無線電信號探測應用及發(fā)展

趙翔宇 張燕

摘要：目前，無線電技術已經越來越多地滲透到各個行業(yè)，對其相關技術的研究也變得越來越重要。從無線電信號檢測技術的角度出發(fā)，考慮到影響無線電信號檢測應用的相關方面，分析了無線電信號檢測涉及的工作原理、檢測過程中涉及的基本問題、檢測系統(tǒng)等，重點討論和分析了無線電信號檢測技術在測向定位、遙控、軟件無線電和遙感等方面的應用，最后討論了無線電信號檢測的未來發(fā)展趨勢。

關鍵詞：無線電;信號探測

前言

隨著無線電技術的積累和發(fā)展，越來越多的信息可以通過無線電信號來承載。信息已成為當今社會的重要資源，其應用領域越來越廣泛。因此，如何探測與識別無線電信號就顯得很重要。

1 無線電信號特征

在無線通信電路中，特別是在高頻通信中，需要處理的無線電信號主要包括高頻載波信號、基帶信號和調制信號，無線電信號有以下四個主要特征。

1.1信號的時間特性

無線電信號的時間特性是信號隨時間變化有多快的特性。它需要電路傳輸信號的時間來匹配。

1.2信號的頻譜特性

無線電信號的頻譜特性是指信號中所包含的每個頻率分量的特殊特性。

1.3信號的傳播特性

無線電信號的傳播特性主要根據無線電信號所處的頻帶來區(qū)分。發(fā)射天線輻射出響應后，無線電波的能量會擴散，使接收機只能接收到很小一部分;另外，在傳播過程中，無線電波的能量會在傳播過程中被一些物質吸收，導致信號強度衰減很大。

1.4信號的調制特性

信號的調制特性是指利用被調制信號來控制高頻載波的相關參數(shù)，使載波信號的相應參數(shù)隨被調制信號的規(guī)律性變化而變化。

2 無線電信號探測工作原理

通過從諸如天線的射頻接收器接收信號，無線電信號檢測可以被轉換成中頻信號，例如70兆赫信號。數(shù)字中頻信號經模擬/數(shù)字芯片采樣后，相應的信號經變頻濾波后從中頻轉換到基帶。在上位機和分析信號芯片上對信號進行相關分析，利用相關算法對信號的功率譜進行估計和分析。在這個過程中，需要相對較大的實時信號處理能力來處理大量的數(shù)據傳輸處理工作，對無線物理層信號進行數(shù)據處理。天線接收到高頻信號后，通過射頻模塊將信號轉換為中頻信號，然后相關芯片將中頻信號轉換為基帶信號，并將處理后的高速模擬信號傳輸給服務器。無線電信號探測器就是利用無線電信號的特性，根據頻率來捕捉信號，通過捕捉信號找到信號源。

3 如何探測與識別無線電信號

3.1無線電信號探測的基本問題

無線電信號檢測技術包括信號檢測與識別的基本問題信號調制方式電磁信號檢測、識別、語音、數(shù)據、圖像檢測、信號極化方式識別等?！ねㄟ^采集某無線電信號探測器的特征參數(shù)和工藝參數(shù)識別電磁信號的來源類型、性質及其傳輸手段、調制方式、攜帶信息、極化方式這對無線電探測的發(fā)展具有重要意義。

3.2無線電信號探測識別系統(tǒng)的構成

無線電信號檢測與識別系統(tǒng)結構如圖1所示。目標信號數(shù)據的獲取是指計算機可以通過相關的操作符號來表示所研究的信號空間對象;預處理的目的是去除干擾噪聲，提高信號的有用信息強度。特征提取與選擇是信號檢測與識別中需要解決的基本問題，確定信號調制識別的特征參數(shù)。分類決策是將模式識別對象在特征空間中分類為某一類。

4 無線電信號探測技術應用領域

4.1無線電測向定位

通過無線電測向實現(xiàn)電磁波輻射源的橫向定位是無線電監(jiān)測系統(tǒng)必須實現(xiàn)的重要功能之一。其應用主要體現(xiàn)在以下兩個方面：①通過橫向定位信號的來源，找出這些目標的地理位置，探測和跟蹤目標的方位變化，和獲得更多有用的信號和特征參數(shù)提供數(shù)據支持信號來源的識別;②為了為電子干擾和其他手段提供精確的位置制導，無線電橫向定位在軍事領域得到了廣泛的應用。

4.2無線電設備遙控

無線電遙控無線電遙控發(fā)送相關無線電信號的遠程操作技術、遠程終端接收指令信號后，可以給訂單和驅動器或相關終端來完成各種動作，如移動處理、無線遙控爆破，關閉電源開關，控制在艦船、飛機、導彈等方面的廣泛應用。

4.3軟件無線電臺

軟件無線電臺是近年來無線電發(fā)展的一種新思路，也是無線通信系統(tǒng)從硬件系統(tǒng)向軟件模塊的發(fā)展方向。軟件無線電是一個通用的相關硬件平臺，它對相關硬件進行模塊化和標準化，然后通過總線進行連接。它可以使多個軟件系統(tǒng)模塊實現(xiàn)各種無線電通信功能。其軟件的靈活性和結構的開放性是原有硬件功能設備所無法替代的。

4.4無線電遙測計算

無線電遙測技術可用于遠程測量目標區(qū)域。例如，遙感衛(wèi)星就是無線電遙測技術的應用。遙感衛(wèi)星位于空間軌道上，可以對探測區(qū)域進行大范圍的實時測量，快速獲得所需的數(shù)據，如大氣壓力、空氣濕度、空氣清潔度、大氣溫度、大氣壓力、降雨量等。通過遙感衛(wèi)星將設備內部轉化成電信號，并通過程序代碼發(fā)送到互聯(lián)網或氣象站，使人們及時獲得某一地區(qū)的天氣信息。這種方法被稱為“無線電遙測法”。

5 無線電信號探測未來發(fā)展趨勢

物聯(lián)網的發(fā)展和通信巨頭的介入，極大地推動了無線電信號檢測技術的發(fā)展和進步。無線電信號檢測技術正朝著軟件化、數(shù)字化、多功能的方向發(fā)展，數(shù)字化和軟件技術是當前的技術熱點;紅外探測器具有技術相對成熟、成本相對較低的優(yōu)勢，在未來仍將具有強大的生命力。如今，隨著物聯(lián)網時代的興起，紅外探測器也進入了物聯(lián)網時代，有著廣闊的前景。

結語

綜上所述，無線電探測技術發(fā)展迅速，且在各界內得到了廣泛應用。然而，隨著社會的發(fā)展和科學技術的進步，許多干擾無線電信號的因素逐漸出現(xiàn)，如同頻干擾、互調干擾、雜散干擾和鄰道干擾。雖然這些干擾因素已經有了明顯的改善，但它們仍然在一定程度上影響著無線電信號的質量。因此，如何在無線電傳輸過程中避免其他因素的干擾，仍然需要科學家們的不懈努力。

參考文獻：

[1]劉雨. 基于軟件無線電技術的無線信道測量方法研究[D].北京交通大學，2020.

[2]劉曉亮. 基于信道探測的虛擬路測技術研究與實現(xiàn)[D].北京交通大學，2020.

[3]張躍飛，趙翔宇，蘇坦.信號飽和對遙測設備自跟蹤影響的研究及應用[J].無線電工程，2020，50（01）：57-60.

[4]黃邦彥. 高速移動環(huán)境LTE系統(tǒng)無線信道與性能聯(lián)合測試方法研究[D].北京交通大學，2019.

[5]張躍飛，趙翔宇，蘇坦.信號飽和對遙測設備自跟蹤影響的研究及應用[J].無線電工程，2020，50（01）：57-60.