無線電測向技術(shù)——測向解決方案
快速簡便地測向、分析一些頗具挑戰(zhàn)的信號,如寬帶信號或短暫信號,需要測向機(jī)能夠精準(zhǔn)同步地處理大量頻道。
這種處理方式特別適用于未知頻率上的瞬時信號,例如:跳頻、猝發(fā)、GSM、CDMA等信號。
對于嚴(yán)重重疊的信號或密集信號,則需要測向機(jī)具備極高的信道分辨率、鄰道抑制和高速掃描的能力。采用最新的三通道測向技術(shù),并在高分辨率功能的支持下,即使面對復(fù)雜的寬帶信號,測向機(jī)也能準(zhǔn)確截獲并對其進(jìn)行分析。這得益于更寬的FFT 實(shí)時帶寬、改進(jìn)的測量評估功能和極高的掃描速度,使測向機(jī)能夠在極短的時間內(nèi)有效完成任務(wù)。
測向準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性
測向機(jī)的測向準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性在字面上的含義是非常容易理解的,然而,真正探究測向機(jī)的這些性能卻并非易事。雖然許多產(chǎn)品樣本上都或多或少地定義了“儀器精度”和“系統(tǒng)精度”,也給出了一些指標(biāo)數(shù)值,但這僅為參考數(shù)據(jù),因?yàn)樗鼈儾话鎸?shí)電磁環(huán)境的影響。
表1分析了這兩項(xiàng)參數(shù),并且提出了羅德與施瓦茨公司(R&S)的新建議。
本文考慮一個圓形天線陣,其直徑越大,抗反射的能力越強(qiáng)。圖1展示了在處理同樣的反射波干擾時,寬孔徑天線比窄孔徑給出更高的精確度。圖1 圓形天線陣對反射波干擾的處理
事實(shí)上,為了避免測向模糊性,天線振子間的距離是有限制的。所以,對于任一頻率的天線孔徑取決于天線振子的數(shù)量。
圖2比較了振子間距離相同的分別具有5和9個振子的兩副測向天線??梢钥闯觯炀€振子越多,測向天線就具有更高的測向準(zhǔn)確度、靈敏度和抗波前失真能力?;谶@種原因,Rohde&Schwarz總是盡量使用更多的振子。有數(shù)據(jù)表明,羅德與施瓦茨公司的帶有9個振子的測向系統(tǒng)在總體測向精度指標(biāo)上,優(yōu)于帶有5個振子的測向系統(tǒng)2~3倍,另外,其測向值的穩(wěn)定性相應(yīng)提高。
圖2 不同振子的測向天線比較
低截獲信號與預(yù)分類器分析
1 測向/定位低截獲概率信號
在測向和定位無線電信號過程中,經(jīng)常遇到低截獲概率的信號。具有下列特性的信號,對于任何測向機(jī)來說都是一個很大的挑戰(zhàn):
◆ 跳頻網(wǎng)絡(luò)通信網(wǎng)絡(luò)中,大量電臺并行工作;
◆ 大范圍的跳頻,如數(shù)百兆赫茲(MHz);
◆ 在數(shù)百兆赫茲(MHz)的寬頻譜上存在短脈沖信號;
◆ 信號密集環(huán)境中的短脈沖。
這些信號很難通過操作員手工截獲,必須通過具有自動處理大量數(shù)據(jù)能力的設(shè)備,例如:預(yù)分類器。另外,為了發(fā)現(xiàn)此類信號的發(fā)射機(jī),需要同步掃描測向網(wǎng)絡(luò)。
2 短時信號的截獲概率
以下詳細(xì)列出了短時信號的不同發(fā)射時間對應(yīng)100 MHz掃描的截獲概率(POI)。
◆ 發(fā)射機(jī)參數(shù):
信道間隔 25 kHz;
跳頻范圍 50 MHz;
跳速 300 Hops/s and 1000 Hops/s。
◆ 測向機(jī)參數(shù):
掃描范圍 100 MHz / 200 MHz / 500 MHz;
信道間隔100 kHz。
圖3 DDF05E截獲概率
圖3顯示了在不同掃描范圍(100 MHz、200 MHz、500 MHz)條件下,DDF
3 預(yù)分類器
預(yù)選器的功能是:自動偵查和分類所有重要信號。其工作原理是:首先測量所有在靜噪電平之上的信號帶寬、發(fā)射時間和其他技術(shù)參數(shù);然后,用軟件比較分析這些信號與在內(nèi)存中的其他信號的相似性。從而測向系統(tǒng)即可對這些信號進(jìn)行分類:
* 信號類型——跳頻,線性調(diào)頻脈沖或脈沖;
* 方位角和仰角(HF);
* 信號帶寬;
* 信號中心頻率;
* 信號的發(fā)射時間;
* … 。
并且,在頻譜窗口標(biāo)記出所有的預(yù)分類信號以便于觀察。
預(yù)分類器具有兩個優(yōu)點(diǎn):
(1) 測向機(jī)在掃描時收集的海量信息壓縮為需要的關(guān)鍵信息。由于數(shù)據(jù)量減少很多,當(dāng)一個網(wǎng)絡(luò)中所有測向機(jī)需要聯(lián)合定位時,不需要高速數(shù)據(jù)連接。
(2) 自動分類。相對于操作員的人工分類節(jié)省了大量時間。
評論