qiáng)度數(shù)據(jù)hlk，h2k,…Iu中最大值所對(duì)應(yīng)的方位角度…，選用小音點(diǎn)算法時(shí)計(jì)算結(jié)果θ j為同頻點(diǎn)的各角度無線電信號(hào)強(qiáng)度數(shù)據(jù)hlk，h2k,…h(huán)nk中最小值所對(duì)應(yīng)的方位角度，天線方向圖擬合算法(即點(diǎn)陣相關(guān)比幅測(cè)向算法)在2010年6月11日的“DZM-80 便攜式自動(dòng)無線電監(jiān)測(cè)測(cè)向系統(tǒng)”科技成果鑒定會(huì)研制報(bào)告中已公開；
(4)重復(fù)步驟(3)，將η組數(shù)據(jù)中頻點(diǎn)為1 m的強(qiáng)度數(shù)據(jù)都比較完畢，找出符合步驟(3)中條件的所有頻點(diǎn)的示向度。顯示器顯示頻點(diǎn)k的示向度θ j吋，同時(shí)顯示該頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)的頻率fk，頻點(diǎn)k的頻率fk= fi+k^s/m, k=l m。就這樣，微處理器利用頻譜、角度數(shù)據(jù)，對(duì)每個(gè)頻率點(diǎn)進(jìn)行比幅測(cè)向計(jì)算，并將結(jié)果輸出到顯示器上，從而實(shí)現(xiàn)寬帶頻譜測(cè)向，即同時(shí)對(duì)所測(cè)頻率范圍內(nèi)的所有不同頻率信號(hào)進(jìn)行測(cè)向。本發(fā)明能夠進(jìn)ー步實(shí)現(xiàn)信號(hào)帶寬的識(shí)別。因?yàn)橄噜彽念l率點(diǎn)，如果方位角一致，強(qiáng)度無突變，就可判斷為同一個(gè)信號(hào)，這樣就可實(shí)現(xiàn)信號(hào)帶寬的識(shí)別。本發(fā)明比背景技術(shù)中提到的多信號(hào)測(cè)向系統(tǒng)具有更多的優(yōu)勢(shì)和先進(jìn)性。本發(fā)明的兼容性更好，可與更多的無線電頻譜監(jiān)測(cè)裝置相配接。且擺脫了臺(tái)式機(jī)和筆記本電腦的限制，可使用嵌入式的微處理器，既可應(yīng)用于固定架設(shè)的無線電測(cè)向系統(tǒng)，也可應(yīng)用于搬移式的無線電測(cè)向系統(tǒng)。此外，本發(fā)明可同時(shí)對(duì)所測(cè)頻率范圍內(nèi)的所有不同頻率信號(hào)進(jìn)行測(cè)向， 比多信號(hào)測(cè)向能夠測(cè)量更多的信號(hào)，井能夠?qū)崿F(xiàn)信號(hào)帶寬的識(shí)別。
權(quán)利要求
1.利用頻譜數(shù)據(jù)進(jìn)行寬帶無線電測(cè)向的方法，其特征在于系統(tǒng)由無線電頻譜監(jiān)測(cè)裝置、定向天線、天線方位角測(cè)量裝置、射頻電纜、控制電纜、微處理器、顯示器、存貯器構(gòu)成， 定向天線與天線方位角測(cè)量裝置固連，定向天線通過射頻電纜與無線電頻譜監(jiān)測(cè)裝置連接，天線方位角測(cè)量裝置通過控制電纜與微處理器連接，無線電頻譜監(jiān)測(cè)裝置通過控制電纜與微處理器連接，微處理器與顯示器、存貯器連接，無線電頻譜監(jiān)測(cè)裝置的強(qiáng)度數(shù)據(jù)數(shù)組長度為整數(shù)m，m為整數(shù)，代表m個(gè)頻點(diǎn)，頻率設(shè)為f，顯寬設(shè)為s，強(qiáng)度門限設(shè)為H，定向天線毎次轉(zhuǎn)動(dòng)的角度為Δ θ，測(cè)向方法的步驟如下(1)微處理器將頻率f傳輸?shù)綗o線電頻譜監(jiān)測(cè)裝置，(2)定向天線轉(zhuǎn)動(dòng)η次，微處理器毎次從天線方位角測(cè)量裝置讀取方位角ら，j=l η,η=360/Δ θ取整數(shù)，定向天線每轉(zhuǎn)動(dòng)一次，從無線電頻譜監(jiān)測(cè)裝置讀取共m個(gè)強(qiáng)度數(shù)據(jù) hJk, k=l m，與方位角…一起作為ー組數(shù)據(jù)存入存貯器，共存入η組數(shù)據(jù)，(3)比較η組數(shù)據(jù)中頻點(diǎn)為1的強(qiáng)度數(shù)據(jù)、，如果所有的、〈H，則比較頻點(diǎn)為2的強(qiáng)度數(shù)據(jù)hj2，以此類推，直到每組中同頻點(diǎn)的強(qiáng)度數(shù)據(jù)至少有一個(gè)大于H為止，按照比幅測(cè)向算法，找出每組中同頻點(diǎn)的強(qiáng)度數(shù)據(jù)最大或最小那ー組的方位角 即為該頻點(diǎn)的示向度 り(4)重復(fù)步驟(3)，將η組數(shù)據(jù)中頻點(diǎn)為1 m的強(qiáng)度數(shù)據(jù)都比較完畢，找出符合步驟(3)中條件的所有頻點(diǎn)的示向度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于系統(tǒng)的頻率范圍為 f2，f\=f-S/2， f2=f+S/2，頻點(diǎn)k的頻率fk= fi+k^s/m, k=l m，顯示器顯示頻點(diǎn)k的示向度θゴ時(shí)同時(shí)顯示該頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)的頻率fk。
全文摘要
本發(fā)明為利用所測(cè)頻譜數(shù)據(jù)進(jìn)行寬帶無線電測(cè)向的方法，解決已有方法設(shè)備要求高，測(cè)向范圍小的問題。在無線電頻譜監(jiān)測(cè)裝置、定向天線、天線方位角測(cè)量裝置、射頻電纜、控制電纜、微處理器、顯示器、存貯器構(gòu)成的頻譜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，微處理器以計(jì)算機(jī)程序控制天線方位角測(cè)量裝置和無線電頻譜監(jiān)測(cè)裝置，微處理器將頻率傳輸?shù)綗o線電頻譜監(jiān)測(cè)裝置，并控制定向天線轉(zhuǎn)動(dòng)若干次，每次從無線電頻譜監(jiān)測(cè)裝置讀取一組強(qiáng)度數(shù)據(jù)，與方位角一起存儲(chǔ)，依次比較每個(gè)方位角上固定頻點(diǎn)的強(qiáng)度數(shù)據(jù)，按照比幅測(cè)向算法，找出該頻點(diǎn)上最大或最小強(qiáng)度數(shù)據(jù)的方位角，即為頻點(diǎn)k的示向度。重復(fù)比較，一直計(jì)算出所有頻點(diǎn)的示向度。
文檔編號(hào)G01S3/14GK102565755SQ20111044497
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月28日
發(fā)明者敖謙, 白宇軍, 邱承躍 申請(qǐng)人:成都點(diǎn)陣科技有限公司