电磁环境监测方法、系统及存储介质技术方案

本发明专利技术公开了一种电磁环境监测方法、系统及存储介质，所述方法包括以下步骤：获取各电磁信息中的电磁辐射源特征；对所述电磁辐射源特征进行电磁场空间分布反演，重构电磁态势体数据场；将所述电磁态势体数据场进行可视化显示。本发明专利技术提高了电磁环境精确测量，并能够快速准确感知电磁环境。

【技术实现步骤摘要】
电磁环境监测方法、系统及存储介质
本专利技术属于网络
，具体涉及一种电磁环境监测方法、系统及存储介质。
技术介绍
随着无线电技术的不断发展，各种无线电业务层出不穷，台站数量急剧增加，无线电频谱资源日趋紧张，电磁环境日益复杂，研究和评价电磁环境的变化趋势也日益重要。电磁环境的状况牵涉众多因素，如各类通信设备的设计研制、通信组网、频率分配、台站设置审批等。为掌握和了解现有频谱资源的使用情况，规范无线电台(站)的管理，保护无线电电磁环境，及时把握电磁辐射污染情况，需要利用电磁环境监测系统开展无线电电磁环境监测和统计分析工作。电磁环境监测是无线电监测部门采用先进的技术手段和设施，对无线电发射的基本参数，如频率、频率误差、发射带宽等指标系统地进行测量，对信号进行监听，对发射标识识别确定，对频段利用率和频道占用度进行统计，对信号使用情况进行分析，以便全面掌握电磁环境，查找不明信号和非法电台。电磁环境监测实质是电磁频谱管理的一部分。在战场上，电磁环境的监测主要是采用电子侦察的方式搜集对方的电子情报。利用部署在太空、空中、地/海/面的各种侦察监视手段，对敌方雷达、通信等电子装备进行侦察监视，掌握其位置和技术参数。由于电磁频谱管理本质上是频率、空间和时间的三维管理，频率管理的重点是频率和业务种类管理。因此，电磁环境监测就是对所处环境的频率、空间和时间的监测。不同频段的电波传播规律各不相同，对频谱监测必须要依据电波传播规律和业务种类，并结合时间和空间环境等具体情况，进行综合有序地监测。当前电磁环境监测系统通常由天线传感器部分、信号处理、数据处理部分、接口部分以及电源部分组成。其中天线传感器部分通常采用多付天线和场强传感器进行电磁环境数据的采集，天线可接收电磁环境或电子设备周围的电磁场信号，将其转变为电压信号。电场探测仪用于各种远场、近场电磁辐射测量。可以测量电场和磁场强度。信号处理部分主要是剔除异常数据，进行电磁数据的拼接和整合分析。对指定信号自动进行参数测试和分析，对不明信号进行相关频率分析，进行有害干扰频率查找。数据处理是对电磁数据进行可视化映射和显示处理。国内近几年才开始对电磁场数据可视化进行研究。开始人们只借助于Matlab这样的科学可视化工具通过其与常规软件开发工具(VC，VB等)的结合进行电磁场数据可视化平台的设计，解决的问题主要是利用Activex技术，在常规开发工具中实现对Matlab中函数的调用，实现电磁数据的二维、三维可视化显示。目前虽然在电磁环境监测方面已取得了相当的研究成果，但在很多方面还存在如下不足：1)为进行宽频段电磁环境感知，需要采用双锥天线、螺旋天线、对数周期天线、双脊喇叭天线等多付天线覆盖整个工作频带；2)采用电场探测仪只能得到电磁环境的场强值，不能得到功率密度和频域信息；3)利用抛物面天线进行焦平面电磁环境数据采集，其视场小精度低，只能应用于局域近场的电磁泄漏检测；4)在传统的电磁环境监测中，电磁辐射源的频率、带宽以及位置等特性无法快速提取；5)电磁环境监测结果显示的可理解性差，影响指挥员迅速做出决策。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种电磁环境监测方法、系统及存储介质，解决电磁环境精确测量和快速准确感知的问题。依据本专利技术的一个方面，提供一种电磁环境监测方法，包括以下步骤：获取电磁信息中的电磁辐射源特征；对所述电磁辐射源特征进行电磁场空间分布反演，重构电磁态势体数据场；将所述电磁态势体数据场进行可视化显示。可选地，本专利技术所述方法中，在获取电磁信息中的电磁辐射源特征之前，还包括：采用宽带数字波束天线阵面获取空间中的各种电磁信息。所述宽带数字波束天线阵面获取空间中的电磁信息，包括：利用宽带数字波束天线阵进行电磁波的接收，采用数字波束形成DBF技术进行波束的合成与控制，构建双阵、多阵以及外辐射源多种接收样式，通过信号转换和数模变换得到电磁信息。可选地，本专利技术所述方法中，所述获取电磁信息中的电磁辐射源特征，包括：对各电磁信息进行融合关联、单脉冲测向处理得到电磁射频参数，从所述电磁射频参数中提取电磁辐射源特征。可选地，本专利技术所述方法中，所述对所述电磁辐射源特征进行电磁场空间分布反演，重构电磁态势体数据场，包括：根据所述电磁辐射源特征中的电磁辐射发射功率、电磁波频率、天线增益数据，利用计算电磁学算法以及电波传播模型对电磁辐射源的辐射强度和覆盖范围进行反演，生成空间各点的电磁环境数据，利用所述电磁环境数据重构电磁态势体数据场。可选地，本专利技术所述方法中，所述利用所述电磁环境数据重构电磁态势体数据场，包括：根据所述电磁环境数据中的辐射源个数、传播衰减模型、空间分布位置及本身属性参数计算出离散单元处的合成场强值，将电磁空间离散化，得到电磁态势体数据场。可选地，本专利技术所述方法中，所述将电磁态势体数据场进行可视化显示，包括：对所述电磁态势体数据场进行数据处理、可视化映射、绘制和显示，其中所述可视化映射，包括将所述电磁辐射源的频率映射成颜色和所述电磁辐射源的强度映射成明亮。依据本专利技术的另一个方面，提供一种电磁环境监测系统，包括：信息获取模块，用于获取电磁信息中的电磁辐射源特征；信息处理模块，用于对所述电磁辐射源特征进行电磁场空间分布反演，重构电磁态势体数据场；信息显示模块，用于将所述电磁态势体数据场进行可视化显示。可选地，本专利技术所述系统中，还包括信息采集模块，所述信息采集模块，用于采用宽带数字波束天线阵面获取空间中的各种电磁信息。所述信息采集模块，具体用于利用宽带数字波束天线阵进行电磁波的接收，采用数字波束形成DBF技术进行波束的合成与控制，构建双阵、多阵以及外辐射源多种接收样式，通过信号转换和数模变换得到电磁信息。可选地，本专利技术所述系统中，所述信息处理模块，具体用于根据所述电磁辐射源特征中的电磁辐射发射功率、电磁波频率、天线增益数据，利用计算电磁学算法以及电波传播模型对电磁辐射源的辐射强度和覆盖范围进行反演，生成空间各点的电磁环境数据，利用所述电磁环境数据重构电磁态势体数据场。依据本专利技术的第三个方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现电磁环境监测方法的步骤。本专利技术的有益效果：本专利技术对电磁辐射源特征进行电磁场空间分布反演，重构电磁态势体数据场，将所述电磁态势体数据场进行可视化显示；实现了利用感知到的电磁辐射源数据进行电磁环境反演重构，系统地监测和记录电磁环境频谱数据，对干扰源进行测向定位和特征提取分析，并将电磁态势数据以可视化的形式在二维三维地图上用彩色图像显示电磁环境。从而为及时、全面、动态的获得精确的电磁环境信息提供技术支撑，进一步地为复杂电磁环境频谱管理与辅助决策提供技术支撑。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本专利技术的具体实施方式。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。图1为本专利技术第一实施例提供的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电磁环境监测方法，其特征在于，包括以下步骤：获取电磁信息中的电磁辐射源特征；对所述电磁辐射源特征进行电磁场空间分布反演，重构电磁态势体数据场；将所述电磁态势体数据场进行可视化显示。

【技术特征摘要】
1.一种电磁环境监测方法，其特征在于，包括以下步骤：获取电磁信息中的电磁辐射源特征；对所述电磁辐射源特征进行电磁场空间分布反演，重构电磁态势体数据场；将所述电磁态势体数据场进行可视化显示。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在获取电磁信息中的电磁辐射源特征之前，还包括：采用宽带数字波束天线阵面获取空间中的各种电磁信息。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取电磁信息中的电磁辐射源特征，包括：对各电磁信息进行融合关联、单脉冲测向处理得到电磁射频参数，从所述电磁射频参数中提取电磁辐射源特征。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述电磁辐射源特征进行电磁场空间分布反演，重构电磁态势体数据场，包括：根据所述电磁辐射源特征中的电磁辐射发射功率、电磁波频率、天线增益数据，利用计算电磁学算法以及电波传播模型对电磁辐射源的辐射强度和覆盖范围进行反演，生成空间各点的电磁环境数据，利用所述电磁环境数据重构电磁态势体数据场。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述利用所述电磁环境数据重构电磁态势体数据场，包括：根据所述电磁环境数据中的辐射源个数、传播衰减模型、空间分布位置及本身属性参数计算出离散单元处的合成场强值，将电磁空间离散化，得到电磁态势体数...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘民，陆军，叶海军，沈月伟，孙泽奇，唐晓斌，刘姜玲，吕政良，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司电子科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11