鄭志超

摘 要：當(dāng)前，無線電技術(shù)已越來越多地滲透到各個(gè)行業(yè)，其相關(guān)技術(shù)的研究也越來越重要。從無線電信號(hào)探測(cè)技術(shù)入手，考慮影響無線電信號(hào)探測(cè)的應(yīng)用相關(guān)方面，重點(diǎn)分析了無線電信號(hào)探測(cè)的工作原理，探測(cè)過程中涉及到的基本問題，探測(cè)系統(tǒng)構(gòu)成等，特別討論并分析了無線電信號(hào)探測(cè)技術(shù)在測(cè)向定位、遙控、軟件無線電臺(tái)及遙測(cè)上的應(yīng)用，最后討論了無線電信號(hào)探測(cè)未來的發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：無線電信號(hào)；探測(cè)技術(shù)；探測(cè)系統(tǒng)；測(cè)向定位

中圖分類號(hào)：TN911.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.18.046

隨著無線電技術(shù)的積累和發(fā)展，無線電信號(hào)能承載的信息越來越多，信息已經(jīng)成為當(dāng)今社會(huì)的重要資源，其應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣。因此，如何探測(cè)與識(shí)別無線電信號(hào)就顯得很重要。

1 無線電信號(hào)特征

在無線通信電路中，特別是高頻通信，要處理的無線電信號(hào)主要有高頻載波信號(hào)、基帶信號(hào)和已調(diào)信號(hào)3種。無線電信號(hào)主要有以下4個(gè)特征。

1.1 信號(hào)的時(shí)間特性

無線電信號(hào)的時(shí)間特性就是信號(hào)隨時(shí)間變化快慢的特征。其要求傳輸該信號(hào)的電路的時(shí)間與之相匹配。

1.2 信號(hào)的頻譜特性

無線電信號(hào)的頻譜特性指信號(hào)中包含各頻率成分的特殊性質(zhì)。

1.3 信號(hào)的傳播特性

無線電信號(hào)的傳播特性主要根據(jù)該無線電信號(hào)所處的頻段或波段加以區(qū)分。發(fā)射天線輻射出響應(yīng)后，會(huì)使電波的能量擴(kuò)散，使接收機(jī)只能收到其中極小的一部分；加上在傳播過程中，電波的能量會(huì)被傳播途中一些物質(zhì)所吸收而導(dǎo)致信號(hào)強(qiáng)度大大衰減。

1.4 信號(hào)的調(diào)制特性

信號(hào)的調(diào)制特性是指用調(diào)制信號(hào)控制高頻載波的相關(guān)參數(shù)，使載波信號(hào)的相應(yīng)參數(shù)隨調(diào)制信號(hào)的規(guī)律變化而變化。

2 無線電信號(hào)探測(cè)工作原理

無線電信號(hào)探測(cè)可以通過天線等射頻接收器的接收信號(hào)轉(zhuǎn)換為中頻信號(hào)，比如70 MHz的信號(hào)。通過模擬/數(shù)字芯片采樣得到數(shù)字中頻信號(hào)后，通過變頻、濾波處理后，將相應(yīng)的信號(hào)從中頻轉(zhuǎn)換到基帶中，在電腦上位機(jī)及分析信號(hào)芯片中對(duì)信號(hào)進(jìn)行相關(guān)分析，并采用相關(guān)算法進(jìn)行信號(hào)的功率頻譜估計(jì)并加以分析。在此過程中，需要比較大的實(shí)時(shí)信號(hào)處理能力來處理大量的數(shù)據(jù)傳輸處理工作，并對(duì)于無線電物理層信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。天線接收到高頻信號(hào)后，通過射頻模塊將信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橹蓄l信號(hào)，然后相關(guān)芯片將中頻信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榛鶐盘?hào)，并將處理的高速模擬信號(hào)傳輸給服務(wù)器端。無線電信號(hào)探測(cè)器是利用無線電信號(hào)的特點(diǎn)，根據(jù)頻率來捕捉信號(hào)，通過捕捉到信號(hào)找到信號(hào)源。

3 如何探測(cè)與識(shí)別無線電信號(hào)

3.1 無線電信號(hào)探測(cè)的基本問題

信號(hào)探測(cè)識(shí)別技術(shù)包括信號(hào)調(diào)制樣式的探測(cè)、電磁信號(hào)敵我識(shí)別、語音、數(shù)據(jù)、圖像探測(cè)、信號(hào)源極化方式識(shí)別等，通過無線電信號(hào)探測(cè)器獲取的信號(hào)特征參數(shù)和技術(shù)參數(shù)識(shí)別源所屬類型、性質(zhì)及電磁信號(hào)的發(fā)射方式、調(diào)制方式、攜帶信息、極化方式等，對(duì)無線電探測(cè)的發(fā)展具有重要意義。

3.2 無線電信號(hào)探測(cè)識(shí)別系統(tǒng)的構(gòu)成

無線電信號(hào)探測(cè)識(shí)別系統(tǒng)的構(gòu)成如圖1所示。目標(biāo)信號(hào)數(shù)據(jù)獲取就是計(jì)算機(jī)可以通過相關(guān)運(yùn)算符號(hào)來表示所研究的信號(hào)空間對(duì)象；預(yù)處理的目的是去除干擾噪聲，并提高有用信息信號(hào)強(qiáng)度；特征提取與選擇是信號(hào)探測(cè)識(shí)別需要解決的基本問題，確定信號(hào)調(diào)制方式識(shí)別的特征參數(shù)；分類決策就是在特征空間將模式識(shí)別對(duì)象歸為某類。

4 無線電信號(hào)探測(cè)技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域

4.1 無線電測(cè)向定位

電磁波輻射來源的側(cè)向定位是無線電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)必須實(shí)現(xiàn)的重要功能之一，它的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下2方面：①通過對(duì)信號(hào)源的側(cè)向定位，探明這些目標(biāo)的地理位置，探測(cè)跟蹤目標(biāo)的方位變化，獲取更多的有用信號(hào)和特征參數(shù)，為信號(hào)源的識(shí)別提供數(shù)據(jù)支持；②為實(shí)施電子干擾等手段提供精確的位置引導(dǎo)，無線電側(cè)向定位在軍事領(lǐng)域有廣泛的運(yùn)用。

4.2 無線電設(shè)備遙控

無線電設(shè)備遙控是發(fā)送相關(guān)無線電信號(hào)遠(yuǎn)程操作的一種技術(shù)，指令信號(hào)被遠(yuǎn)程終端接收后，可以下達(dá)指令或并驅(qū)動(dòng)相關(guān)終端去完成各種動(dòng)作，比如移動(dòng)手柄、無線遙控爆破、閉合電源開關(guān)，在控制船舶、飛機(jī)、導(dǎo)彈等方面應(yīng)用極為廣泛。

4.3 軟件無線電臺(tái)

軟件無線電臺(tái)是近年無線電發(fā)展的新思路，也是無線通信系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)向軟件模塊發(fā)展的方向。軟件無線電是將相關(guān)硬件模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化，然后以總線方式連接而成的通用的相關(guān)硬件平臺(tái)，可以使多個(gè)軟件系統(tǒng)模塊實(shí)現(xiàn)各種無線電通信功能的一種開放式無線電臺(tái)的體系結(jié)構(gòu)。其軟件的靈活性和結(jié)構(gòu)的開放性是原有硬件功能設(shè)備無法代替的。

4.4 無線電遙測(cè)計(jì)算

無線電遙測(cè)可以對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行遠(yuǎn)程量測(cè)，比如遙感衛(wèi)星就是應(yīng)用無線電遙測(cè)技術(shù)。遙感衛(wèi)星設(shè)在太空軌道上，可以大范圍實(shí)時(shí)測(cè)勘探區(qū)域并迅速獲取所需資料，比如大氣壓強(qiáng)、空氣濕度、空氣潔凈度、大氣溫度、大氣壓、降雨量等。通過遙感衛(wèi)星內(nèi)部設(shè)備轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并通過程序編碼發(fā)送至互聯(lián)網(wǎng)或者氣象臺(tái)，使得人們及時(shí)獲取某一區(qū)域的氣象信息。這種方法被稱為“無線電遙測(cè)”。

5 無線電信號(hào)探測(cè)未來發(fā)展趨勢(shì)

物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和通信巨頭的介入極大地推動(dòng)了無線電信號(hào)探測(cè)技術(shù)發(fā)展和前進(jìn)的步伐，無線電信號(hào)探測(cè)技術(shù)正朝向著軟件化、數(shù)字化、多功能化的趨勢(shì)發(fā)展，數(shù)字化和軟件化技術(shù)是目前技術(shù)熱點(diǎn)；紅外探測(cè)器具備技術(shù)相對(duì)成熟、成本相對(duì)低廉等優(yōu)點(diǎn)，未來必將仍有旺盛的生命力。如今物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代興起，紅外探測(cè)器步入物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，前景廣闊。

參考文獻(xiàn)

[1]江國(guó)舟，江超.微弱信號(hào)檢測(cè)的基本原理與方法研究[J].湖北師范學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2001，21（4）：45-48.

〔編輯：劉曉芳〕