无线电信号探测应用及发展

郑志超

摘 要：当前，无线电技术已越来越多地渗透到各个行业，其相关技术的研究也越来越重要。从无线电信号探测技术入手，考虑影响无线电信号探测的应用相关方面，重点分析了无线电信号探测的工作原理，探测过程中涉及到的基本问题，探测系统构成等，特别讨论并分析了无线电信号探测技术在测向定位、遥控、软件无线电台及遥测上的应用，最后讨论了无线电信号探测未来的发展趋势。

关键词：无线电信号；探测技术；探测系统；测向定位

中图分类号：TN911.2 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.18.046

随着无线电技术的积累和发展，无线电信号能承载的信息越来越多，信息已经成为当今社会的重要资源，其应用领域越来越广。因此，如何探测与识别无线电信号就显得很重要。

1 无线电信号特征

在无线通信电路中，特别是高频通信，要处理的无线电信号主要有高频载波信号、基带信号和已调信号3种。无线电信号主要有以下4个特征。

1.1 信号的时间特性

无线电信号的时间特性就是信号随时间变化快慢的特征。其要求传输该信号的电路的时间与之相匹配。

1.2 信号的频谱特性

无线电信号的频谱特性指信号中包含各频率成分的特殊性质。

1.3 信号的传播特性

无线电信号的传播特性主要根据该无线电信号所处的频段或波段加以区分。发射天线辐射出响应后，会使电波的能量扩散，使接收机只能收到其中极小的一部分；加上在传播过程中，电波的能量会被传播途中一些物质所吸收而导致信号强度大大衰减。

1.4 信号的调制特性

信号的调制特性是指用调制信号控制高频载波的相关参数，使载波信号的相应参数随调制信号的规律变化而变化。

2 无线电信号探测工作原理

无线电信号探测可以通过天线等射频接收器的接收信号转换为中频信号，比如70 MHz的信号。通过模拟/数字芯片采样得到数字中频信号后，通过变频、滤波处理后，将相应的信号从中频转换到基带中，在电脑上位机及分析信号芯片中对信号进行相关分析，并采用相关算法进行信号的功率频谱估计并加以分析。在此过程中，需要比较大的实时信号处理能力来处理大量的数据传输处理工作，并对于无线电物理层信号进行数据处理。天线接收到高频信号后，通过射频模块将信号转变为中频信号，然后相关芯片将中频信号转变为基带信号，并将处理的高速模拟信号传输给服务器端。无线电信号探测器是利用无线电信号的特点，根据频率来捕捉信号，通过捕捉到信号找到信号源。

3 如何探测与识别无线电信号

3.1 无线电信号探测的基本问题

信号探测识别技术包括信号调制样式的探测、电磁信号敌我识别、语音、数据、图像探测、信号源极化方式识别等，通过无线电信号探测器获取的信号特征参数和技术参数识别源所属类型、性质及电磁信号的发射方式、调制方式、携带信息、极化方式等，对无线电探测的发展具有重要意义。

3.2 无线电信号探测识别系统的构成

无线电信号探测识别系统的构成如图1所示。目标信号数据获取就是计算机可以通过相关运算符号来表示所研究的信号空间对象；预处理的目的是去除干扰噪声，并提高有用信息信号强度；特征提取与选择是信号探测识别需要解决的基本问题，确定信号调制方式识别的特征参数；分类决策就是在特征空间将模式识别对象归为某类。

4 无线电信号探测技术应用领域

4.1 无线电测向定位

电磁波辐射来源的侧向定位是无线电监测系统必须实现的重要功能之一，它的应用主要体现在以下2方面：①通过对信号源的侧向定位，探明这些目标的地理位置，探测跟踪目标的方位变化，获取更多的有用信号和特征参数，为信号源的识别提供数据支持；②为实施电子干扰等手段提供精确的位置引导，无线电侧向定位在军事领域有广泛的运用。

4.2 无线电设备遥控

无线电设备遥控是发送相关无线电信号远程操作的一种技术，指令信号被远程终端接收后，可以下达指令或并驱动相关终端去完成各种动作，比如移动手柄、无线遥控爆破、闭合电源开关，在控制船舶、飞机、导弹等方面应用极为广泛。

4.3 软件无线电台

软件无线电台是近年无线电发展的新思路，也是无线通信系统的硬件系统向软件模块发展的方向。软件无线电是将相关硬件模块化、标准化，然后以总线方式连接而成的通用的相关硬件平台，可以使多个软件系统模块实现各种无线电通信功能的一种开放式无线电台的体系结构。其软件的灵活性和结构的开放性是原有硬件功能设备无法代替的。

4.4 无线电遥测计算

无线电遥测可以对目标区域进行远程量测，比如遥感卫星就是应用无线电遥测技术。遥感卫星设在太空轨道上，可以大范围实时测勘探区域并迅速获取所需资料，比如大气压强、空气湿度、空气洁净度、大气温度、大气压、降雨量等。通过遥感卫星内部设备转换成电信号，并通过程序编码发送至互联网或者气象台，使得人们及时获取某一区域的气象信息。这种方法被称为“无线电遥测”。

5 无线电信号探测未来发展趋势

物联网的发展和通信巨头的介入极大地推动了无线电信号探测技术发展和前进的步伐，无线电信号探测技术正朝向着软件化、数字化、多功能化的趋势发展，数字化和软件化技术是目前技术热点；红外探测器具备技术相对成熟、成本相对低廉等优点，未来必将仍有旺盛的生命力。如今物联网时代兴起，红外探测器步入物联网时代，前景广阔。

参考文献

[1]江国舟，江超.微弱信号检测的基本原理与方法研究[J].湖北师范学院学报（自然科学版），2001，21（4）：45-48.

〔编辑：刘晓芳〕