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复杂电磁环境的超宽带感知
发布时间:2022-05-23 14:30:25 | 作者:超级管理员 | 来源:本站

  面对如此复杂电磁环境,其感知和分析系统需要采用超宽带数字接收器,一方面采取有效的信号捕获、实时分析和信号特征,尽可能不遗漏感兴趣的信号,特别是瞬态信号、弱信号和混合信号;另一方面,需要探索适应复杂信号环境的信号分析技术,以便进行有效的分类、测量和分析。


  3.1宽带实时频谱分析技术。


  立思方利用其宽带实时频谱分析技术(RTSA)充分利用商用无线电平台的接收渠道、数字接收和实时处理技术捕获和分析信号,实现信号的实时触发和捕获,并通过重叠FFT等数字信号处理手段进行多域分析。实现实时频谱分析的关键技术包括:频率模板触发(FMT)和密度频谱分析(密度余晖图)。


  频率模板触发通过预设频率模板与实际收集信号的频谱进行比较,可以可靠地检测复杂频谱特征的瞬态信号,这对于检测捷变信号和突发信号非常重要。密度频谱分析可以动态显示不同时间相同频段的信号特征信息,为复杂电磁环境的感知和分析提供了直观的判断依据。


  频率模板触发和密度频谱分析都需要大量的数据计算。在常见的商用台式仪器中,这些计算大多在定制计算机板上的FPGA中完成。立思方的RTSA技术是基于通用图形加速器(GPGPU),使用商用PXIEGPU协处理器完成专用设备的功能。如果用户有合适的PXI或USRP虚拟仪器硬件模块,也可以获得立思方提供的RTSA功能免费升级服务。


  另一方面,复杂电磁环境的感知和分析也需要探索适应复杂信号环境的信号分析技术,需要高精度的参数测量能力、实时信号分选和处理能力,以便准确提取和识别辐射源信号特征参数。实时信号分选通过测量检测收到的复杂电磁信号的特征参数,并通过这些特征参数完成辐射源信号的分选和识别。同时,实时信号分选还具有较强的信号和分析能力,以便更准确地识别辐射源的特征,提高对敌干扰的效果。


  3.2构建超宽带的频谱感知能力。


  现代雷达系统的频率捷变范围越来越大,信号调制模式也在不断改进。为了分析这些新的频率捷变信号,前沿技术研究人员需要建立超宽带频谱感知系统,以捕捉数百MHz甚至GHz频率范围内的捷变脉冲,并仔细区分其脉内和脉间特征。超宽带的频谱感知系统也可以有效地捕获和分析超短脉冲或宽带脉调制信号。


  超宽带频谱感知和分析系统需要采用超宽带数字接收器,实现高速采集、高精度测量、并行处理多线程数据等高效处理方法,并尽可能保留信号的所有信息。


  然而,超宽带数字接收器具有超高的成本,在市场上很少选择。因此,用户经常使用多个接收器同时收集和分析信号,但由于数据分析路径仍然独立,信号频谱的不连续性导致许多分析技术无法采用。在这一挑战中,李思芳还提出了基于GPU计算的频谱拼接技术,以低成本实现超宽带信号频谱分析。例如,采用多hz带宽的低成本数字接收器,通过频谱拼接技术实现500mhz以上的高带宽,或通过两台1ghz带宽的宽带数字接收器拼接实现近2ghz的超高带宽接收器,实现复杂电磁环境下超宽带射频信号的实时监控和分选,满足不断技术发展的需要。

复杂电磁环境


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