CN116963068A - 一种无线电电波质量监测方法及系统 - Google Patents

一种无线电电波质量监测方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及射频电波监测技术领域，公开了一种无线电电波质量监测方法及系统，一种无线电电波质量监测方法，包括以下步骤：S1、基于两台无线电检测仪在待监测区域内分别采集两组无线电波信息数据；S2、记录该区域内可知通讯设备的开启状况；S3、基于滤波器在其中一台无线电检测仪的接收处过滤已开启的可知通讯设备产生的电磁波；S4、对采集到的两组无线电波信息数据进行综合分析，并根据综合分析的结果判断该区域环境信息安全状况。本发明可以消除环境中安全的可知的通讯设备产生射频电波对上述安全监测过程的干扰，可以更快速更直观地检测到未知通讯设备的存在。

Description

一种无线电电波质量监测方法及系统
技术领域
本发明涉及射频电波监测领域，具体涉及一种无线电电波质量监测方法及系统。
背景技术
电磁波是由同相振荡且互相垂直的电场与磁场在空间中衍生发射的振荡粒子波，是以波动的形式传播的电磁场，具有波粒二象性，其粒子形态称为光子。而无线电波包含于电磁波，它具体是指在自由空间(包括空气和真空)传播的射频频段的电磁波。无线电波的波长越短、频率越高，相同时间内传输的信息就越多。
由于无线电波属于高频的电磁波，是肉眼难以监测到的，因此其性质需要由专门的无线电检测仪来测得，而对无线电波的质量进行监测的主要作用一方面是判断无线信号是否稳定，便于及时对信号发射端进行检修，另一方面无线信号的监测还可以起到防止信息泄漏的作用。
例如，窃听就是一种常见的导致信息泄漏的因素，因此在一些高级场所、私密的会议里都会使用无线电检测仪来检测房间里是否有监听设备。随着手机使用的营及，窃听设备也有很多，一些高级场所直接明令禁止不允许携带电子设备进。偷拍偷听设备渗透到生活中的每一个角落，如果没有及时发现，生活隐私和秘密就会暴露无遗、重要会议内容也可能地露。此时，反设备无线电检测仪就可以起到很好的防御作用。然而现有技术中的无线电检测仪在对未知通讯设备进行搜寻时，难免会受到已知的安全设备发出的射频信号的干扰，因此在环境中有人违规使用监听监视等未知通讯设备时，无线电检测仪通常只能对该环境中的所有无线信号做综合判断，而难以及时地直观地反映环境中的射频信息安全状况。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无线电电波质量监测方法及系统，解决以下技术问题：
如何通过对无线电波的监测来及时判断环境中射频信息的安全状况。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种无线电电波质量监测方法，包括以下步骤：
S1、基于两台无线电检测仪在待监测区域内分别采集两组无线电波信息数据；
S2、记录该区域内可知通讯设备的开启状况；
S3、基于滤波器在其中一台无线电检测仪的接收处过滤已开启的可知通讯设备产生的电磁波；
S4、对采集到的两组无线电波信息数据进行综合分析，并根据综合分析的结果判断该区域环境信息安全状况。
S5、根据该区域环境信息安全状况的判定结果制定预警策略并发出预警。
作为进一步的技术方案，无线电波信息数据包括该区域环境内无线电波的频率数据以及无线电波的功率数据。
作为进一步的技术方案，对采集到的两组无线电波信息数据进行综合分析的过程包括：
通过公式计算获得第一波频安全参数P1；
其中，t1和t2分别为预设时间区间[t1，t2]的左右端点时刻；fβ(t)为无线电检测仪采集到的经滤波器过滤处理后的环境电波频率值；g为标准转化函数，n为已开启的可知通讯设备的数量；Δr为预设参考系数；
将第一波频安装参数P1与预设阈值Pth1进行比对判断：
若P1＞Pth1，则判定该区域存在信息泄漏风险。
作为进一步的技术方案，对采集到的两组无线电波信息数据进行综合分析的过程还包括：
若P1≤Pth1，则对无线电波衰变情况进行分析：
通过公式计算获得第二波频安全参数P2；
其中，fα(t)为另一台无线电检测仪采集到的未经滤波器过滤处理的环境电波频率值；w为标准衰减值转化函数；
将第二波频安全参数P2与预设阈值Pth2进行比对判断：
若P2＜Pth2，则判定该区域存在信息泄漏风险；
若P2≥Pth2，则判定该区域环境信息安全。
作为进一步的技术方案，对采集到的两组无线电波信息数据进行综合分析的过程还包括：
若P1＞Pth1且P2＜Pth2，则：
通过公式计算出信息泄漏的风险值Risk；
其中，ε1，ε2为预设权重系数；
将风险值Risk与预设阈值R做比对：
若Risk＞R，则判断信息泄漏源的位置。
作为进一步的技术方案，判断信息泄漏源的位置的过程包括：
关闭可知的通讯设备，根据预设轨迹移动未经滤波器过滤处理的无线电检测仪，并确保该移动过程中，被移动的无线电检测仪与另一台固定设置的无线电检测仪之间的距离保持不变；
通过公式在无线电检测仪的整个运动过程对应的时间区间[td，tb]内，联立等式ΔP′(t)＝0与不等式ΔP″(t)＜0计算出对应时间点ti，i＝1，2，3……
其中，Pr1(t)为运动的无线电检测仪检测到的无线电信号功率值；Pr2(t)为另一无线电检测仪检测到的无线电信号功率值；Δγ为预设参考系数，且Δγ＞0；
记录MAX{ΔP(ti)}对应时刻无线电检测仪的位置，则判定信息泄漏源位于此时刻两个无线电检测仪连线所在直线上，且位于固定设置的无线电检测仪指向运动无线电检测仪的方向。
作为进一步的技术方案，所述方法还包括在步骤S4之前判断滤波器的对无线电波的过滤效果，具体过程为：
取包含任一次可知通讯设备增开过程的时间区间[tx，ty]；
通过公式计算出衰减效果参数值δeffect；
其中，μ1和μ2为预设参考系数；t0为区间[tx，ty]内MAX{fβ(t)}对应的时刻；Δt为预设时间差；
若衰减效果参数值δeffect小于预设阈值δmin，则判定该滤波器的过滤效果差，并更换滤波器。
一种无线电电波质量监测系统，所述系统包括：
无线电检测仪，用于采集无线电波信息数据；
分析模块，用于对无线电波信息数据进行综合分析；
预警模块，用于根据执行预警策略。
本发明的有益效果：
(1)本发明中用于采集无线电波信息数据的仪器设有两台，通过对其中一台无线电检测仪的接收口进行滤波处理的方法，可以消除环境中安全的可知的通讯设备产生射频电波对上述安全监测过程的干扰，当该环境中有人使用监听监视等未知的威胁信息安全的通讯设备时，可以更快速更直观的检测到未知通讯设备的存在。此外，将两台无线电检测仪进行对比，还可以判断滤波器的滤波效果，并根据该效果制定滤波器的更换策略。
(2)本发明可以通过找到两个接收功率差值最大是时对应的接收端位置的连线，再根据电磁波直线传播且沿路径功率衰减的特征，来确定信息泄漏源位于此时刻两个无线电检测仪连线所在直线上，且位于固定设置的无线电检测仪指向运动无线电检测仪的方向。此外，整体移动两个接收端的位置可以获得另一连线，因此可以判断信息泄漏源位于两条连线分别所在直线的交点处。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明：
图1为本发明用于无线电电波质量监测方法的步骤流程图；
图2为本发明用于无线电电波质量监测系统的概要框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
一种无线电电波质量监测方法，包括以下步骤：
S1、基于两台无线电检测仪在待监测区域内分别采集两组无线电波信息数据：
S2、记录该区域内可知通讯设备的开启状况；
S3、基于滤波器在其中一台无线电检测仪的接收处过滤已开启的可知通讯设备产生的电磁波；
S4、对采集到的两组无线电波信息数据进行综合分析，并根据综合分析的结果判断该区域环境信息安全状况。
S5、根据该区域环境信息安全状况的判定结果制定预警策略并发出预警。
通过上述技术方案，本实施例提供了基于无线电检测仪检测环境内信息安全性的方法，具体的，通过对其中一台无线电检测仪的接收口进行滤波处理的方法，可以消除环境中安全的可知的通讯设备产生射频电波对上述安全监测过程的干扰，当该环境中有人违规使用监听监视等未知通讯设备时，通过上述经过滤波后的无线电检测仪的便可以更快速更直观的检测到未知通讯设备的存在。此外，通过将两台无线电检测仪进行对比，还可以判断滤波器的滤波效果，并根据该效果制定滤波器的更换策略。
无线电波信息数据包括该区域环境内无线电波的频率数据以及无线电波的功率数据
通过上述技术方案，本实施例提供了采集的无线电波信息数据的具体内容，其中，不同设备发出的无线电波频率不同，而无线电波的功能会沿其直线传播路径衰减，具体用公式可表示为：其中，k为不同环境下的影响因子系数值；Pr为接收功率，Ps为发射功率；s为接收端与发射端的距离。
对采集到的两组无线电波信息数据进行综合分析的过程包括：
通过公式计算获得第一波频安全参数P1；
其中，t1和t2分别为预设时间区间[t1，t2]的左右端点时刻；fβ(t)为无线电检测仪采集到的经滤波器过滤处理后的环境电波频率值；g为标准转化函数，n为已开启的可知通讯设备的数量；Δr为预设参考系数；
将第一波频安装参数P1与预设阈值Pth1进行比对判断：
若P1＞Pth1，则判定该区域存在信息泄漏风险。
通过上述技术方案，本实施例提供了对无线电波信息数据进行综合分析的过程，具体地，首先通过公式计算获得第一波频安全参数P1。然后将第一波频安装参数P1与预设阈值Pth1进行比对判断，当P1＞Pth1时，说明在减少已知通讯设备的干扰的情况下，检测到环境中无线电波频率在区间[t1，t2]内发生了较大变化，而这一变化很可能就是由于未知通讯设备的增开所引起的，因此可以判定该区域存在信息泄漏风险。需要说明的是，g为标准转化函数，具体与增开设备的种类有关，可以根据无信号干扰的实验数据获取，Δr为预设参考系数，也可根据实验数据拟合获得，在此不做详述。而预设区间[t1，t2]取自于可知通讯设备开启或关闭前后频率曲线趋于稳定状态时。
对采集到的两组无线电波信息数据进行综合分析的过程还包括：
若P1≤Pth1，则对无线电波衰变情况进行分析：
通过公式计算获得第二波频安全参数P2；
其中，fα(t)为另一台无线电检测仪采集到的未经滤波器过滤处理的环境电波频率值；w为标准衰减值转化函数；
将第二波频安全参数P2与预设阈值Pth2进行比对判断：
若P2＜Pth2，则判定该区域存在信息泄漏风险；
若P2≥Pth2，则判定该区域环境信息安全。
通过上述技术方案，本实施例提供了对无线电波信息数据进行综合分析的另一过程，具体地，若P1≤Pth1，不能说明环境中一定不存在信息泄漏风险，也可能还是未知通讯设备的射频信号频段和可知通讯设备的频段接近，该信号频率被滤波器过滤掉导致P1≤Pth1，因此需要对无线电波衰变情况进行分析：首先通过公式计算获得第二波频安全参数P2，然后将第二波频安全参数P2与预设阈值Pth2进行比对判断：当P2＜Pth2，说明环境中无线电波频率在经过滤波器过滤前后的衰减值有明显变化，可能是由于位置通讯设备的射频电波也被过滤所导致，因此判定该区域存在信息泄漏风险；若P2≥Pth2，则判定该区域环境信息安全。需要说明的是，w为标准衰减值转化函数，与可知通讯设备的种类有关，可以根据实验数据拟合获取。
对采集到的两组无线电波信息数据进行综合分析的过程还包括：
若P1＞Pth1且P2＜Pth2，则：
通过公式计算出信息泄漏的风险值Risk；
其中，ε1，ε2为预设权重系数；
将风险值Risk与预设阈值R做比对：
若Risk＞R，则判断信息泄漏源的位置。
通过上述技术方案，本实施例提供了对存在信息泄漏风险的情况进行定量分析的过程，具体的，通过公式 的加权计算，获得信息泄漏的风险值Risk，然后将风险值Risk与预设阈值R做比对：当Risk＞R，说明该环境中存在信息泄漏源的可能性极大，因此需要判断信息泄漏源的位置并伴随着预警通知有关人员对信息泄漏行为进行及时制止。
判断信息泄漏源的位置的过程包括：
关闭可知的通讯设备，根据预设轨迹移动未经滤波器过滤处理的无线电检测仪，并确保该移动过程中，被移动的无线电检测仪与另一台固定设置的无线电检测仪之间的距离保持不变；
通过公式在无线电检测仪的整个运动过程对应的时间区间[ta，tb]内，联立等式ΔP′(t)＝0与不等式ΔP″(t)＜0计算出对应时间点ti，i＝1，2，3……
其中，Pr1(t)为运动的无线电检测仪检测到的无线电信号功率值；Pr2(t)为另一无线电检测仪检测到的无线电信号功率值；Δγ为预设参考系数，且Δγ＞0；
记录MAX{ΔP(ti)}对应时刻无线电检测仪的位置，则判定信息泄漏源位于此时刻两个无线电检测仪连线所在直线上，且位于固定设置的无线电检测仪指向运动无线电检测仪的方向。
通过上述技术方案，本实施例提供了判断信息泄漏源的位置的过程，具体地，首先关闭可知的通讯设备，根据预设轨迹移动未经滤波器过滤处理的无线电检测仪，并确保该移动过程中，被移动的无线电检测仪与另一台固定设置的无线电检测仪之间的距离保持不变，且该距离不宜过大，以确保信息泄露不会设置在两台无线电检测仪之间。然后通过公式在无线电检测仪的整个运动过程对应的时间区间[ta，tb]内，联立等式ΔP′(t)＝0与不等式ΔP″(t)＜0计算出对应时间点ti，i＝1，2，3……通过上述方案找到两个接收功率差值最大的位置连线，由于电磁波直线传播且沿路径功率衰减的特征，可知信息泄漏源位于此时刻两个无线电检测仪连线所在直线上，且位于固定设置的无线电检测仪指向运动无线电检测仪的方向。此外，整体移动两个无线电检测仪并重复上述操作，便可以获得另一个条连线，而信息泄漏源位置便可由前后两条连线分别所在直线的交点所表示，因此可以上述技术方案可以更精确的获取信息泄漏源的具体位置。
所述方法还包括在步骤S4之前判断滤波器的对无线电波的过滤效果，具体过程为：
取包含任一次可知通讯设备增开过程的时间区间[tx，ty]；
通过公式计算出衰减效果参数值δeffect；
其中，μ1和μ2为预设参考系数；t0为区间[tx，ty]内MAX{fβ(t)}对应的时刻；Δt为预设时间差；
若衰减效果参数值δeffect小于预设阈值δmin，则判定该滤波器的过滤效果差，并更换滤波器。
通过上述技术方案，本实施例提供了判断滤波器的对无线电波的过滤效果的方法，因为对无线电波进行质量监测的整个过程，滤波器的过滤作用占主导作用，因此需要对其进行故障排查，而滤波器的主要故障又体现在：每次增开通讯设备时，滤波器的不能及时过滤掉可知通讯设备发出的无线电波，因此具体检测方法围绕这一点展开，首先取包含任一次可知通讯设备增开过程的时间区间[tx，ty]；通过公式计算出衰减效果参数值δeffect；其中，μ1和μ2为预设参考系数可根据实验拟合获取；t0为区间[tx，ty]内MAX{fβ(t)}对应的时刻，即增开通讯设备时，滤波器反应慢导致的频率值突变到达的最高点；Δt为预设时间差，具体可根据对不同设备的实验数据捏合获得。当衰减效果参数值δeffect小于预设阈值δmin，则说明该滤波器的过滤效果差，需要更换滤波器。
一种无线电电波质量监测系统，所述系统包括：
无线电检测仪，用于采集无线电波信息数据；
分析模块，用于对无线电波信息数据进行综合分析；
预警模块，用于根据执行预警策略。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (8)

1.一种无线电电波质量监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、基于两台无线电检测仪在待监测区域内分别采集两组无线电波信息数据；
S2、记录该区域内可知通讯设备的开启状况；
S3、基于滤波器在其中一台无线电检测仪的接收处过滤已开启的可知通讯设备产生的电磁波；
S4、对采集到的两组无线电波信息数据进行综合分析，并根据综合分析的结果判断该区域环境信息安全状况；
S5、根据该区域环境信息安全状况的判定结果制定预警策略并发出预警。
2.根据权利要求1所述的一种无线电电波质量监测方法，其特征在于，无线电波信息数据包括该区域环境内无线电波的频率数据以及无线电波的功率数据。
3.根据权利要求2所述的一种无线电电波质量监测方法，其特征在于，对采集到的两组无线电波信息数据进行综合分析的过程包括：
通过公式计算获得第一波频安全参数P1；
其中，t1和t2分别为预设时间区间[t1，t2]的左右端点时刻；fβ(t)为无线电检测仪采集到的经滤波器过滤处理后的环境电波频率值；g为标准转化函数，n为已开启的可知通讯设备的数量；Δr为预设参考系数；
将第一波频安装参数P1与预设阈值Pth1进行比对判断：
若P1>Pth1，则判定该区域存在信息泄漏风险。
4.根据权利要求3所述的一种无线电电波质量监测方法，其特征在于，对采集到的两组无线电波信息数据进行综合分析的过程还包括：
若P1≤Pth1，则对无线电波衰变情况进行分析：
通过公式计算获得第二波频安全参数P2；
其中，fα(t)为另一台无线电检测仪采集到的未经滤波器过滤处理的环境电波频率值；w为标准衰减值转化函数；
将第二波频安全参数P2与预设阈值Pth2进行比对判断：
若P2<Pth2，则判定该区域存在信息泄漏风险；
若P2≥Pth2，则判定该区域环境信息安全。
5.根据权利要求4所述的一种无线电电波质量监测方法，其特征在于，对采集到的两组无线电波信息数据进行综合分析的过程还包括：
若P1>Pth1且P2<Pth2，则：
通过公式计算出信息泄漏的风险值Risk；
其中，ε1，ε2为预设权重系数；
将风险值Risk与预设阈值R做比对：
若Risk>R，则判断信息泄漏源的位置。
6.根据权利要求5所述的一种无线电电波质量监测方法，其特征在于，判断信息泄漏源的位置的过程包括：
关闭可知的通讯设备，根据预设轨迹移动未经滤波器过滤处理的无线电检测仪，并确保该移动过程中，被移动的无线电检测仪与另一台固定设置的无线电检测仪之间的距离保持不变；
通过公式在无线电检测仪的整个运动过程对应的时间区间[ta,tb]内，联立等式ΔP'(t)＝0与不等式ΔP”(r)<0计算出对应时间点ti，i＝1，2，3……
其中，Pr1(t)为运动的无线电检测仪检测到的无线电信号功率值；Pr2(t)为另一无线电检测仪检测到的无线电信号功率值；Δγ为预设参考系数，且Δγ>0；
记录MAX{ΔP(ti)}对应时刻无线电检测仪的位置，则判定信息泄漏源位于此时刻两个无线电检测仪连线所在直线上，且位于固定设置的无线电检测仪指向运动无线电检测仪的方向。
7.根据权利要求4所述的一种无线电电波质量监测方法，其特征在于，所述方法还包括在步骤S4之前判断滤波器的对无线电波的过滤效果，具体过程为：
取包含任一次可知通讯设备增开过程的时间区间[tx,ty]；
通过公式计算出衰减效果参数值δeffect；
其中，μ1和μ2为预设参考系数；t0为区间[tx,ty]内MAX{fβ(t)}对应的时刻；Δt为预设时间差；
若衰减效果参数值δeffect小于预设阈值δmin，则判定该滤波器的过滤效果差，并更换滤波器。
8.一种无线电电波质量监测系统，其特征在于，所述系统用于执行如权利要求1-7任一项所述的一种无线电电波质量监测方法，所述系统包括：
无线电检测仪，用于采集无线电波信息数据；
分析模块，用于对无线电波信息数据进行综合分析；预警模块，用于根据执行预警策略。
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