無線電測向技術——測向解決方案

相關專題: 無線

前言

  快速簡便地測向、分析一些頗具挑戰(zhàn)的信號,如寬帶信號或短暫信號,需要測向機能夠精準同步地處理大量頻道。這種處理方式特別適用于未知頻率上的瞬時信號,例如:跳頻、猝發(fā)、GSM、CDMA等信號。

  對于嚴重重疊的信號或密集信號,則需要測向機具備極高的信道分辨率、鄰道抑制和高速掃描的能力。采用最新的三通道測向技術,并在高分辨率功能的支持下,即使面對復雜的寬帶信號,測向機也能準確截獲并對其進行分析。這得益于更寬的FFT 實時帶寬、改進的測量評估功能和極高的掃描速度,使測向機能夠在極短的時間內有效完成任務。

測向準確度和穩(wěn)定性

  測向機的測向準確度和穩(wěn)定性在字面上的含義是非常容易理解的,然而,真正探究測向機的這些性能卻并非易事。雖然許多產品樣本上都或多或少地定義了“儀器精度”和“系統(tǒng)精度”,也給出了一些指標數值,但這僅為參考數據,因為它們不包含真實電磁環(huán)境的影響。

  表1分析了這兩項參數,并且提出了羅德與施瓦茨公司(R&S)的新建議。



  本文考慮一個圓形天線陣,其直徑越大,抗反射的能力越強。圖1展示了在處理同樣的反射波干擾時,寬孔徑天線比窄孔徑給出更高的精確度。


圖1 圓形天線陣對反射波干擾的處理


  事實上,為了避免測向模糊性,天線振子間的距離是有限制的。所以,對于任一頻率的天線孔徑取決于天線振子的數量。

  圖2比較了振子間距離相同的分別具有5和9個振子的兩副測向天線。可以看出,天線振子越多,測向天線就具有更高的測向準確度、靈敏度和抗波前失真能力;谶@種原因,Rohde&Schwarz總是盡量使用更多的振子。有數據表明,羅德與施瓦茨公司的帶有9個振子的測向系統(tǒng)在總體測向精度指標上,優(yōu)于帶有5個振子的測向系統(tǒng)2~3倍,另外,其測向值的穩(wěn)定性相應提高。


圖2 不同振子的測向天線比較


  低截獲信號與預分類器分析

1 測向/定位低截獲概率信號

  在測向和定位無線電信號過程中,經常遇到低截獲概率的信號。具有下列特性的信號,對于任何測向機來說都是一個很大的挑戰(zhàn):

  ◆ 跳頻網絡通信網絡中,大量電臺并行工作;

  ◆ 大范圍的跳頻,如數百兆赫茲(MHz);

  ◆ 在數百兆赫茲(MHz)的寬頻譜上存在短脈沖信號;

  ◆ 信號密集環(huán)境中的短脈沖。

  這些信號很難通過操作員手工截獲,必須通過具有自動處理大量數據能力的設備,例如:預分類器。另外,為了發(fā)現此類信號的發(fā)射機,需要同步掃描測向網絡。

2 短時信號的截獲概率

  以下詳細列出了短時信號的不同發(fā)射時間對應100 MHz掃描的截獲概率(POI)。

◆ 發(fā)射機參數:

信道間隔 25 kHz;

跳頻范圍 50 MHz;

跳速 300 Hops/s and 1000 Hops/s。

◆ 測向機參數:

掃描范圍 100 MHz / 200 MHz / 500 MHz;

信道間隔100 kHz。




圖3 DDF05E截獲概率


  圖3顯示了在不同掃描范圍(100 MHz、200 MHz、500 MHz)條件下,DDF05E的截獲概率。

3 預分類器

  預選器的功能是:自動偵查和分類所有重要信號。其工作原理是:首先測量所有在靜噪電平之上的信號帶寬、發(fā)射時間和其他技術參數;然后,用軟件比較分析這些信號與在內存中的其他信號的相似性。從而測向系統(tǒng)即可對這些信號進行分類:

  * 信號類型——跳頻,線性調頻脈沖或脈沖;

  * 方位角和仰角(HF);

  * 信號帶寬;

  * 信號中心頻率;

  * 信號的發(fā)射時間;

  * … 。

  并且,在頻譜窗口標記出所有的預分類信號以便于觀察。

  預分類器具有兩個優(yōu)點:

  (1) 測向機在掃描時收集的海量信息壓縮為需要的關鍵信息。由于數據量減少很多,當一個網絡中所有測向機需要聯合定位時,不需要高速數據連接。

 。2) 自動分類。相對于操作員的人工分類節(jié)省了大量時間。
作者:羅德與施瓦茨中國有限公司 丁浩   來源:中國無線電管理

微信掃描分享本文到朋友圈
掃碼關注5G通信官方公眾號,免費領取以下5G精品資料
  • 1、回復“YD5GAI”免費領取《中國移動:5G網絡AI應用典型場景技術解決方案白皮書
  • 2、回復“5G6G”免費領取《5G_6G毫米波測試技術白皮書-2022_03-21
  • 3、回復“YD6G”免費領取《中國移動:6G至簡無線接入網白皮書
  • 4、回復“LTBPS”免費領取《《中國聯通5G終端白皮書》
  • 5、回復“ZGDX”免費領取《中國電信5GNTN技術白皮書
  • 6、回復“TXSB”免費領取《通信設備安裝工程施工工藝圖解
  • 7、回復“YDSL”免費領取《中國移動算力并網白皮書
  • 8、回復“5GX3”免費領取《R1623501-g605G的系統(tǒng)架構1
  • 本周熱點本月熱點

     

      最熱通信招聘

      最新招聘信息