r>[0031] 首先確定設備型號和采集參數(shù)，包括頻譜分析儀型號和全向接收天線型號、頻率 參數(shù)、儀器設置參數(shù)和自定義參數(shù)等。
[0032] 然后進行波段掃描及信號搜索，幅度高于背景噪聲門限值則認為有信號否則認為 是背景噪聲，對采集到的信號進行預采集數(shù)據(jù)頻譜繪制。
[0033] 頻譜繪制結束后，根據(jù)繪制的頻譜進行預采集頻譜分段處理，具體為：設置子波段 帶寬和信號頻率組，提取采集到的信號數(shù)據(jù)，所述的信號數(shù)據(jù)包括信號的中心頻率、幅度和 帶寬，假設預采集得到Ntotal個信號，這些信號的中心頻率值存于數(shù)組fslgnal中，初始化計數(shù) 因子L_t= 〇,用于預采集得到的信號計數(shù)，首先根據(jù)所設置子波段帶寬，求得每個信號所 在的子波段序號，具體算法如下：
[0034] 第個預采集信號的頻率值fslgnal (i_nt)所在子波段序列號Nslgnal (iraunt)(假 設從〇開始）：
[0035] 九tart、丨B \
[0036] 其中L」表示向下取整為預采集起始信號頻率值，B為子波段精細采集精度，
[0037] 〇 彡icount<Ntotal。
[0038] 然后通過剔除算法實現(xiàn)重復子波段序列號剔除，提取信號子波段數(shù)據(jù)并按照信號 幅度由大到小的順序進行排列顯示。用戶選取感興趣的某信號子波段，進入信號子波段精 細米集流程，具體為：
[0039] 設置采集參數(shù)和采集點參數(shù)，包括采集參數(shù)頻率參數(shù)和儀器參數(shù)，采集點所屬地 區(qū)、地理位置坐標等。進行信號子波段的信號頻域掃描，掃描結束后保存信號子波段數(shù)據(jù)、 采集參數(shù)和采集點參數(shù)。自動化采集全過程到此結束。
[0040] 在預采集過程中可以通過重新設置參數(shù)對其他波段進行預采集，在自動采集時間 到達后，提取本次預采集大波段中的信號數(shù)據(jù)，并且按信號幅度由大到小的順序顯示。在實 施例中使用Agilent公司生產(chǎn)的E4407B頻譜分析儀，得到預采集頻譜圖如圖6所示，得到 其對應的信號列表如下：
[0041] 表1預采集頻譜對應的信號信息
[0042]

[0043] 自動采集到的信號個數(shù)為14個，比較全面的采集到了無人機數(shù)據(jù)鏈工作較寬波 段內的信號，根據(jù)信號的幅度由大到小排列，并且標明了信號的中心頻率、幅度和帶寬，方 便用戶選取感興趣的信號子波段進行精細采集，有利于降低后續(xù)數(shù)據(jù)處理的復雜度。
[0044] 從預采集提取的信號中選擇感興趣的信號子波段進行精細采集，首先設置采集頻 率范圍、采集點位置信息和頻譜分析儀參數(shù)等，同預采集參數(shù)設置相比，主要增加了采集點 位置信息的設置，采集頻率范圍和頻譜分析儀參數(shù)更加精細，再計算精細采集參考分辨帶 寬，并根據(jù)該帶寬和自身需要，修改子波段精細采集過程分辨帶寬。子波段精細采集推薦使 用參考分辨帶寬具體計算如下：
[0045] Bsub= B pre/Nband
[0046]其中Bpra為預采集頻譜分辨帶寬，B sub為參考分辨帶寬，Nband為預采集波段劃分的 信號子波段個數(shù)（取整數(shù)）。設置采集時間同樣為了控制自動化采集進程和采集信號數(shù)據(jù) 的存儲，精細采集可以對預采集信號數(shù)據(jù)進行修正。在實施例中選取幅度最大的信號子波 段進行精細采集，得到頻譜圖如圖7所示，幅度最大的信號預采集的中心頻率為624MHz，幅 度值是-54. 393dBm，精細采集修正后為624. 25MHz，幅度值為-57. 078dBm，同預采集得到的 結果相比，更加精確。
[0047] 圖8為本發(fā)明中數(shù)據(jù)存儲模塊12存儲數(shù)據(jù)類型示意圖。利用OCCI (Orac 1 e C++Call Interface)數(shù)據(jù)庫訪問方式，實現(xiàn)通過計算機進行電磁環(huán)境數(shù)據(jù)的自動化采集和 存儲。所述的數(shù)據(jù)存儲模塊12的信號信息為子波段精細采集修正后的信號數(shù)據(jù)，指采集到 的信號頻率、幅度和帶寬，子波段精細采集是對某一子波段的信號數(shù)據(jù)修正，同預采集信號 數(shù)據(jù)相比，信號數(shù)據(jù)精確度更高，同時避免了存儲冗余信息。此外，設備信息、子波段精細采 集參數(shù)以及采集點信息等也會隨之存入電磁環(huán)境數(shù)據(jù)庫。設備信息主要包括頻譜分析儀型 號和全向接收天線型號；采集點位置信息主要包括采集點所處的地區(qū)、經(jīng)度和煒度等；子 波段精細采集參數(shù)主要包括掃描寬度、參考電平、衰減值、分辨帶寬和采集文件名等。
【主權項】
1. 一種無人機數(shù)據(jù)鏈測試用電磁環(huán)境數(shù)據(jù)自動化采集系統(tǒng)，其特征在于：包括全向接 收天線、頻譜分析儀和數(shù)據(jù)采集控制計算機，其中全向接收天線將接收到的無線電波信號 轉變?yōu)殡妷盒盘柡笸ㄟ^電纜傳輸?shù)筋l譜分析儀，進行電壓信號的測量與處理，數(shù)據(jù)采集控 制計算機通過USB或GPIB接口線與頻譜分析儀相連，并且利用GPIB的三掛鉤技術實現(xiàn)兩 者之間命令與數(shù)據(jù)傳輸，以此完成對自動化采集過程的控制。2. 根據(jù)權利要求1所述的一種無人機數(shù)據(jù)鏈測試用電磁環(huán)境數(shù)據(jù)自動化采集系統(tǒng)，其 特征在于：所述的數(shù)據(jù)采集控制計算機包括設備組選擇模塊、預采集模塊、信號子波段數(shù)據(jù) 提取及顯示模塊、子波段精細采集模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、預采集參數(shù)設置模塊和子波段精細 采集參數(shù)設置模塊；用戶根據(jù)測試需要從設備組選擇模塊中選擇適當?shù)念l譜分析儀型號和 全向接收天線型號，并存入數(shù)據(jù)存儲模塊中；在預采集參數(shù)設置模塊中進行預采集參數(shù)設 置，預采集模塊根據(jù)用戶設置的預采集參數(shù)，進行大波段電磁數(shù)據(jù)的采集，并采集頻譜分析 儀繪制的預采集數(shù)據(jù)頻譜，向用戶展現(xiàn)大波段信號頻譜的分布情況；然后根據(jù)設置的信號 子波段帶寬，進行預采集數(shù)據(jù)頻譜分段處理，將大波段劃分為多個信號子波段，然后在信號 子波段數(shù)據(jù)提取及顯示模塊中提取信號子波段數(shù)據(jù)，包括檢測到的信號的中心頻率、幅度 和帶寬；將所有采集到的信號按照信號幅度由大到小的順序排列； 用戶選擇感興趣的信號子波段，根據(jù)子波段精細采集參數(shù)設置模塊中設置采集參數(shù)和 采集點參數(shù)，在子波段精細采集模塊對預采集獲得的信號數(shù)據(jù)進行修正，輸出的電磁環(huán)境 數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)存儲模塊中。3. 根據(jù)權利要求2所述的一種無人機數(shù)據(jù)鏈測試用電磁環(huán)境數(shù)據(jù)自動化采集系統(tǒng)，其 特征在于：所述的采集參數(shù)包括儀器設置參數(shù)和天線衰減補償，儀器設置參數(shù)有頻譜分析 儀的分辨帶寬、視頻帶寬、參考電平和輸入衰減值；采集點參數(shù)包括采集點所屬地區(qū)和地理 位置坐標。4. 根據(jù)權利要求2所述的一種無人機數(shù)據(jù)鏈測試用電磁環(huán)境數(shù)據(jù)自動化采集系統(tǒng)，其 特征在于：所述的預采集參數(shù)包括頻率參數(shù)、儀器設置參數(shù)和自定義參數(shù)，所述的頻率參數(shù) 包括波段選擇、起始頻率和終止頻率；儀器設置參數(shù)包括分辨率帶寬、視頻帶寬、參考電平 和輸入衰減；自定義參數(shù)包括背景噪聲門限值和自動采集時間，背景噪聲門限值是判斷預 采集信號是否存在的標準，自動采集時間用于實現(xiàn)預采集的自動化。5. -種無人機數(shù)據(jù)鏈測試用電磁環(huán)境數(shù)據(jù)自動化采集方法，其特征在于：全向接收天 線將接收到的無線電波信號轉變?yōu)殡妷盒盘柡笸ㄟ^電纜傳輸?shù)筋l譜分析儀，數(shù)據(jù)采集控制 計算機通過USB或GPIB接口線與頻譜分析儀相連，通過頻譜分析儀進行電壓信號預采集和 信號子波段精細采集，最后將采集信號數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)存儲模塊中； 所述的預采集的流程為： 首先確定設備型號和采集參數(shù)，包括頻譜分析儀型號和全向接收天線型號、頻率參數(shù)、 儀器設置參數(shù)和自定義參數(shù)； 然后進行波段掃描及信號搜索，幅度高于背景噪聲門限值則認為有信號否則認為是背 景噪聲，對采集到的信號進行預采集數(shù)據(jù)頻譜繪制； 根據(jù)繪制的頻譜進行預采集頻譜分段處理，具體為：設置子波段帶寬和信號頻率組，提 取采集到的信號數(shù)據(jù)，所述的信號數(shù)據(jù)包括信號的中心頻率、幅度和帶寬，假設預采集得到 Ntotal個信號，這些信號的中心頻率值存于數(shù)組fslgnal中，初始化計數(shù)因子i。。_= 〇,用于預 采集得到的信號計數(shù)，首先根據(jù)所設置子波段帶寬，求得每個信號所在的子波段序號，具體 算法如下： 第1。_個預采集信號的頻率值fslgnal(i_nt)所在子波段序列號Nslgnal(L_t):其中L」表示向下取整；為預采集起始信號頻率值，B為子波段精細采集精度， 0$ icount〈N total; 然后通過剔除算法實現(xiàn)重復子波段序列號剔除； 所述的信號子波段精細采集的具體流程為： 設置采集參數(shù)和采集點參數(shù)，進行信號子波段的信號頻域掃描，掃描結束后保存信號 子波段數(shù)據(jù)、采集參數(shù)和采集點參數(shù)。6.根據(jù)權利要求5所述的一種無人機數(shù)據(jù)鏈測試用電磁環(huán)境數(shù)據(jù)自動化采集方法，其 特征在于：信號子波段精細采集使用參考分辨帶寬Bsub如下： ^sub ^ pre/^band 其中為預采集頻譜分辨帶寬，Nband為預采集波段劃分的信號子波段個數(shù)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無人機數(shù)據(jù)鏈測試用電磁環(huán)境數(shù)據(jù)自動化采集系統(tǒng)，屬于無人機數(shù)據(jù)鏈電磁環(huán)境數(shù)據(jù)采集技術領域。所述系統(tǒng)中，包括數(shù)據(jù)采集控制計算機控制頻譜分析儀采集全向接收天線發(fā)射的電壓信號，根據(jù)預采集頻譜圖，采用分段策略處理大波段電磁數(shù)據(jù)；根據(jù)用戶選擇確定信號子波段進行精細采集，進而通過數(shù)據(jù)存儲模塊選擇性的存儲采集得到的信號子波段電磁環(huán)境數(shù)據(jù)即可。本發(fā)明實現(xiàn)了電磁環(huán)境數(shù)據(jù)采集的自動化；對信號子波段進行精細采集的過程修正了預采集信號數(shù)據(jù)的誤差，提高了電磁環(huán)境數(shù)據(jù)的采集精度，縮短了采集時間，采用數(shù)據(jù)存儲模塊，存儲信號子波段的電磁環(huán)境數(shù)據(jù)，避免了存儲冗余信息。
【IPC分類】G01R19/00, G01R23/16
【公開號】CN105021887
【申請?zhí)枴緾N201510386393
【發(fā)明人】丁文銳, 張文秋, 向錦武, 劉春輝
【申請人】北京航空航天大學
【公開日】2015年11月4日
【申請日】2015年6月30日