主题：【资料】无线电磁环境监测与分析

无线电磁环境监测与分析
贵州省信息产业厅无线电管理局 夏跃兵


摘 要
对无线电磁环境的定义和测量、分析方法进行阐述。说明了无线电磁环境的测量方法以及测量时应注意的事项，如保证监测系统本身的准确性、监测资料正确记录。最后介绍了在实际工作中，电磁环境分析软件的基本要求、主要功能及辅助应用。

关键词
电磁环境 监测 分析 应用
0前言
    在诸多无线电管理文件和资料中，经常出现“电磁环境恶化”、“电磁环境复杂”等术语，这在某种程度上表明了电磁环境在无线电管理工作中的重要性。如何测量和判别电磁环境的优劣，对于我们维护电波秩序、主动查处有害干扰、科学规划和利用无线电频谱资源有着极为重要的作用。下而，笔者结合无线电监测实践，与大家分享一些对无线电磁环境监测和分析的认识。
1电磁环境监测
1．1电磁环境的定义
    GB／T4365—1995对电磁环境有这样的描述：电磁环境是指存在于给定场所的所有电磁现象的总和。此定义包括了两层含义：第一，电磁环境是指某一给定场所，有限定  的地区范围；
    第二，电磁环境是在给定地区范围内所有电磁现象的总和，包括自然界电磁现象、人为电磁现象。电磁噪声是一种明显不传递信息的时变电磁现象，它可能与有用信号叠加或组合。电磁环境的优劣直接影响无线电设备的工作质量，恶劣的电磁环境会导致无线电设备不能正常工作，这就是我们常说的电磁噪声干扰。无线电环境是指无线电频率范围内的电磁环境。指在给定场所内所有处于工作状态的无线电发射机产生的电磁场总和，属于人为电磁现象(人工装置所产生的电磁现象)的范畴。
1．2电磁环境监测设备
    电磁环境的监测通常需要专用的设备来完成。电磁环境的监测设备的要求不同于通信接收机，通信接收机是用于再现一个信号，在接收这种信号中灵敏度和速度起着重要的作用。电磁环境监测设备是用来测试电磁噪声和无线电信号的电平和频率等指标，所测量的可能是干扰源，也可  能是无线电信号。因此，对它的要求是测量精度。
1．2．1临测接收机
    由于在电磁环境洲量中，经常出现具有不同带宽特性的信号，所以对监测接收机的互调特性也有严格的要求。为适应各种调制形式信号的测量，除可接收正弦波信号外，更常用于接收脉冲干扰信号。因此，监测接收机应具有平均值检波、峰值检波和准峰值检波功能，依据不同的测量对象，选择检波方式。实际测量的信号基本可以分为三类：连续波、脉冲波和随机噪声。连续波干扰(如：载波、电源谐波和本振)是窄带干扰，往无调制的情况下用峰值、有效值或平均值检波器均可以检测出来，且测量的幅度相同。对于脉冲干扰信号，峰值检波器可以很好地反映脉冲的最大值，但反映不出脉冲重复频率的变化。这时，使用准峰值检波器最为合适，其加权系数随脉冲信号重复频率的变化而改变，重复频率低的脉冲信号引起的干扰小，反之加权系数大。而用平均值、有效值检波器测量脉冲信号，其读数也与脉冲重复的频率有火。随机十扰的来源有热噪声、雷达日标反射以及自然噪声等，这时，主要分析平稳随机过程干扰信号的测量，通常使用有效值和平均值检波器来测量。
    利用检波器的特性，通过比较信号在不同检波方式下的响应，就可以判别所测未知信号的类型，确定干扰信号的性质。例如，用峰值检波器来测量某一干扰信号，改为平均值或有效值检波时幅度小变，则该信号是窄带信号。若幅度发生变化，则该信号可能是宽带信号(即频谱超过接收机分辩带宽的信号，如脉冲信号)。
    对于电磁环境监测设备，需要注意的是：(1)防止输入端过载；(2)选用合适的检波方式；(3)测试前要进行校准；(4)选择适合的预选器。
    无论是高电平的窄带信号还是具有一定频谱强度的宽带信号，都可能导致测量接收机输入端混频器过载，产生错误的测量结果。对于脉冲类的宽带信号，任混合器前进行滤波(也称为预选)，可避免发生过载的现象。不经预选 时，宽带信号的所有频谱分量都同时出现在混频器上，若宽带信号的时域峰值幅度超过了混频器的过载电平，便会发生过载情况。经过预选时，由于进行了跟踪滤波，故输入信号频谱只有一部份进入预选器的通带内，到达混频器的输入端，输入信号的频谱强度不会因滤波而改变。这种靠滤波而不是靠衰减来实现的幅度减小，改变了宽带信号测量的动态范围，同时又能维持接收机测量低电平信号的能力。若窄带信号(如连续波信号)处在预选滤波器的带通内，则预选的过程不会改变测量窄带信号的动态范围。
1．2．2临测天线
    各省(区、市)监测站拥有最多的是覆盖70 MHz～3000 MHz频段的监测设备，同时该频段也是关注程度最高的频段。住此频段进行监测时，要求有覆盖70 MHz～3000 MHz频段的监测天线，监测天线应具有水平和垂直两种极化方式，无方向性，以便更为详尽地监测电磁环境。使用定向天线时，要有尽可能低的方向性，在360°不同方向的增益变化小大于6 dB。监测天线的高度以能够消除地表面反射波的影响为基本要求，一般监测天线高度距地表面(或房顶而)不低下6米。