CN108964803A - 一种基于无人监测船的无线电频谱监测装置 - Google Patents

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Abstract

一种基于无人监测船的无线电频谱监测装置，涉及无线电频谱监测装置的技术领域。本发明包括：用于为整个监测装置提供动力的供电分系统，用于对无线电信号进行监测和测向的无线电信号监测与测向分系统；用于处理无线电信号监测与测向分系统采集信息的数据传输与控制分系统；用于承载供电分系统、无线电信号监测与测向分系统、数据传输与控制分系统的无人船分系统。本发明实现了结构简单，能够实现对水面无线电频谱的自主监测、实时监控，应用广泛的目的。

Description

一种基于无人监测船的无线电频谱监测装置
技术领域
本发明涉及无线电频谱监测装置的技术领域。
背景技术
随着航运事业的发展和水上贸易的快速增长，无线电设备的应用越来越多，我国江海岸电台使用的合法通信频率被干扰的情况越来越严重。为此需要对各无线电的频谱进行监测，以便找到非法的无线电信号。基于目前的无线电监测设备，频率覆盖范围宽、系统复杂。
发明内容
本发明目的是提供一种结构简单，能够实现对水面无线电频谱的自主监测、实时监控，应用广泛的基于无人监测船的无线电频谱监测装置。
一种基于无人监测船的无线电频谱监测装置，包括：
用于为整个监测装置提供动力的供电分系统，
用于对无线电信号进行监测和测向的无线电信号监测与测向分系统；
用于处理无线电信号监测与测向分系统采集信息的数据传输与控制分系统；
用于承载供电分系统、无线电信号监测与测向分系统、数据传输与控制分系统的无人船分系统。
本发明适用于沿海海军、沿海陆军、国家安全部门、水面航运部门、省/市级无委等部门日常频谱监测、分析、信息收集、应急处理、快速取证等工作需求的系统。无人监测船可以单船工作或者扩展到多船远距离分布式网络，智能控制可以让无人监测船自动工作或者与其他网络中的节点协同工作。无人监测船的应用场景包括频谱监测、信号测向、信号地理定位、频谱地图、频谱分配管理、无线安全等众多方面。
本发明通过部署在管控范围内的无人监测船，全面监视所有设定频谱工作情况，提供24/7的全时段服务能力，在发现未授权信号后可以深入分析、记录存储或直接定位。保障岸边和岛屿各类军民用设施、尖端研发场所、机密信息保存区域及任何有特别授权管理的范围，避免任何有可能的信息泄露、安全威胁等等。
本发明能够持续监测大范围频谱，发现并定位干扰源或可疑信号源采用大范围多船部署，形成网络化网格化的监控，提供全天候监测能力，随时可以获取网络覆盖范围内的全部频谱(10MHz-18GHz)状态情况，特别适合广阔区域，包括海岸线、船坞、岛屿军事设施等等。
本发明无人监测船的工作方式可以按照预先设置的指定集合，自动完成所有任务，无任何人工干预，极大地降低了使用人员的要求，扩展了适用范围。
本发明的接收设备有坚固的箱体，可以固定安装在密封船舱里；天线阵列有各种型号，可以与船体紧密安装。
本发明超高的信号侦听速率,具备以最高160GHz/s的速度(STEP 10KHz以上)对10MHz到18GHz的进行全频段扫描，无人监测船可以捕获任意类型的空间信号，包括常驻信号、瞬时信号、跳频信号等，例如脉冲或短时间突发信号。灵活的多用户多任务能力支持多任务并发以及多用户同时使用，远程编辑和任务管理可以赋予相对不同的优先级，无人监测船可以无缝连续执行所有定制的任务。因此无人监测船可以同时执行频谱扫描和宽中频IQ数据实时连续存储，执行频谱占用度测量，监控频谱模版是否有超越，监测触发告警，记录数据，记录回放的顺序，测量AOA方向或协调临近节点使用通过比幅、相关干涉、TDOA、POA等技术进行地理定位。
本发明无人监测船的监测设备具有低功耗特点，可以通过蓄电池进行供电。测试数据可以安全地通过IP方式实时查询，可以本地存储到USB存储设备或可选内置的SSD(固态硬盘)，可以通过内置3G/4G调制解调器空口传输或通过标准网线接口下载然后保存到中央数据库中。
本发明通过内置的LinuxPC编程可控，能实现自动执行脚本任务，高精度的GPS提供精确定位以及时间戳用来保证不同无人监测船之间数据的相关性。
本发明的无人监测船可采用比幅、相关干涉、AOA(Angle of Arrival)和TDOA(Time Difference of Arrival)及POA(Power on Arrival)等技术，同时支持DF(Direction Finding，测向)和Geolocation(地理定位)功能。无人监测船可以在海岸线和江河湖泊很经济地实现小规模或大范围高质量监测网络，全面提升频谱管理能力。
附图说明
图1是本发明的系统组成框图。
图2是本发明的原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案进行详细说明：
如图1、图2所示，一种基于无人监测船的无线电频谱监测装置，包括：
用于为整个监测装置提供动力的供电分系统，
用于对无线电信号进行监测和测向的无线电信号监测与测向分系统；
用于处理无线电信号监测与测向分系统采集信息的数据传输与控制分系统；
用于承载供电分系统、无线电信号监测与测向分系统、数据传输与控制分系统的无人船分系统。
本发明的供电分系统由无人船船载蓄电池提供12V或24V直流电，通过逆变器转成220V交流电，输入给UPS，UPS给整个监测装置提供稳定的220V输入。
如图2所示，本发明的无线电信号监测与测向分系统包含天馈分系统、信号接收处理分系统，所述天馈分系统由监测天线和测向天线组成，根据监测频段和测向体制需要，分别选择对应的监测天线和测向天线，作为无线电接收输入接入天线控制器，为后端信号接收、过滤和处理作准备；信号接收处理分系统由天线控制器和接收机组成。
本发明监测天线的工作频率为10MHz-18GHz。
本发明的侧向天线包括相干干涉测向天线、比幅测向天线、TDOA/AOA测向天线。
本发明的接收机为监测/测向一体机或多个监测接收机和多个测向接收机的组合。
本发明的数据传输与控制分系统设置在无人监测船行驶的岸基或搭载无人监测船的母舰上，无人监测船上设置有相应的收发与软件控制系统；数据远程传输分系统与无人船收发和控制系统之间采用自组网、公网、卫星通讯的通信方式。
本发明的无人监测船按照设定好的航线，由北斗/GPS导航；操作人员在远程控制基站上根据海图航线、雷达、红外显示及现场视频远程操控无人监测船航行。
本发明主要由以下几个分系统组成，分别为供电分系统、无线电信号监测与测向分系统(其中包含天馈分系统、信号接收处理分系统)、数据传输与控制分系统(其中包含数据传输分系统、控制中心软件分系统)以及无人船分系统。供电分系统由无人船船载蓄电池提供12V或24V直流电，通过逆变器转成220V交流电，作为输入给UPS，UPS给整个监测系统提供稳定的220V输入。天馈分系统主要由两部分组成，即监测天线和测向天线组成，根据系统监测频段和测向体制需要，分别选择对应的监测天线和测向天线，作为无线电接收输入接入天线控制器，为后端信号接收、过滤和处理作准备。信号接收处理分系统主要由天线控制器和接收机组成，接收机可以是监测/测向一体机，也可以是多个监测接收机和多个测向接收机的组合。数据传输分系统主要是通过自组网、公网(3G/4G)、卫星通讯等无线收发设备，使无人船上的监测设备可以与控制中心进行实时数据传输。控制中心软件分系统主要是对无人船上的监测系统进行控制，执行中心的指令，并把监测的实时数据回传和统计分析，以此作为决策的一个重要依据。无人船分系统主要由无人船和远程遥控软件组成，作为一个载体，根据监测测向的需要，行走指定路线，或者出现在指定的位置。

Claims (8)

1.一种基于无人监测船的无线电频谱监测装置，其特征在于：包括：
用于为整个监测装置提供动力的供电分系统，
用于对无线电信号进行监测和测向的无线电信号监测与测向分系统；
用于处理无线电信号监测与测向分系统采集信息的数据传输与控制分系统；
用于承载供电分系统、无线电信号监测与测向分系统、数据传输与控制分系统的无人船分系统。
2.根据权利要求1所述的基于无人监测船的无线电频谱监测装置，其特征在于上述供电分系统由无人船船载蓄电池提供12V或24V直流电，通过逆变器转成220V交流电，输入给UPS，UPS给整个监测装置提供稳定的220V输入。
3.根据权利要求1所述的基于无人监测船的无线电频谱监测装置，其特征在于上述无线电信号监测与测向分系统包含天馈分系统、信号接收处理分系统，所述天馈分系统由监测天线和测向天线组成，根据监测频段和测向体制需要，分别选择对应的监测天线和测向天线，作为无线电接收输入接入天线控制器，为后端信号接收、过滤和处理作准备；信号接收处理分系统由天线控制器和接收机组成。
4.根据权利要求3所述的基于无人监测船的无线电频谱监测装置，其特征在于上述监测天线的工作频率为10MHz-18GHz。
5.根据权利要求3所述的基于无人监测船的无线电频谱监测装置，其特征在于上述侧向天线包括相干干涉测向天线、比幅测向天线、TDOA/AOA测向天线。
6.根据权利要求3所述的基于无人监测船的无线电频谱监测装置，其特征在于上述接收机为监测/测向一体机或多个监测接收机和多个测向接收机的组合。
7.根据权利要求1所述的基于无人监测船的无线电频谱监测装置，其特征在于上述数据传输与控制分系统设置在无人监测船行驶的岸基或搭载无人监测船的母舰上，无人监测船上设置有相应的收发与软件控制系统；数据远程传输分系统与无人船收发和控制系统之间采用自组网、公网、卫星通讯的通信方式。
8.根据权利要求7所述的基于无人监测船的无线电频谱监测装置，其特征在于上述上述无人监测船按照设定好的航线，由北斗/GPS导航；操作人员在远程控制基站上根据海图航线、雷达、红外显示及现场视频远程操控无人监测船航行。
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