CN105099577B - 一种无线电监测设备及无线监测方法、装置 - Google Patents

一种无线电监测设备及无线监测方法、装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种无线电监测设备及无线监测方法、装置,其中,所述无线电监测设备包括:监测天线,用于接收无线信号,并将所述无线信号发送给测向接收机;带选择开关的测向天线阵,用于接收无线信号,并将测向天线阵内各个天线按照开关的打开顺序将所述无线信号发送给测向接收机;测向接收机,用于接收所述监测天线发送的无线信号,并进行对应处理,并同时接收所述带选择开关的测向天线阵中各个天线发送的无线信号,并进行对应处理,并将处理结果发送到所述显示单元显示。本发明通过带选择开关的多阵元测向天线阵及双通道接收机制,简化了无线电监测流程及硬件数量。

Description

一种无线电监测设备及无线监测方法、装置
技术领域
本发明涉及无线电监测技术领域,特别涉及一种无线电监测设备及无线监测方法、装置。
背景技术
无线电监测是采用技术手段对空中无线电信号的频谱特征参数以及频谱使用情况进行测量的活动,是电磁频谱管理机构了解掌握无线电频谱使用情况的基本手段,其主要功能即信号参数获取和信号方向测量。
目前常规的超短波无线电监测设备往往是信号监测设备与信号测向设备分离。监测设备主要功能是分析信号参数及频谱特征,并引导测向设备对感兴趣信号进行测向以获取其空间辐射方向,其硬件设备集成度较低,测向设备使用率不高,无法实现真正意义上的频谱监视、信号监听与信号测向一体化,如图1所示,为常规超短波无线电监测设备的基本组成框图;所述常规超短波无线电监测设备包括:监测天线101,测向天线阵列102,监测接收机103,模拟前端104,处理单元105,显示单元106。
常规的测向设备一般使用瓦特森-瓦特测向体制或干涉仪测向体制,此类设备的基本组成见图2,具体包括:天线阵列201,方向性天线202,罗盘203,模拟前端204,处理单元205,显示单元206;所述天线阵列201或者方向性天线202用于感知辐射源发射的电磁波;所述模拟前端204用于将天线的输出信号经过滤波,放大和变频转换成中频或者基带信号;所述处理单元205用于进行模数变换,幅度相位提取,参数测量和防伪计算;所述显示单元206用于显示方位,仰角等参数。所述测向设备一般的调谐通道数要求在三个及以上,而且必须具有通道一致性的校准,其硬件设备较多,测向流程相对复杂。
发明内容
鉴于上述问题,提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的,本发明的技术方案是这样实现的:
一方面,本发明提供了一种无线电监测设备,包括:监测天线、带选择开关的多阵元测向天线阵、测向接收机、显示单元;
所述监测天线,用于接收无线信号,并将所述无线信号发送给所述测向接收机;
所述带选择开关的测向天线阵,用于接收无线信号,并将所述测向天线阵内各个天线按照开关的打开顺序将所述无线信号发送给所述测向接收机;
所述测向接收机,用于接收所述监测天线发送的无线信号,并进行对应处理,并同时接收所述带选择开关的测向天线阵中各个天线发送的无线信号,并进行对应处理,并将处理结果发送到所述显示单元显示。
优选地,所述带选择开关的测向天线阵包括至少两个开关的测向天线阵;所述开关与天线数量一一对应;一个开关控制一个天线;当所述开关打开时,则所述开关对应的天线将其接收到的无线信号发送到所述测向接收机。
优选地,所述测向接收机包括:双通道调谐器和信号处理器;
所述双通道调谐器,用于将接收到的所述监测天线和所述带选择开关的测向天线阵两路的无线信号进行滤波、放大、变频,并将变频后信号转换为中频信号;
所述信号处理器,用于将所述两路中频信号进行数字下变频处理、信号监测、分析、监听,并完成所述两路无线信号间幅相提取,获取所述测向天线与所述监测天线间的相位差集合;根据所述数字下变频处理、信号监测、分析、监听结果以及所述获取的相位差集合,进行信号分析,获取监测结果以及测向结果,并将所述监测结果以及测向结果发送到显示单元进行显示。
优选地,所述信号处理器包括:数字处理单元和信号处理单元;
所述数字处理单元,用于对所述两路无线中频信号进行数字下变频处理、信号监测、分析、监听,并完成所述两路无线信号间幅相提取,获取所述测向天线与所述监测天线间的相位差集合;
所述信号处理单元,用于根据所述数字处理单元的数字下变频处理、信号监测、分析、监听结果以及所述获取的相位差集合,进行信号分析,获取监测结果以及测向结果,并将所述监测结果以及测向结果发送到显示单元进行显示。
另一方面,本发明提供了一种无线电监测方法,包括:
接收监测天线、带选择开关的多阵元测向天线阵发送的无线信号;
根据所述开关打开的顺序,依次对所述监测天线和对应所述打开开关的测向天线接收到的无线信号进行信号处理;
获取所述无线信号的监测结果以及测向结果,并将所述监测结果以及所述测向结果发送到显示单元进行显示。
优选地,所述根据所述开关打开的顺序,依次对所述监测天线和对应所述打开开关的测向天线接收到的无线信号进行信号处理步骤,具体包括:
根据所述开关打开的顺序,依次将接收到的所述监测天线和对应打开开关的所述测向天线两路的无线信号进行滤波、放大、变频,并将变频后信号转换为中频信号;
将所述两路中频信号进行数字下变频处理、信号监测、分析、监听,并完成所述两路无线信号间幅相提取,获取所述测向天线与所述监测天线间的相位差集合。
优选地,所述获取所述无线信号的监测结果以及测向结果,并将所述监测结果以及所述测向结果发送到显示单元进行显示步骤,具体包括:
根据所述数字下变频处理、信号监测、分析、监听结果以及所述获取的相位差集合,进行信号分析,获取监测结果以及测向结果,并将所述监测结果以及测向结果发送到显示单元进行显示。
再一方面,本发明提供了一种无线电监测装置,包括:信号接收单元,用于接收监测天线、带选择开关的多阵元测向天线阵发送的无线信号;
信号处理单元,用于根据所述开关打开的顺序,依次对所述监测天线和对应所述打开开关的测向天线接收到的无线信号进行信号处理;
结果获取单元,用于获取所述无线信号的监测结果以及测向结果,并将所述监测结果以及所述测向结果发送到显示单元进行显示。
优选地,所述信号处理单元,具体包括:
双通道调谐器,用于根据所述开关打开的顺序,依次将接收到的所述监测天线和对应打开开关的所述测向天线两路的无线信号进行滤波、放大、变频,并将变频后信号转换为中频信号;
信号处理器,用于将所述两路中频信号进行数字下变频处理、信号监测、分析、监听,并完成所述两路无线信号间幅相提取,获取所述测向天线与所述监测天线间的相位差集合。
优选地,所述结果获取单元,具体用于根据所述数字下变频处理、信号监测、分析、监听结果以及所述获取的相位差集合,进行信号分析,获取监测结果以及测向结果,并将所述监测结果以及测向结果发送到显示单元进行显示。
本发明的技术方案通过带选择开关的测向天线阵接收无线信号,并将所述测向天线阵内各个天线按照开关的打开顺序将所述无线信号发送给所述测向接收机;所述测向接收机则将接收所述监测天线发送的无线信号,并进行对应处理,并同时接收所述带选择开关的测向天线阵中各个天线发送的无线信号,并进行对应处理,并将处理结果发送到所述显示单元显示。本发明通过采用带选择开关的测向天线阵以及双通道接收机制,实现监测与测向并行;且所述双通道无需通道校准,便携性较好,从而大大简化了无线电监测的控制流程,减少了无线电监测硬件数量。
附图说明
图1为现有技术中一种超短波无线电监测设备结构示意图;
图2为现有技术中一种测向设备结构示意图;
图3为本发明实施例提供的一种无线电监测设备结构示意图;
图4为本发明实施例提供的一种无线电监测方法流程图;
图5为本发明实施例提供的一种无线电监测装置结构示意图;
图6为本发明实施例提供的一种无线电监测方法中测向功能实现流程图;
图7为本发明实施例提供的一种无线电监测方法监测与测向同步实现的流程图;
图8为本发明实施例提供的一种以5条邻边为测向基线的5元均匀圆阵基线设置示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
如图3为所示为本发明实施例提供的一种无线电监测设备结构示意图;该设备包括:监测天线301、带选择开关的多阵元测向天线阵302、测向接收机303、显示单元304;
所述监测天线301,用于接收无线信号,并将所述无线信号发送给所述测向接收机;
所述带选择开关的测向天线阵302,用于接收无线信号,并将所述测向天线阵内各个天线按照开关的打开顺序将所述无线信号发送给所述测向接收机;
所述测向接收机303,用于接收所述监测天线发送的无线信号,并进行对应处理,并同时接收所述带选择开关的测向天线阵中各个天线发送的无线信号,并进行对应处理,并将处理结果发送到所述显示单元304显示。
需要说明的是,所述带选择开关的测向天线阵包括至少两个开关的测向天线阵;所述开关与天线数量一一对应;一个开关控制一个天线;当所述开关打开时,则所述开关对应的天线将其接收到的无线信号发送到所述测向接收机。
还需要说明的是,所述测向接收机包括:双通道调谐器和信号处理器;
所述双通道调谐器,用于将接收到的所述监测天线和所述带选择开关的测向天线阵两路的无线信号进行滤波、放大、变频,并将变频后信号转换为中频信号;
所述信号处理器,用于将所述两路中频信号进行数字下变频处理、信号监测、分析、监听,并完成所述两路无线信号间幅相提取,获取所述测向天线与所述监测天线间的相位差集合;根据所述数字下变频处理、信号监测、分析、监听结果以及所述获取的相位差集合,进行信号分析,获取监测结果以及测向结果,并将所述监测结果以及测向结果发送到显示单元进行显示。
还需要说明的是,所述信号处理器包括:数字处理单元和信号处理单元;
所述数字处理单元,用于对所述两路无线中频信号进行数字下变频处理、信号监测、分析、监听,并完成所述两路无线信号间幅相提取,获取所述测向天线与所述监测天线间的相位差集合;
所述信号处理单元,用于根据所述数字处理单元的数字下变频处理、信号监测、分析、监听结果以及所述获取的相位差集合,进行信号分析,获取监测结果以及测向结果,并将所述监测结果以及测向结果发送到显示单元进行显示。
基于以上实施例,如图4所示,为本发明实施例提供的一种无线电监测方法流程图;该方法包括:
401:接收监测天线、带选择开关的多阵元测向天线阵发送的无线信号;
402:根据所述开关打开的顺序,依次对所述监测天线和对应所述打开开关的测向天线接收到的无线信号进行信号处理;
403:获取所述无线信号的监测结果以及测向结果,并将所述监测结果以及所述测向结果发送到显示单元进行显示。
需要说明的是,所述根据所述开关打开的顺序,依次对所述监测天线和对应所述打开开关的测向天线接收到的无线信号进行信号处理步骤,具体包括:
根据所述开关打开的顺序,依次将接收到的所述监测天线和对应打开开关的所述测向天线两路的无线信号进行滤波、放大、变频,并将变频后信号转换为中频信号;
将所述两路中频信号进行数字下变频处理、信号监测、分析、监听,并完成所述两路无线信号间幅相提取,获取所述测向天线与所述监测天线间的相位差集合。
还需要说明的是,所述获取所述无线信号的监测结果以及测向结果,并将所述监测结果以及所述测向结果发送到显示单元进行显示步骤,具体包括:
根据所述数字下变频处理、信号监测、分析、监听结果以及所述获取的相位差集合,进行信号分析,获取监测结果以及测向结果,并将所述监测结果以及测向结果发送到显示单元进行显示。
基于以上无线电监测设备以及无线电监测方法,对本发明工作原理进行详细说明;
设本发明以下实施例以超短波干涉以测向用的5元均匀圆阵如图8所示的基线设置为例进行说明。
如图6所示为本发明实施例提供的一种无线电监测方法中测向功能实现流程图;其具体实现流程如下:设带选择开关的测向天线阵包含5个天线单元X(X=1…N);
当无线电监测设备的显示设备接收到用户下发的测向指令后,则测试接收机接收测向指令,进行工作参数预置;所示测试接收机根据预置,对带选择开关的测向天线阵进行天线选择,并依此进行对所述天线的开关进行切换打开;例如:依此打开1号测向天线单元,再打开2号测向天线单元,直到最后一个测向天线单元;具体的测向功能实现流程为:
监测天线信号接入测向接收机的1号调谐通道,天线选择开关选择测向天线阵的1号天线单元,所述1号天线单元信号接入测向接收机2号调谐通道,两路信号经滤波、放大、变频后转换为中频信号进入测向接收机的信号处理器;
所述信号处理器先对两路中频信号进行模数(A/D)变换、信道化处理;
所述信号处理器的数字处理单元一方面利用1#通道的信道化数据完成信号数字下变频处理、信号监测、分析、监听等功能,另一方面数字处理单元还可以完成两通道间幅相提取,得到1号天线单元与监测天线间的相位差
依此,再通过天线选择开关选择测向天线阵的2号天线单元,所述2号天线单元信号接入测向接收机2号调谐通道,两路信号经滤波、放大、变频后转换为中频信号进入测向接收机的信号处理器,所述信号处理器先对两路中频信号进行模数(A/D)变换、信道化处理;信号处理器实时完成信号监测同时获取2号测向天线单元与监测天线间的相位差
依次选择3号、4号、5号测向天线单元信号接入测向接收机2号调谐通道,重复上述步骤,信号处理器实时完成信号监测同时分别获取3号、4号、5号测向天线单元与监测天线间的相位差
根据图8的基线设置,通过依次相减并归一化获取各基线间的相位差
使用相应的干涉仪方位解算方法计算得到方位结果;
所述信号处理器的测向结果数据发送到显示单元进行显示。
需要说明的是,本发明的架构适用多种干涉仪测向算法。
如图7所示,为本发明实施例提供的一种无线电监测方法监测与测向同步实现的流程图;其具体实现流程如下:
当无线电监测设备的显示设备接收到用户下发的监测与测向指令后,则测试接收机接收监测与测向指令,进行工作参数预置;所示测试接收机根据预置,对带选择开关的测向天线阵进行天线选择,并依此进行对所述天线的开关进行切换打开;例如:依此打开1号测向天线单元,再打开2号测向天线单元,直到最后一个测向天线单元;具体的测向功能实现流程为:
监测天线信号接入测向接收机的1号调谐通道,天线选择开关选择测向天线阵的1号天线单元,所述1号天线单元信号接入测向接收机2号调谐通道,两路信号经滤波、放大、变频后转换为中频信号进入测向接收机的信号处理器;
所述信号处理器先对两路中频信号进行模数(A/D)变换、信道化处理;
所述信号处理器的数字处理单元一方面利用1号通道的信道化数据完成信号数字下变频处理、信号监测、分析、监听等功能,另一方面数字处理单元还可以完成两通道间幅相提取,得到1号天线单元与监测天线间的相位差
依此,再通过天线选择开关选择测向天线阵的2号天线单元,所述2号天线单元信号接入测向接收机2号调谐通道,两路信号经滤波、放大、变频后转换为中频信号进入测向接收机的信号处理器,所述信号处理器先对两路中频信号进行模数(A/D)变换、信道化处理;信号处理器实时完成信号监测同时获取2号测向天线单元与监测天线间的相位差
依次选择号3号、4号、5号测向天线单元信号接入测向接收机2号调谐通道,重复上述步骤,信号处理器实时完成信号监测同时分别获取3号、4号、5号测向天线单元与监测天线间的相位差
根据图8的基线设置,通过依次相减并归一化获取各基线间的相位差
使用相应的干涉仪方位解算方法计算得到方位结果;
所述信号处理器的测向结果,与此同时,所述信号处理器的通过对监测天线的无线信号的进行信号监测任务,例如:搜索,识别,监听,并将所述监测结果与所述测向结果的数据进行数据融合,上报所述监测结果与所述测向结果发送给显示单元进行显示。
需要说明的是,本发明的架构适用多种干涉仪测向算法。
如图5所示,为本发明实施例提供的一种无线电监测装置结构示意图;该装置包括:
信号接收单元501,用于接收监测天线、带选择开关的多阵元测向天线阵发送的无线信号;
信号处理单元502,用于根据所述开关打开的顺序,依次对所述监测天线和对应所述打开开关的测向天线接收到的无线信号进行信号处理;
结果获取单元503,用于获取所述无线信号的监测结果以及测向结果,并将所述监测结果以及所述测向结果发送到显示单元进行显示。
需要说明的是,所述信号处理单元,具体包括:
双通道调谐器,用于根据所述开关打开的顺序,依次将接收到的所述监测天线和对应打开开关的所述测向天线两路的无线信号进行滤波、放大、变频,并将变频后信号转换为中频信号;
信号处理器,用于将所述两路中频信号进行数字下变频处理、信号监测、分析、监听,并完成所述两路无线信号间幅相提取,获取所述测向天线与所述监测天线间的相位差集合。
还需要说明的是,所述结果获取单元,具体用于根据所述数字下变频处理、信号监测、分析、监听结果以及所述获取的相位差集合,进行信号分析,获取监测结果以及测向结果,并将所述监测结果以及测向结果发送到显示单元进行显示。
本发明的技术方案通过带选择开关的测向天线阵接收无线信号,并将所述测向天线阵内各个天线按照开关的打开顺序将所述无线信号发送给所述测向接收机;所述测向接收机则将接收所述监测天线发送的无线信号,并进行对应处理,并同时接收所述带选择开关的测向天线阵中各个天线发送的无线信号,并进行对应处理,并将处理结果发送到所述显示单元显示。本发明通过采用带选择开关的测向天线阵以及双通道接收机制,实现监测与测向并行;且所述双通道无需通道校准,便携性较好,从而大大简化了无线电监测的控制流程,减少了无线电监测硬件数量。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均包含在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种无线电监测设备,其特征在于,包括:监测天线、带选择开关的多阵元测向天线阵、测向接收机、显示单元;
所述监测天线,用于接收无线信号,并将所述无线信号发送给所述测向接收机;
所述带选择开关的测向天线阵,用于接收无线信号,并将所述测向天线阵内各个天线按照开关的打开顺序将所述无线信号发送给所述测向接收机;所述测向接收机,用于接收所述监测天线发送的无线信号,并进行对应处理,并同时接收所述带选择开关的测向天线阵中各个天线发送的无线信号,并进行对应处理,并将处理结果发送到所述显示单元显示;
所述测向接收机包括:双通道调谐器和信号处理器;
所述双通道调谐器,用于将接收到的所述监测天线和所述带选择开关的测向天线阵两路的无线信号进行滤波、放大、变频,并将变频后信号转换为中频信号;
所述信号处理器,用于将所述两路中频信号进行数字下变频处理、信号监测、分析、监听,并完成所述两路无线信号间幅相提取,获取所述测向天线与所述监测天线间的相位差集合;根据所述数字下变频处理、信号监测、分析、监听结果以及所述获取的相位差集合,进行信号分析,获取监测结果以及测向结果,并将所述监测结果以及测向结果发送到显示单元进行显示。
2.根据权利要求1所述的无线电监测设备,其特征在于,所述带选择开关的测向天线阵包括至少两个开关的测向天线阵;所述开关与天线数量一一对应;一个开关控制一个天线;当所述开关打开时,则所述开关对应的天线将其接收到的无线信号发送到所述测向接收机。
3.根据权利要求1所述的无线电监测设备,其特征在于,所述信号处理器包括:数字处理单元和信号处理单元;
所述数字处理单元,用于对所述两路无线中频信号进行数字下变频处理、信号监测、分析、监听,并完成所述两路无线信号间幅相提取,获取所述测向天线与所述监测天线间的相位差集合;
所述信号处理单元,用于根据所述数字处理单元的数字下变频处理、信号监测、分析、监听结果以及所述获取的相位差集合,进行信号分析,获取监测结果以及测向结果,并将所述监测结果以及测向结果发送到显示单元进行显示。
4.一种无线电监测方法,其特征在于,包括:
接收监测天线、带选择开关的多阵元测向天线阵发送的无线信号;
根据所述开关打开的顺序,依次对所述监测天线和对应所述打开开关的测向天线接收到的无线信号进行信号处理;
获取所述无线信号的监测结果以及测向结果,并将所述监测结果以及所述测向结果发送到显示单元进行显示;
所述根据所述开关打开的顺序,依次对所述监测天线和对应所述打开开关的测向天线接收到的无线信号进行信号处理步骤,具体包括:
根据所述开关打开的顺序,依次将接收到的所述监测天线和对应打开开关的所述测向天线两路的无线信号进行滤波、放大、变频,并将变频后信号转换为中频信号;
将所述两路中频信号进行数字下变频处理、信号监测、分析、监听,并完成所述两路无线信号间幅相提取,获取所述测向天线与所述监测天线间的相位差集合。
5.根据权利要求4所述的无线电监测方法,其特征在于,所述获取所述无线信号的监测结果以及测向结果,并将所述监测结果以及所述测向结果发送到显示单元进行显示步骤,具体包括:
根据所述数字下变频处理、信号监测、分析、监听结果以及所述获取的相位差集合,进行信号分析,获取监测结果以及测向结果,并将所述监测结果以及测向结果发送到显示单元进行显示。
6.一种无线电监测装置,其特征在于,包括:
信号接收单元,用于接收监测天线、带选择开关的多阵元测向天线阵发送的无线信号;
信号处理单元,用于根据所述开关打开的顺序,依次对所述监测天线和对应所述打开开关的测向天线接收到的无线信号进行信号处理;
结果获取单元,用于获取所述无线信号的监测结果以及测向结果,并将所述监测结果以及所述测向结果发送到显示单元进行显示;
所述信号处理单元,具体包括:
双通道调谐器,用于根据所述开关打开的顺序,依次将接收到的所述监测天线和对应打开开关的所述测向天线两路的无线信号进行滤波、放大、变频,并将变频后信号转换为中频信号;
信号处理器,用于将所述两路中频信号进行数字下变频处理、信号监测、分析、监听,并完成所述两路无线信号间幅相提取,获取所述测向天线与所述监测天线间的相位差集合。
7.根据权利要求6所述的无线电监测装置,其特征在于,
所述结果获取单元,具体用于根据所述数字下变频处理、信号监测、分析、监听结果以及所述获取的相位差集合,进行信号分析,获取监测结果以及测向结果,并将所述监测结果以及测向结果发送到显示单元进行显示。
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CN101895352A (zh) * 2010-06-24 2010-11-24 南京天之谱科技有限公司 单兵背负式无线电监测测向系统

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