無線電信號探測應用及發展

鄭志超

摘 要：當前，無線電技術已越來越多地滲透到各個行業，其相關技術的研究也越來越重要。從無線電信號探測技術入手，考慮影響無線電信號探測的應用相關方面，重點分析了無線電信號探測的工作原理，探測過程中涉及到的基本問題，探測系統構成等，特別討論并分析了無線電信號探測技術在測向定位、遙控、軟件無線電臺及遙測上的應用，最后討論了無線電信號探測未來的發展趨勢。

關鍵詞：無線電信號；探測技術；探測系統；測向定位

中圖分類號：TN911.2 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.18.046

隨著無線電技術的積累和發展，無線電信號能承載的信息越來越多，信息已經成為當今社會的重要資源，其應用領域越來越廣。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，特別是高頻通信，要處理的無線電信號主要有高頻載波信號、基帶信號和已調信號3種。無線電信號主要有以下4個特征。

1.1 信號的時間特性

無線電信號的時間特性就是信號隨時間變化快慢的特征。其要求傳輸該信號的電路的時間與之相匹配。

1.2 信號的頻譜特性

無線電信號的頻譜特性指信號中包含各頻率成分的特殊性質。

1.3 信號的傳播特性

無線電信號的傳播特性主要根據該無線電信號所處的頻段或波段加以區分。發射天線輻射出響應后，會使電波的能量擴散，使接收機只能收到其中極小的一部分；加上在傳播過程中，電波的能量會被傳播途中一些物質所吸收而導致信號強度大大衰減。

1.4 信號的調制特性

信號的調制特性是指用調制信號控制高頻載波的相關參數，使載波信號的相應參數隨調制信號的規律變化而變化。

2 無線電信號探測工作原理

無線電信號探測可以通過天線等射頻接收器的接收信號轉換為中頻信號，比如70 MHz的信號。通過模擬/數字芯片采樣得到數字中頻信號后，通過變頻、濾波處理后，將相應的信號從中頻轉換到基帶中，在電腦上位機及分析信號芯片中對信號進行相關分析，并采用相關算法進行信號的功率頻譜估計并加以分析。在此過程中，需要比較大的實時信號處理能力來處理大量的數據傳輸處理工作，并對于無線電物理層信號進行數據處理。天線接收到高頻信號后，通過射頻模塊將信號轉變為中頻信號，然后相關芯片將中頻信號轉變為基帶信號，并將處理的高速模擬信號傳輸給服務器端。無線電信號探測器是利用無線電信號的特點，根據頻率來捕捉信號，通過捕捉到信號找到信號源。

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

信號探測識別技術包括信號調制樣式的探測、電磁信號敵我識別、語音、數據、圖像探測、信號源極化方式識別等，通過無線電信號探測器獲取的信號特征參數和技術參數識別源所屬類型、性質及電磁信號的發射方式、調制方式、攜帶信息、極化方式等，對無線電探測的發展具有重要意義。

3.2 無線電信號探測識別系統的構成

無線電信號探測識別系統的構成如圖1所示。目標信號數據獲取就是計算機可以通過相關運算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，并提高有用信息信號強度；特征提取與選擇是信號探測識別需要解決的基本問題，確定信號調制方式識別的特征參數；分類決策就是在特征空間將模式識別對象歸為某類。

4 無線電信號探測技術應用領域

4.1 無線電測向定位

電磁波輻射來源的側向定位是無線電監測系統必須實現的重要功能之一，它的應用主要體現在以下2方面：①通過對信號源的側向定位，探明這些目標的地理位置，探測跟蹤目標的方位變化，獲取更多的有用信號和特征參數，為信號源的識別提供數據支持；②為實施電子干擾等手段提供精確的位置引導，無線電側向定位在軍事領域有廣泛的運用。

4.2 無線電設備遙控

無線電設備遙控是發送相關無線電信號遠程操作的一種技術，指令信號被遠程終端接收后，可以下達指令或并驅動相關終端去完成各種動作，比如移動手柄、無線遙控爆破、閉合電源開關，在控制船舶、飛機、導彈等方面應用極為廣泛。

4.3 軟件無線電臺

軟件無線電臺是近年無線電發展的新思路，也是無線通信系統的硬件系統向軟件模塊發展的方向。軟件無線電是將相關硬件模塊化、標準化，然后以總線方式連接而成的通用的相關硬件平臺，可以使多個軟件系統模塊實現各種無線電通信功能的一種開放式無線電臺的體系結構。其軟件的靈活性和結構的開放性是原有硬件功能設備無法代替的。

4.4 無線電遙測計算

無線電遙測可以對目標區域進行遠程量測，比如遙感衛星就是應用無線電遙測技術。遙感衛星設在太空軌道上，可以大范圍實時測勘探區域并迅速獲取所需資料，比如大氣壓強、空氣濕度、空氣潔凈度、大氣溫度、大氣壓、降雨量等。通過遙感衛星內部設備轉換成電信號，并通過程序編碼發送至互聯網或者氣象臺，使得人們及時獲取某一區域的氣象信息。這種方法被稱為“無線電遙測”。

5 無線電信號探測未來發展趨勢

物聯網的發展和通信巨頭的介入極大地推動了無線電信號探測技術發展和前進的步伐，無線電信號探測技術正朝向著軟件化、數字化、多功能化的趨勢發展，數字化和軟件化技術是目前技術熱點；紅外探測器具備技術相對成熟、成本相對低廉等優點，未來必將仍有旺盛的生命力。如今物聯網時代興起，紅外探測器步入物聯網時代，前景廣闊。

參考文獻

[1]江國舟，江超.微弱信號檢測的基本原理與方法研究[J].湖北師范學院學報（自然科學版），2001，21（4）：45-48.

〔編輯：劉曉芳〕