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1、2009年10月 无线电监测对象的监测方法 张小飞 无线电监测对象的监测方法 一、针对信号的监测定位能力各因素探讨 二、针对信号的监测定位方法探讨 三、针对大型活动无线电监测思路探讨 无线电监测对象的监测方法 一、针对信号的监测定位能力各因素探讨 二、针对信号的监测定位方法探讨 三、针对大型活动无线电监测思路探讨 一、针对信号的监测定位能力各因素探讨 1、幅度因素 2、带宽因素 3、时间因素 4、极化因素 5、信号的方向性 一、针对信号的监测定位能力各因素探讨 1、幅度因素 2、带宽因素 3、时间因素 4、极化因素 5、信号的方向性 1、幅度因素 a. 监测设备灵敏度 接收机灵敏度：三要素（带
2、宽、所需信噪比、噪声系数）的影 响 Simin = -174+ 10 log B + NF +（So/No）min b. 测向灵敏度 在给定测向时间（ms/s）和允许摆动范围的前提下，能实 施测向的最小信号电平。 放宽测向时间和摆动范围的要求，能够提升测向灵敏度。 测向灵敏度与信噪比、积分时间、测向带宽的关系 1、幅度因素 c. 监测天线增益 全向天线（半波偶极子/锥形）：增益较低，带宽宽 方向性天线（对数周期，八木，喇叭）：增益高但有方向性 根据监测任务不同，选用不同天线 d. 目标与监测站的距离 监测站的覆盖范围对于不同场强，不同频率的信号是不同的 对于小信号监测能力可视环境采用相应模型对
3、覆盖进行估算（奥村模型 、电联建议（P.1546）、自由传播） e. 目标的功率 大信号：广播、电视 小信号：手机上行、对讲机 一、针对信号的监测定位能力各因素探讨 1、幅度因素 2、带宽因素 3、时间因素 4、极化因素 5、信号的方向性 2、带宽因素 a. 监测设备的实时带宽 接收机（ESMB、EMx50、PR100等） 矢量分析仪、黑鸟等 台式/手持式频谱仪（RBW扫描） 测向接收机（190、195、05M、05E、ESMERALDA、XE） b. 监测对象的带宽 传统信号:（语音、模拟） 数字信号: 数字电视信号（2/8/16MHz、 OFDM 、 QAM16/32） 移动通信信号（GS
4、M/200KHz、CDMA/1.23MHz、 TD-SCDMA/1.6MHz、WCDMA/5MHz） 宽带无线接入 （WLAN/22MHz） 脉冲雷达：气象、航空导航（一/二次雷达、DME） 理想情况：监测设备的实时带宽信号带宽或跳频/频率漂移范围 2、带宽因素 2、带宽因素 2、带宽因素 2、带宽因素 d.测向 什么是宽带信号？ C:C:光速、光速、D D：天线单元间最大基线：天线单元间最大基线 宽带信号：宽带信号：f Ff F 2、带宽因素 时间： t A A2 2 A A1 1 D D 入射电波入射电波 当当D D 时，由于周期性，时，由于周期性，会产生相位相位模糊，因此影响计算 结果，
5、使得产生误差。因此测向天线阵列尺寸与测向频段是要相互匹 配的。 2、带宽因素 常规窄带信号： 宽带信号： 信号高信号高/ /低频成分在低频成分在 t t 时间内通过基线所引起的相位差虽有不同时间内通过基线所引起的相位差虽有不同 ，但是变化很小，因此整个带宽，但是变化很小，因此整个带宽2 f 2 f 内所有点相位差基本恒定。通内所有点相位差基本恒定。通 过时域处理就能对波达方向进行估计，过时域处理就能对波达方向进行估计， 信号高信号高/ /低频成分在低频成分在 t t 时间内通过基线所引起的相位差相对窄带时间内通过基线所引起的相位差相对窄带 信号变化大，整个带宽信号变化大，整个带宽2 f 2 f
6、 内相位差恒定性相对窄带信号差一些。内相位差恒定性相对窄带信号差一些。 考虑到基线与波长因素可能引起的相位模糊，不能像窄带情形那样考虑到基线与波长因素可能引起的相位模糊，不能像窄带情形那样 ，通过时域处理就能对波达方向进行估计，而必须先对信号进行离，通过时域处理就能对波达方向进行估计，而必须先对信号进行离 散傅立叶变换，然后在频域进行处理。散傅立叶变换，然后在频域进行处理。 对于宽带信号，窄带测向系统可以截取通带内部分宽带信号进行 测向，可以得到测向结果。 2、带宽因素 d.测向机常规测窄带信号测向 2、带宽因素 e：测向机“宽带”信号测向 2、带宽因素 2、带宽因素 一、针对信号的监测定位能
7、力各因素探讨 1、幅度因素 2、带宽因素 3、时间因素 4、极化因素 5、信号的方向性 3、时间因素 a. 监测设备的速度 频谱仪 RBW扫频方式,RBW与扫描时间成反比，RBW大， 在牺牲灵敏度及频率分辨率的基础上获得了较高速度 ；反之亦然。只有当信号的持续时间或飘移速度小于 设备扫过该段带宽的时间时，信号的频谱特征才能得 到完整的显示。 监测接收机 实时FFT、数字全景扫描（GHz）、信道扫描 测向系统 宽带（FFT）测向、扫描测向（对瞬态信号捕获能 力有限，对于相对稳定的宽带信号可以测向）、 3、时间因素 b.信号 稳态信号：常发 波形稳定 中心载波固定 功率稳定 非稳态信号：中心频率漂
8、移 带宽、功率随时间变化 波形变化（雷达） 3、时间因素 c.监测处理时间 通过增加对信号进行再处理时间,可以更好的获 取信号的特征,满足监测需求 例如: 对于低信噪比信号,可以通过循环谱相关方 法在牺牲时间的基础上提高信号信噪比,改善监测系统 灵敏度. 一、针对信号的监测定位能力各因素探讨 1、幅度因素 2、带宽因素 3、时间因素 4、极化因素 5、信号的方向性 4、极化因素 当电场强度方向垂直于地面时，此电波就称为 垂直极化波；当电场强度方向平行于地面时，此电波 就称为水平极化波。 a. 水平极化信号举例（电视、广播） 4、极化因素 b 监测天线换极化的影响 通过测量信号的水平/垂直分量获
9、得测量值 4、极化因素 c. 为什么垂直极化测向天线无法对水平极化信号测向？ 传统测向天线采用垂直极化，能否对水平极化 信号测向取决于信号水平/垂直分量相对大小。 4、极化因素 由于电波的特性，决定了水平分量传播时在贴近 地面时会在大地表面产生极化电流，极化电流因受大 地阻抗影响产生热能而使电场信号迅速衰减，而垂直 分量则不易产生极化电流，从而避免了能量的大幅衰 减，保证了信号的有效传播。 经验证明，远离在510Km以内，水平信号的水 平分量虽衰减大但是仍远大于垂直分量： 4、极化因素 4、极化因素 4、极化因素 在传播距离远离510Km后，由于水平分量衰减 速度大于垂直分量因此，信号极化趋于
10、垂直： 4、极化因素 4、极化因素 基于以上分析，对于水平极化信号可在相对较远 距离对其进行测向，近距离则可采用专用水平极化测 向天线处理。 在远距离采用水平极化测向天线由于上述原因同 样可能得不到测向结果或给出错误的结果。 一、针对信号的监测定位能力各因素探讨 1、幅度因素 2、带宽因素 3、时间因素 4、极化因素 5、信号的方向性 5、信号的方向性 a. 信号使用高方向性天线进行点到点传输的情况 -微波链路 -视频传输 -雷达 b. 对监测测向的影响 -当监测站不在传输路径上，接收到的是旁瓣信号或无法 收到信号，造成误判 -难以交绘定位 5、信号的方向性 全向信号 最优测向： 来波方向来波
11、方向 5、信号的方向性 全向信号 最优测向交会定位： 5、信号的方向性 方向性信号 最优测向： 来波方向来波方向 5、信号的方向性 方向性信号 定位及方向性判别： 通过多站交会定位位置结合接收信号的信噪比，对方向性发射信号进行初步通过多站交会定位位置结合接收信号的信噪比，对方向性发射信号进行初步 方向性判别方向性判别 无线电监测对象的监测方法 一、针对信号的监测定位能力各因素探讨 二、针对信号的监测定位方法探讨 三、针对大型活动无线电监测思路探讨 二、针对信号的监测定位方法探讨 1、信号的发现及捕获方法研究 2、对宽带信号的监测定位 3、对瞬发信号的监测定位 4、对微弱信号的监测定位 5、水平
12、极化信号监测定位 6、方向性信号监测定位 7、其他辅助判断方法 二、针对信号的监测定位方法探讨 1、信号的发现及捕获方法研究 2、对宽带信号的监测定位 3、对瞬发信号的监测定位 4、对微弱信号的监测定位 5、水平极化信号监测定位 6、方向性信号监测定位 7、其他辅助判断方法 1、信号的发现及捕获方法研究 n概述 n信号的检测 n信号的搜索式捕获 n信号特征参数的测量 n信号技术特征提取 n测向与定位 1、信号的发现及捕获方法研究 n概述 n信号的检测 n信号的搜索式捕获 n信号特征参数的测量 n信号技术特征提取 n测向与定位 1、信号的发现及捕获方法研究 概述： 对无线电信号进行监测的目的是支
13、持频谱管理 工作，为电磁频谱协调提供支撑数据，保障 合法通信业务的正常运行，并统计运行数据 ；为非法运行业务的查找确定提供支撑信息 。 监测内容 l (1). 信号的检测和捕获：在某一频段及某一时段内，检 测信号的存在性及出现规律。 l (2). 对信号的各类特征进行提取： l a. ITU参数的测量：频谱特征监测、频率测量、场强测 量、带宽测量 l b. 频率占用度测量。 l c. 技术参数及调制类型测量，信号的解调和信息的解码 l (3). 信号发射台身份的辨认：可通过信号所处 频段、a、b、c条中的一或多项综合判断。 l (4). 信号发射源位置的测定：各类测向手段 1、信号的发现及捕获方法研
