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无线电测向技术测向解决方案通信网络

发布时间:2019-11-26 18:48:01

无线电测向技术:测向解决方案 - 通信/络 - 电子工程

快速简便地测向、分析一些颇具挑战的信号,如宽带信号或短暂信号,需要测向机能够精准同步地处理大量频道。

这种处理方式特别适用于未知频率上的瞬时信号,例如:跳频、猝发、GSM、CDMA等信号。

对于严重重叠的信号或密集信号,则需要测向机具备极高的信道分辨率、邻道抑制和高速扫描的能力。采用最新的三通道测向技术,并在高分辨率功能的支持下,即使面对复杂的宽带信号,测向机也能准确截获并对其进行分析。这得益于更宽的FFT 实时带宽、改进的测量评估功能和极高的扫描速度,使测向机能够在极短的时间内有效完成任务。

测向准确度和稳定性

测向机的测向准确度和稳定性在字面上的含义是非常容易理解的,然而,真正探究测向机的这些性能却并非易事。虽然许多产品样本上都或多或少地定义了“仪器精度”和“系统精度”,也给出了一些指标数值,但这仅为参考数据,因为它们不包含真实电磁环境的影响。

表1分析了这两项参数,并且提出了罗德与施瓦茨公司(R S)的新建议。

本文考虑一个圆形天线阵,其直径越大,抗反射的能力越强。图1展示了在处理同样的反射波干扰时,宽孔径天线比窄孔径给出更高的精确度。

图1 圆形天线阵对反射波干扰的处理

事实上,为了避免测向模糊性,天线振子间的距离是有限制的。所以,对于任一频率的天线孔径取决于天线振子的数量。

图2比较了振子间距离相同的分别具有5和9个振子的两副测向天线。可以看出,天线振子越多,测向天线就具有更高的测向准确度、灵敏度和抗波前失真能力。基于这种原因,Rohde Schwarz总是尽量使用更多的振子。有数据表明,罗德与施瓦茨公司的带有9个振子的测向系统在总体测向精度指标上,优于带有5个振子的测向系统2~3倍,另外,其测向值的稳定性相应提高。

图2 不同振子的测向天线比较

低截获信号与预分类器分析

1 测向/定位低截获概率信号

在测向和定位无线电信号过程中,经常遇到低截获概率的信号。具有下列特性的信号,对于任何测向机来说都是一个很大的挑战:

◆ 跳频络通信络中,大量电台并行工作;

◆ 大范围的跳频,如数百兆赫兹(MHz);

◆ 在数百兆赫兹(MHz)的宽频谱上存在短脉冲信号;

◆ 信号密集环境中的短脉冲。

这些信号很难通过操作员手工截获,必须通过具有自动处理大量数据能力的设备,例如:预分类器。另外,为了发现此类信号的发射机,需要同步扫描测向络。

2 短时信号的截获概率

以下详细列出了短时信号的不同发射时间对应100 MHz扫描的截获概率(POI)。

◆ 发射机参数:

信道间隔 25 kHz;

跳频范围 50 MHz;

跳速 300 Hops/s and 1000 Hops/s。

◆ 测向机参数:

扫描范围 100 MHz / 200 MHz / 500 MHz;

信道间隔100 kHz。

图3 DDF05E截获概率

图3显示了在不同扫描范围(100 MHz、200 MHz、500 MHz)条件下,DDF05E的截获概率。

3 预分类器

预选器的功能是:自动侦查和分类所有重要信号。其工作原理是:首先测量所有在静噪电平之上的信号带宽、发射时间和其他技术参数;然后,用软件比较分析这些信号与在内存中的其他信号的相似性。从而测向系统即可对这些信号进行分类:

* 信号类型——跳频,线性调频脉冲或脉冲;

* 方位角和仰角(HF);

* 信号带宽;

* 信号中心频率;

* 信号的发射时间;

* … 。

并且,在频谱窗口标记出所有的预分类信号以便于观察。

预分类器具有两个优点:

(1) 测向机在扫描时收集的海量信息压缩为需要的关键信息。由于数据量减少很多,当一个络中所有测向机需要联合定位时,不需要高速数据连接。

(2) 自动分类。相对于操作员的人工分类节省了大量时间。

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