李昌

摘 要： 復(fù)雜航空網(wǎng)絡(luò)中小型偵察機(jī)在執(zhí)行任務(wù)時(shí)電磁頻區(qū)域具有較低的隱蔽性，使得電磁碰撞區(qū)域特征容易遭到破壞和丟棄，導(dǎo)致依據(jù)迭代分類(lèi)檢測(cè)方法無(wú)法針對(duì)復(fù)雜航空網(wǎng)絡(luò)中小型偵察機(jī)變化的電磁碰撞特征點(diǎn)做出準(zhǔn)確分類(lèi)過(guò)程，檢測(cè)存在缺陷。提出基于區(qū)域碰撞預(yù)判的復(fù)雜航空網(wǎng)絡(luò)小型偵察機(jī)電磁碰撞干擾區(qū)檢測(cè)方法，提取電磁碰撞干擾信號(hào)特征。采集多個(gè)電磁碰撞干擾信號(hào)特征點(diǎn)，依據(jù)復(fù)雜航空網(wǎng)絡(luò)中小型偵察機(jī)通信信號(hào)中特有的屬性特征，經(jīng)過(guò)求同特征劃分得到電磁碰撞區(qū)域的相關(guān)信號(hào)特征區(qū)域，計(jì)算電磁碰撞信號(hào)點(diǎn)區(qū)域中的二維位置。通過(guò)運(yùn)算獲取電磁碰撞信號(hào)中產(chǎn)生碰撞點(diǎn)的位置坐標(biāo)，依據(jù)碰撞點(diǎn)的位置分析沖突的位置，運(yùn)用多電磁碰撞信號(hào)迭代計(jì)算，完成對(duì)復(fù)雜航空網(wǎng)絡(luò)中小型偵察機(jī)電磁碰撞干擾區(qū)域的檢測(cè)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，相對(duì)傳統(tǒng)方法，此方法能更好地完成干擾區(qū)檢測(cè)定位，效果較好。

關(guān)鍵詞： 小型偵察機(jī)； 電磁碰撞； 干擾區(qū)域； 檢測(cè)模型

中圖分類(lèi)號(hào)： TN915.06?34； TP391.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2016）04?0034?03

Abstract： The electromagnetic frequency domain has low concealment when the small and medium size reconnaissance plane executes a mission， which is easy to destroy and discard the feature of the electromagnetic collision area， and may cause that the exact classification for the varying electromagnetic collision feature point of the small and medium reconnaissance plane in complicated aviation network cant be made by the traditional detection method based on iteration classification， so the detection has defects. The detection method of electromagnetic collision interference area based on area collision prediction for small reconnaissance plane in complicated aviation network is proposed to extract the characteristics of the electromagnetic collision interference signal， and collect the multiple feature points of the electromagnetic collision interference signal. According to the proper attributive character of small and medium size reconnaissance plane communication signals in complicated aviation network， the relevant signal characteristic location of the electromagnetic collision area is obtained by dividing the seeking common characteristic. The two?dimensional position in the area of electromagnetic collision signal point is calculated to get the position coordinates of conflict points. The iterative calculation of multiple electromagnetic collision signals is used to accomplish the detection of electromagnetic collision interference area of small and medium size reconnaissance plane in complicated aviation network. The experimental results show that， in comparison with the traditional methods， the proposed method can better fulfill the detection and positioning of the interference area， and has more perfect effects.

Keywords： small reconnaissance plane； electromagnetic collision； interference area； detection model

0 引 言

隨著通信和電子技術(shù)的不斷發(fā)展，電子產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域逐漸增加，使得電磁能量急劇增加，電磁環(huán)境日益復(fù)雜，導(dǎo)致復(fù)雜航空網(wǎng)絡(luò)中小型偵察機(jī)執(zhí)行任務(wù)的電磁環(huán)境，發(fā)生電磁碰撞干擾概率增加，影響復(fù)雜航空網(wǎng)絡(luò)中各種設(shè)備間信號(hào)通信的順利運(yùn)行[1]。因此，尋求有效方法，準(zhǔn)確檢測(cè)復(fù)雜航空網(wǎng)絡(luò)中小型偵察機(jī)電磁碰撞干擾區(qū)域，對(duì)于確保復(fù)雜航空網(wǎng)絡(luò)中小型偵察機(jī)設(shè)備信號(hào)的發(fā)送和傳遞的有效性和安全，使其順利完成偵察任務(wù)具有重要意義[2?3]。由于復(fù)雜航空網(wǎng)絡(luò)中小型偵察機(jī)電磁頻區(qū)域具有較低的隱蔽性，使得電磁碰撞區(qū)域特征容易遭到破壞和丟棄，導(dǎo)致傳統(tǒng)依據(jù)電磁碰撞特征點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡自適應(yīng)模糊聚類(lèi)方法[4?5]，無(wú)法針對(duì)變化的電磁碰撞特征點(diǎn)，完成電磁碰撞區(qū)域的準(zhǔn)確檢測(cè)，存在較大的弊端。

1 基于碰撞思維的小型偵察機(jī)電磁碰撞干擾區(qū)

檢測(cè)方法的提出

1.1 碰撞檢測(cè)特征的提取與碰撞區(qū)域的設(shè)定

復(fù)雜航空網(wǎng)絡(luò)中小型偵察機(jī)通信時(shí)，出現(xiàn)的干擾信號(hào)源有很多種類(lèi)型。最常見(jiàn)的有同頻干擾和虛假干擾兩種，這兩種都含有相應(yīng)產(chǎn)生源的抗干擾信號(hào)。由于干擾信號(hào)和發(fā)送返回信號(hào)之間具有相關(guān)聯(lián)系，因此具有特征提取的功能。復(fù)雜航空網(wǎng)絡(luò)中小型偵察機(jī)電磁干擾信號(hào)提取須經(jīng)過(guò)相應(yīng)的甄選、分配和控制處理等操作，操作損耗的時(shí)間由相應(yīng)處理器效率決定。提取電磁信號(hào)干擾特征與信號(hào)回波間具有相對(duì)的間隔時(shí)間，假設(shè)在復(fù)雜航空網(wǎng)絡(luò)中小型偵察機(jī)的電磁碰撞干擾信號(hào)比正常信號(hào)慢[F]個(gè)脈沖，則可產(chǎn)生一個(gè)碰撞特征，具體方法如下：

式中：[m]為復(fù)雜航空網(wǎng)絡(luò)中小型偵察機(jī)電磁碰撞干擾器件傳送信號(hào)相對(duì)于正常信號(hào)在慢范圍中落后的脈沖量，[m=F，]2，[l，][M+F；][s（t，um-f）]是目標(biāo)傳遞的信號(hào)；[σn]用于描述干擾器件對(duì)沒(méi)有界限信號(hào)的幅度調(diào)控，[n=1，]2，[…，][N。]利用上述方法，可以完成對(duì)電磁碰撞干擾信號(hào)的提取。

復(fù)雜航空網(wǎng)絡(luò)中小型偵察機(jī)電磁碰撞檢測(cè)算法的首要條件是對(duì)相應(yīng)的信號(hào)特征區(qū)域進(jìn)行規(guī)劃，利用提取的[N]個(gè)電磁碰撞信號(hào)特征點(diǎn)建造相應(yīng)的特征庫(kù)。其中，分割特征庫(kù)是利用電磁碰撞通信信號(hào)中特有的屬性特征，通過(guò)計(jì)算求出同特征來(lái)完成。得到復(fù)雜航空網(wǎng)絡(luò)中小型偵察機(jī)電磁碰撞通信區(qū)域的相關(guān)信號(hào)特征之后，按照相應(yīng)的規(guī)劃實(shí)行碰撞區(qū)域劃分。其需要滿(mǎn)足的條件為：

（1） 根據(jù)臨近的復(fù)雜航空網(wǎng)絡(luò)中小型偵察機(jī)的三個(gè)信號(hào)特征，建造一個(gè)虛擬的二維區(qū)間三角形，并連接所有信道二維特征的連線。

（2） 要求建造的虛擬三角形是沒(méi)有任何瑕疵的，并且反射在信號(hào)的核心區(qū)域。

（3） 復(fù)雜航空網(wǎng)絡(luò)中小型偵察機(jī)電磁碰撞信號(hào)特征改變與其他區(qū)域信道的特征位置沒(méi)有任何關(guān)系。

通過(guò)上述三個(gè)要求，即能完成對(duì)特征三角區(qū)域的分割。

1.2 基于區(qū)域碰撞預(yù)判的小型偵察機(jī)干擾區(qū)檢測(cè)

對(duì)復(fù)雜航空網(wǎng)絡(luò)中小型偵察機(jī)電磁碰撞通信區(qū)域的分割完成之后，就能研究電磁碰撞產(chǎn)生的信號(hào)碰撞。

假設(shè)大規(guī)模的干擾信號(hào)在同一個(gè)信道里，而信道的數(shù)量又超出了一定的區(qū)域，則通過(guò)采用通信時(shí)建造的屬性模型，將那些可能發(fā)生的干擾信號(hào)提前進(jìn)行分析碰撞判斷，以實(shí)現(xiàn)干擾檢測(cè)的目的。為了確保復(fù)雜航空網(wǎng)絡(luò)中小型偵察機(jī)電磁碰撞干擾區(qū)域檢測(cè)的精度，利用1.1節(jié)求出的電磁碰撞信號(hào)區(qū)域規(guī)劃結(jié)果，求出干擾碰撞信號(hào)點(diǎn)區(qū)域中的二維位置。若相同信道內(nèi)發(fā)生沖突，則出現(xiàn)沖突的位置肯定在同一個(gè)虛擬二維區(qū)域當(dāng)中。利用計(jì)算得出電磁碰撞信號(hào)中會(huì)發(fā)生碰撞點(diǎn)的詳細(xì)位置坐標(biāo)之后，通過(guò)碰撞點(diǎn)的位置即可得知沖突的位置，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜航空網(wǎng)絡(luò)中小型偵察機(jī)電磁碰撞干擾區(qū)域的檢測(cè)。假設(shè)由復(fù)雜航空網(wǎng)絡(luò)中小型偵察機(jī)電磁碰撞不同信號(hào)類(lèi)型組成的校驗(yàn)區(qū)域用[MfNfOf]與[HzGzRz]表示，且信道中的信號(hào)區(qū)域[MfNfOf]與[HzGzRz]是帶校驗(yàn)的。假設(shè)復(fù)雜航空網(wǎng)絡(luò)中小型偵察機(jī)信道信號(hào)沖突的區(qū)域[HzGzRz]對(duì)應(yīng)到的二維虛擬區(qū)域的中線交點(diǎn)為[Pf]，那么當(dāng)其中的中線可以通過(guò)前一個(gè)校驗(yàn)區(qū)域[MfNfOf]時(shí)，即表明相應(yīng)的信道區(qū)域較易引起沖突。于是可通過(guò)[HGn]和[HWn]的符號(hào)對(duì)比結(jié)果來(lái)分析沖突的相應(yīng)種類(lèi)，估算復(fù)雜航空網(wǎng)絡(luò)中小型偵察機(jī)電磁碰撞沖突是發(fā)生于本區(qū)域還是其他區(qū)域。

式中：[HG]，[HW]映射到二維信道范圍內(nèi)的法線方向[n]分量分別是[HnG]，[HnW]。假設(shè)[HGn]與[HWn]的符號(hào)對(duì)比結(jié)果有差異，且信道[Hk]與[Hk+1]的連線同[MfNfOf]相交，則認(rèn)為存在碰撞沖突，即這里是干擾區(qū)。假設(shè)復(fù)雜航空網(wǎng)絡(luò)中小型偵察機(jī)電磁碰撞干擾下的信道三角形，同其他不同信道三角形的兩條邊相交，則認(rèn)為復(fù)雜航空網(wǎng)絡(luò)中小型偵察機(jī)電磁碰撞干擾下信道[Hf]與[Hf+1]的連線未經(jīng)過(guò)[MfNfOf]，此時(shí)[HfRf]與[MfNfOf]同樣會(huì)出現(xiàn)沖突，且存在一定的干擾，則[MfNfOf]區(qū)域則是電磁碰撞干擾區(qū)域。

上述分析方法中，通過(guò)模型提取復(fù)雜航空網(wǎng)絡(luò)中小型偵察機(jī)電磁碰撞干擾信號(hào)特征，采集多個(gè)電磁碰撞干擾信號(hào)特征點(diǎn)，依據(jù)復(fù)雜航空網(wǎng)絡(luò)中小型偵察機(jī)通信信號(hào)中特有的屬性特征，經(jīng)過(guò)求同特征劃分得到電磁碰撞區(qū)域的相關(guān)信號(hào)特征區(qū)域，計(jì)算電磁碰撞信號(hào)點(diǎn)區(qū)域中的二維位置，通過(guò)運(yùn)算獲取電磁碰撞信號(hào)中產(chǎn)生碰撞點(diǎn)的位置坐標(biāo)，依據(jù)碰撞點(diǎn)的位置分析沖突的位置，運(yùn)用多電磁碰撞信號(hào)迭代計(jì)算，完成對(duì)復(fù)雜航空網(wǎng)絡(luò)中小型偵察機(jī)電磁碰撞干擾區(qū)域的檢測(cè)。

2 實(shí)驗(yàn)與分析

圖1是信號(hào)在干擾區(qū)內(nèi)的波形以及頻譜，為了模擬網(wǎng)絡(luò)中電磁碰撞干擾，實(shí)驗(yàn)在式（4）中融入了不同頻率的正弦波背景信號(hào)，如圖2所示描述了融入背景信號(hào)的電磁碰撞干擾時(shí)域信號(hào)和頻譜。分析圖2可得，網(wǎng)絡(luò)中碰撞信號(hào)被背景信號(hào)覆蓋，頻譜圖中也可看出不同的電磁碰撞干擾信號(hào)。

采用本文方法和傳統(tǒng)的分區(qū)迭代方法分別對(duì)上述復(fù)雜航空網(wǎng)絡(luò)中小型偵察機(jī)電磁碰撞信號(hào)進(jìn)行分析，樣本點(diǎn)數(shù)為1 000點(diǎn)，采樣時(shí)間間隔是0.5 μs，兩種方法檢測(cè)到的復(fù)雜航空網(wǎng)絡(luò)中小型偵察機(jī)電磁碰撞干擾信號(hào)分別如圖3和圖4所示。分析圖3和圖4可以看出，本文方法能夠從窄帶干擾中，準(zhǔn)確檢測(cè)復(fù)雜航空網(wǎng)絡(luò)中小型偵察機(jī)電磁碰撞干擾信號(hào)，同圖1中給出的復(fù)雜航空網(wǎng)絡(luò)中小型偵察機(jī)電磁碰撞干擾信號(hào)最為貼近，不受背景信號(hào)的影響。而傳統(tǒng)方法檢測(cè)到的復(fù)雜航空網(wǎng)絡(luò)中小型偵察機(jī)電磁碰撞干擾信號(hào)仍然存在有大部分淹沒(méi)在背景信號(hào)中。說(shuō)明本文方法可對(duì)復(fù)雜航空網(wǎng)絡(luò)中小型偵察機(jī)電磁碰撞干擾信號(hào)進(jìn)行準(zhǔn)確檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)電磁碰撞干擾區(qū)的有效采集，具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

3 結(jié) 語(yǔ)

本文提出了一種基于區(qū)域碰撞預(yù)判的復(fù)雜航空網(wǎng)絡(luò)中小型偵察機(jī)電磁碰撞干擾區(qū)檢測(cè)方法。提取電磁碰撞干擾信號(hào)特征，采集多個(gè)電磁碰撞干擾信號(hào)特征點(diǎn)。依據(jù)復(fù)雜航空網(wǎng)絡(luò)中小型偵察機(jī)通信信號(hào)中特有的屬性特征，經(jīng)過(guò)求同特征劃分得到電磁碰撞區(qū)域的相關(guān)信號(hào)特征區(qū)域，計(jì)算電磁碰撞信號(hào)點(diǎn)區(qū)域中的二維位置。通過(guò)運(yùn)算獲取電磁碰撞信號(hào)中產(chǎn)生碰撞點(diǎn)的位置坐標(biāo)，依據(jù)碰撞點(diǎn)的位置分析沖突的位置，運(yùn)用多電磁碰撞信號(hào)迭代計(jì)算，完成對(duì)復(fù)雜航空網(wǎng)絡(luò)中小型偵察機(jī)電磁碰撞干擾區(qū)域的檢測(cè)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明，所提方法能較好地完成干擾區(qū)檢測(cè)定位，效果較好。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳煒?lè)澹瑒ド?，周?電磁兼容及其測(cè)試技術(shù)[J].電子測(cè)量技術(shù)，2008（1）：101?104.

[2] 吳冬燕.電磁兼容檢測(cè)與優(yōu)化[J].電子測(cè)量技術(shù)，2010（3）：9?12.

[3] 賀興，艾芊，解大.基于有線/無(wú)線混合模式的微電網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)的研究與開(kāi)發(fā)[J].低壓電器，2010（12）：20?25.

[4] 張鵬，王潤(rùn)生.基于視點(diǎn)轉(zhuǎn)移和視區(qū)追蹤的圖像顯著區(qū)域檢測(cè)[J].軟件學(xué)報(bào)，2004，15（6）：891?898.

[5] 張百新.基于Matlb的單相電路諧波檢測(cè)方法的對(duì)比分析[J].科技通報(bào)，2013，29（5）：111?114.

[6] 王新增，劉佳楠，肖金保，等.基于粒子群算法的電磁頻率分配方法研究[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2013，36（17）：5?8.