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專利名稱：利用瞬時(shí)頻譜幅度分布頻次數(shù)據(jù)的無線電測(cè)向方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明與利用無線電頻譜數(shù)據(jù)測(cè)向的基于實(shí)時(shí)頻譜分析的多信號(hào)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，高速跳頻、擴(kuò)頻、時(shí)分復(fù)用、復(fù)雜調(diào)制等新技術(shù)得到越來越廣泛的應(yīng)用，各種低截獲概率信號(hào)日益增多，利用傳統(tǒng)技術(shù)手段進(jìn)行無線電信號(hào)監(jiān)測(cè)面臨諸多困難，難以對(duì)不同瞬時(shí)發(fā)射概率的同頻信號(hào)進(jìn)行測(cè)向。近年來，頻譜監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域的幾項(xiàng)重要突破為解決上述問題帶來了希望一是合理解決快速傅里葉變換(FFT)頻譜速度快而人眼觀察速度有限的瞬時(shí)頻譜幅度分布頻次分析顯示技術(shù)，例如美國(guó)泰克公司發(fā)明的“數(shù)字熒光頻譜”(Digital Phosphor Spectrum，簡(jiǎn)記為DPX)技術(shù)。DPX技術(shù)是結(jié)合FFT (快速傅里葉變換)技術(shù)組成的實(shí)時(shí)頻譜分析顯示技術(shù)，可以在瞬時(shí)間內(nèi)累積大量的頻譜圖，累積效果用位圖(bitmap)顏色顯示，顏色對(duì)應(yīng)規(guī)則一般是暖色(紅色、橙色、黃色)表明發(fā)生頻次(即出現(xiàn)概率)較高，冷色(黑色、藍(lán)色、淺藍(lán)色等)表明發(fā)生頻次較低，還可以使用其它幅度等級(jí)方案。這樣就能將快速的、隱秘的信號(hào)變化過程用瞬時(shí)頻譜幅度分布頻次的形式展現(xiàn)出來，能夠偵測(cè)各種瞬態(tài)信號(hào)、同頻信號(hào)， 滿足復(fù)雜電磁環(huán)境下的無線電監(jiān)測(cè)工作需要。典型的產(chǎn)品有美國(guó)泰克公司產(chǎn)H600型便攜式實(shí)時(shí)頻譜分析儀和RSA6100A系列實(shí)時(shí)頻譜分析儀、德國(guó)羅德與施瓦茨公司產(chǎn)ESMD型監(jiān)測(cè)接收機(jī)；成都點(diǎn)陣科技有限公司的無線電監(jiān)測(cè)裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種利用無線電頻譜監(jiān)測(cè)裝置測(cè)得的頻譜圖數(shù)據(jù)進(jìn)行信號(hào)測(cè)向的利用瞬時(shí)頻譜幅度分布頻次數(shù)據(jù)的無線電測(cè)向方法。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的
本發(fā)明基于實(shí)時(shí)頻譜分析的多信號(hào)測(cè)向方法，定向天線與天線方位角測(cè)量裝置、無線電頻譜監(jiān)測(cè)裝置連接，微處理器與無線電頻譜監(jiān)測(cè)裝置，天線方位角測(cè)量裝置、顯示器和存貯器連接，其監(jiān)測(cè)步驟如下
(1)微處理器啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)程序，從無線電頻譜監(jiān)測(cè)裝置讀取數(shù)據(jù)，在顯示器上形成橫軸為 m，縱軸為n，有mXn個(gè)像素點(diǎn)的頻譜圖形，m對(duì)應(yīng)信號(hào)中頻率fx，η對(duì)應(yīng)信號(hào)強(qiáng)度hx，像素點(diǎn)的顏色由接收的無線電信號(hào)的強(qiáng)度hx出現(xiàn)的概率P決定，P為0—100%，讀取的數(shù)據(jù)有為無線電頻譜監(jiān)測(cè)裝置設(shè)置的頻率f，測(cè)量顯寬S，像素點(diǎn)的縱軸座標(biāo)hx對(duì)應(yīng)的無線電信號(hào)強(qiáng)度出現(xiàn)的概率P，天線方位角測(cè)量裝置的天線方位角α，α =0-359°，
(2)人工選擇顯示器上的頻譜圖形上某一點(diǎn)，其坐標(biāo)為(k，j)，該點(diǎn)的fX=f\+(KXS)/ nuf^f— S/2，無線電頻譜監(jiān)測(cè)裝置測(cè)量的強(qiáng)度范圍為Ill到I^h1I2為常數(shù)，由無線電頻譜監(jiān)測(cè)裝置設(shè)定，該點(diǎn)強(qiáng)度hx= V (jXhs)/n,hs= Ii2-Ill，存貯器存貯K，J，fx，P，hx，α ,
(3)天線每旋轉(zhuǎn)1°，微處理器自動(dòng)選擇在顯示屏頻譜圖形上的m，fx不變，Jx為ο—J 中一點(diǎn)，該點(diǎn)為強(qiáng)度出現(xiàn)概率I3X首次在P-10%到p+10%的點(diǎn)，存貯器存貯一組該點(diǎn)hx，α 數(shù)據(jù)，(4)重復(fù)步驟(3)，天線旋轉(zhuǎn)360°后，微處理器從存貯的360組數(shù)據(jù)中選擇hx最大的一組，作為最終測(cè)向結(jié)果。本發(fā)明利用已有的無線電頻譜監(jiān)測(cè)裝置測(cè)得的頻譜圖數(shù)據(jù)和天線方位角數(shù)據(jù)測(cè)向，大大提高了便攜式測(cè)向裝置的測(cè)向精度，可對(duì)不同瞬時(shí)發(fā)射概率的同頻信號(hào)進(jìn)行測(cè)向。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的測(cè)向系統(tǒng)有定向天線與天線方位角測(cè)量裝置、無線電頻譜監(jiān)測(cè)裝置連接，微處理器與無線電頻譜監(jiān)測(cè)裝置，天線方位角測(cè)量裝置，顯示器和存貯器連接。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)，本例中為H600型便攜式頻譜分析儀。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)。本例中為電子羅盤。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，下同)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)的信號(hào)瞬時(shí)頻譜幅度分布頻次數(shù)據(jù)，執(zhí)行數(shù)據(jù)處理，完成對(duì)一定瞬時(shí)發(fā)射時(shí)間占用率信號(hào)的比幅測(cè)向。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)裝置通過控制線與微處理器連接，微處理器與顯示器、存貯器連接。得到示相度的具體步驟描述如下
(1)微處理器啟動(dòng)對(duì)無線電頻譜監(jiān)測(cè)裝置和天線方位角測(cè)量裝置的驅(qū)動(dòng)程序，使得這兩種裝置處于受控狀態(tài)；通過人機(jī)界面設(shè)置系統(tǒng)的測(cè)量參數(shù)，并將相關(guān)的頻率f、顯寬S數(shù)據(jù)傳輸?shù)綗o線電頻譜監(jiān)測(cè)裝置，同時(shí)將初始化命令發(fā)送到天線方位角測(cè)量裝置。(2)從無線電頻譜監(jiān)測(cè)裝置循環(huán)讀取數(shù)字熒光譜數(shù)據(jù)，假設(shè)每一幀都為m X η的二維數(shù)組，在顯示器上依次描繪出m X η個(gè)像素大小的圖形，每個(gè)像素點(diǎn)和信號(hào)強(qiáng)度hs出現(xiàn)的概率值P—一對(duì)應(yīng)，像素點(diǎn)的顏色由概率值大小決定，顏色越紅表示概率越大，具體的對(duì)應(yīng)關(guān)系為赤(100%)橙(80%)黃(64%)綠(48%)青(32%)藍(lán)(16%)黑(0%)。(3)使用者可以根據(jù)顯示器上二維圖形的色彩分布來判斷是否有未知信號(hào)或感興趣的信號(hào)，并選擇屏幕上某一像素點(diǎn)，假設(shè)該點(diǎn)的二維坐標(biāo)為(k，j)。若當(dāng)前測(cè)量的中心頻率為f，顯寬為S。顯然，起始頻率fl=f_(s/2)。若當(dāng)前無線電頻譜監(jiān)測(cè)裝置的信號(hào)強(qiáng)度測(cè)量范圍由hi到h2，最大測(cè)量信號(hào)強(qiáng)度與最小測(cè)量信號(hào)強(qiáng)度的差值hs=h2-hl。由此可得，二維圖形橫軸上第的k個(gè)像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的頻率fx可以推算出，fx=fl+ ((kX s) /m)。微處理器記錄下該像素點(diǎn)坐標(biāo)k，對(duì)應(yīng)無線電頻率值fx及該坐標(biāo)點(diǎn)上色塊代表的強(qiáng)度hx出現(xiàn)概率(發(fā)射時(shí)間占用率)P。(4)發(fā)送旋轉(zhuǎn)命令至天線方位角測(cè)量裝置，使其帶動(dòng)定向天線旋轉(zhuǎn)360度。每旋轉(zhuǎn) 1度，采集1組數(shù)字熒光譜數(shù)據(jù)，并在fx處尋找概率P相似的信號(hào)的強(qiáng)度。方法為在橫坐標(biāo) k處遍歷縱坐標(biāo)上的所有數(shù)據(jù)，找到信號(hào)強(qiáng)度出現(xiàn)概率Px首次在ρ附近(p-10%到p+10%) 的數(shù)據(jù)，假設(shè)對(duì)應(yīng)的縱坐標(biāo)值為jx，Jx=I—J，若當(dāng)前無線電頻譜監(jiān)測(cè)裝置的信號(hào)強(qiáng)度測(cè)量范圍由hi到h2，最大測(cè)量信號(hào)強(qiáng)度與最小測(cè)量信號(hào)強(qiáng)度的差值hs=h2-hl，則縱軸上的第Jx
4個(gè)像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的信號(hào)強(qiáng)度hX=hl+((JXXhs)/n)。在存儲(chǔ)器中成對(duì)的記錄下此信號(hào)強(qiáng)度hx 和當(dāng)前天線所指向的方位角a。這樣，存儲(chǔ)器中每1個(gè)角度值就有1個(gè)對(duì)應(yīng)的信號(hào)強(qiáng)度值， 一共360組。(5)天線方位角測(cè)量裝置完成360度的旋轉(zhuǎn)后，處理器在采集到的360個(gè)信號(hào)強(qiáng)度值數(shù)據(jù)中尋找到最大的1個(gè)，并將其對(duì)應(yīng)的角度值顯示到顯示器上，作為最終的測(cè)向結(jié)果。通過上述步驟，無線電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)就能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)同頻、不同瞬時(shí)發(fā)射概率的信號(hào)進(jìn)行選擇性測(cè)向或多信號(hào)同時(shí)測(cè)向。
權(quán)利要求
1.利用瞬時(shí)頻譜幅度分布頻次數(shù)據(jù)的無線電測(cè)向方法，其特征在于定向天線與天線方位角測(cè)量裝置、無線電頻譜監(jiān)測(cè)裝置連接，微處理器與無線電頻譜監(jiān)測(cè)裝置，天線方位角測(cè)量裝置、顯示器和存貯器連接，其監(jiān)測(cè)步驟如下(1)微處理器啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)程序，從無線電頻譜監(jiān)測(cè)裝置讀取數(shù)據(jù)，在顯示器上形成橫軸為 m，縱軸為n，有mXn個(gè)像素點(diǎn)的頻譜圖形，m對(duì)應(yīng)信號(hào)中頻率fx，η對(duì)應(yīng)信號(hào)強(qiáng)度hx，像素點(diǎn)的顏色由接收的無線電信號(hào)的強(qiáng)度hx出現(xiàn)的概率P決定，P為0—100%，讀取的數(shù)據(jù)有為無線電頻譜監(jiān)測(cè)裝置設(shè)置的頻率f，測(cè)量顯寬S，像素點(diǎn)的縱軸座標(biāo)hx對(duì)應(yīng)的無線電信號(hào)強(qiáng)度出現(xiàn)的概率P，天線方位角測(cè)量裝置的天線方位角α，α =0-359°，(2)人工選擇顯示器上的頻譜圖形上某一點(diǎn)，其坐標(biāo)為(k，j)，該點(diǎn)的fX=f\+(KXS)/ nuf^f— S/2，無線電頻譜監(jiān)測(cè)裝置測(cè)量的強(qiáng)度范圍為Ill到I^hph2為常數(shù)，由無線電頻譜監(jiān)測(cè)裝置設(shè)定，該點(diǎn)強(qiáng)度hx= V (jXhs)/n,hs= Ii2-Ii1，存貯器存貯K，J，fx，P，hx，α ,(3)天線每旋轉(zhuǎn)1°，微處理器自動(dòng)選擇在顯示屏頻譜圖形上的m，fx不變，Jx為ο—J 中一點(diǎn)，該點(diǎn)為強(qiáng)度出現(xiàn)概率Px首次在P-10%到p+10%的點(diǎn)，存貯器存貯一組該點(diǎn)hx，α 數(shù)據(jù)，(4)重復(fù)步驟(3)，天線旋轉(zhuǎn)360°后，微處理器從存貯的360組數(shù)據(jù)中選擇hx最大的一組，作為最終測(cè)向結(jié)果。
全文摘要
本發(fā)明為利用瞬時(shí)頻譜幅度分布頻次數(shù)據(jù)的無線電測(cè)向方法，解決同步，不同瞬時(shí)發(fā)射概率的信號(hào)的測(cè)向問題，其監(jiān)測(cè)步驟如下(1)在顯示器上形成橫軸為m，縱軸為n，有m×n個(gè)像素點(diǎn)的頻譜圖形，像素點(diǎn)的顏色由接收的無線電信號(hào)的強(qiáng)度出現(xiàn)的概率P決定，m對(duì)應(yīng)信號(hào)中頻率fx出現(xiàn)的概率，n對(duì)應(yīng)強(qiáng)度hx出現(xiàn)的概率，(2)人工根據(jù)色彩選擇顯示屏上的頻譜圖形上某一點(diǎn)，坐標(biāo)為(k，j)，該點(diǎn)的fx=f1+(K×S)/m，f1=f—S/2，強(qiáng)度hx=h1+(j×hs)/n，hs=h2-h1，存貯器存貯K，J，fx，P，hx，α，(3)天線每旋轉(zhuǎn)1°，微處理器選擇譜圖形上fx不變，首次出現(xiàn)的強(qiáng)度概率Px為P-10%到P+10%中的一點(diǎn)，存貯該點(diǎn)(m，jx)的hx和a，Jx=o—J，(4)天線旋轉(zhuǎn)360°后，微處理器從存貯的360組數(shù)據(jù)中選擇hx最大的一組，作為最終測(cè)向結(jié)果。
文檔編號(hào)G01S3/14GK102288936SQ20111020977
公開日2011年12月21日 申請(qǐng)日期2011年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月26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