【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及短波通信，尤其涉及一种基于矢量天线的短波环境噪声测量方法及装置。
技术介绍
1、在无线通信
，短波（hf）频段因其独特的天波传播特性，在远距离、超视距通信以及对地/海表面的探测中有着广泛的应用。然而，短波环境的噪声对通信质量和探测性能产生严重影响。这些噪声包括自然噪声（如大气噪声、宇宙噪声等）、人为噪声（如工业噪声、通信噪声等）以及短波接收系统自身噪声，这使得短波噪声具有复杂且难以预测的特性。并且短波噪声受天气条件和太阳活动的影响显著，这些因素会导致噪声的统计特性发生显著变化，同时由于短波传播路径的复杂性，短波噪声可能具有复杂的极化特性。因此，这对噪声的极化测量技术和极化敏感的通信或雷达系统提出了更高的要求。
2、国际电信联盟给出了无线电噪声测量方法建议书，描述了在实际无线电应用中测量和评估无线电噪声的方法。对于短波频段的测量，推荐采用高度小于波长十分之一的短垂直单极天线作为测量天线，但短垂直鞭天线对高仰角无线电来波的灵敏度有限，且仅响应垂直极化，限制了对环境噪声的全面分析和理解，与实际接收天线接收到的噪声情况差别较大，尤其是水平极化类接收天线。同时，这些传统方法往往无法提供噪声的极化信息，如极化方向和极化类型等，这在后续噪声或干扰信号处理中是非常重要的。
技术实现思路
1、本专利技术提供公开了一种基于矢量天线的短波环境噪声或干扰的测量方法，主要解决现有技术中短波通信中难以进行噪声环境的实时评估和预测的技术问题，以提高短波环境噪声测量的效率和全面性，
2、为实现上述目的，按照本专利技术的第一个方面，提供了一种基于矢量天线的短波环境噪声或干扰测量方法，包括：
3、步骤1：获取矢量天线在笛卡尔坐标系中三个方向轴上的噪声或干扰信号的电场幅度和相位信息，并确定所述噪声或干扰信号在笛卡尔坐标系中三个方向轴上的电场分量；
4、步骤2：基于所述电场幅度确定所述噪声或干扰信号的方位角和俯仰角；
5、步骤3：根据所述方位角和俯仰角将所述噪声或干扰信号在笛卡尔坐标系中三个方向轴上的电场分量分别转换为球坐标系中三个方向上的电场分量，获得所述噪声或干扰信号的方位分量和俯仰分量；
6、步骤4：基于所述方位分量和俯仰分量进行极化比计算获得所述噪声或干扰信号的极化比信息；
7、步骤5：重复上述步骤1-4，获得多个噪声或干扰信号的极化比信息，并进行统计处理，完成短波环境噪声测量。
8、根据所述的基于矢量天线的短波环境噪声测量方法，所述噪声或干扰信号的方位分量和俯仰分量的获取步骤包括：
9、确定所述噪声或干扰信号的在俯仰方向、方位方向的电场的幅度信息和相位信息；
10、根据所述在俯仰方向、方位方向的电场的幅度信息和相位信息确定所述噪声或干扰信号的方位分量和俯仰分量，所述幅度信息的获取方式包括：分别计算分量实部和虚部的平方和并开方；所述相位信息的获取方式包括：计算电场分量虚部与实部比值的反正切。
11、根据所述的基于矢量天线的短波环境噪声测量方法，所述进行统计处理的步骤包括：
12、基于所述极化比信息进行概率密度分布计算生成概率密度分布图像；
13、对所述概率密度分布图像与预设概率分布样本进行比对，获得噪声或干扰信号的统计分析结果。
14、根据所述的基于矢量天线的短波环境噪声测量方法，所述对所述概率密度分布图像与预设概率分布样本进行比对，获得噪声或干扰信号的统计分析结果的步骤包括：
15、获取方位分量和俯仰分量进行协方差计算获得方位分量和俯仰分量的协方差矩阵；
16、根据所述协方差矩阵确定方位分量和俯仰分量幅度比的概率密度。
17、所述幅度比的概率密度的确定方式为：
18、；
19、其中，为的方差；为的方差；幅度比为；为和之间的协方差、分别为矢量天线在球坐标系中方位和俯仰方向轴上接收到的电场分量。
20、根据所述的基于矢量天线的短波环境噪声测量方法，所述对所述概率密度分布图像与预设概率分布样本进行比对，获得噪声或干扰信号的统计分析结果的步骤还包括：
21、根据所述协方差矩阵确定所述方位分量和俯仰分量相位差的概率密度；
22、所述相位差的概率密度的具体确定方式为：
23、
24、其中，是的相角，是噪声或干扰的复相关系数；和分别为和之间的协方差；为的方差；为的方差。
25、根据所述的基于矢量天线的短波环境噪声测量方法，所述对所述概率密度分布图像与预设概率分布样本进行比对，获得噪声或干扰信号的统计分析结果的步骤还包括：
26、根据所述协方差矩阵确定所述方位分量和俯仰分量瞬时极化比的概率密度；
27、所述瞬时极化比的概率密度的具体确定方式为：
28、；
29、其中，和分别为瞬时极化比的实部和虚部；和分别为和之间的协方差；为的方差；为的方差。
30、根据所述的基于矢量天线的短波环境噪声测量方法，所述对所述概率密度分布图像与预设概率分布样本进行比对，获得噪声或干扰信号的统计分析结果的步骤还包括：
31、通过俯仰分量的极化分量功率统计分布函数。
32、第二方面，本专利技术还提供一种基于矢量天线的短波环境噪声测量装置，包括：
33、第一分析模块，用于获取矢量天线在笛卡尔坐标系中三个方向轴上的噪声或干扰信号的电场幅度和相位信息，并确定所述噪声或干扰信号在笛卡尔坐标系中三个方向轴上的电场分量；
34、第二分析模块，用于基于所述电场幅度确定所述噪声或干扰信号的方位角和俯仰角；
35、第三分析模块，用于根据所述方位角和俯仰角将所述噪声或干扰信号在笛卡尔坐标系中三个方向轴上的电场分量分别转换为球坐标系中三个方向上的电场分量，获得所述噪声或干扰信号的方位分量和俯仰分量；
36、第四分析模块，用于基于所述方位分量和俯仰分量进行极化比计算获得所述噪声或干扰信号的极化比信息；
37、第五分析模块，用于获取多个噪声或干扰信号的极化比信息，并进行统计处理，完成短波环境噪声测量。
38、第三方面，本专利技术提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述基于矢量天线的短波环境噪声测量方法的步骤。
39、第四方面，本专利技术还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述基于矢量天线的短波环境噪声测量方法的步骤。
40、总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
41、（1）本专利技术利用矢量天线具备多天线元素的特点，能够在单次测量中获取多个方向的噪声数据，极大地提高了测量的效率，减少了测量时间和工作量本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于矢量天线的短波环境噪声或干扰测量方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于矢量天线的短波环境噪声测量方法，其特征在于，所述噪声或干扰信号的方位分量和俯仰分量的获取步骤包括：
3.根据权利要求1所述的基于矢量天线的短波环境噪声测量方法，其特征在于，所述进行统计处理的步骤包括：
4.根据权利要求1所述的基于矢量天线的短波环境噪声测量方法，其特征在于，所述对所述概率密度分布图像与预设概率分布样本进行比对，获得噪声或干扰信号的统计分析结果的步骤包括：
5.根据权利要求4所述的基于矢量天线的短波环境噪声测量方法，其特征在于，所述对所述概率密度分布图像与预设概率分布样本进行比对，获得噪声或干扰信号的统计分析结果的步骤还包括：
6.根据权利要求4所述的基于矢量天线的短波环境噪声测量方法，其特征在于，所述对所述概率密度分布图像与预设概率分布样本进行比对，获得噪声或干扰信号的统计分析结果的步骤还包括：
7.根据权利要求4所述的基于矢量天线的短波环境噪声测量方法，其特征在于，所述对所述概率密度分布图像与预
8.一种基于矢量天线的短波环境噪声测量装置，其特征在于，包括：
9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述基于矢量天线的短波环境噪声测量方法的步骤。
10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述基于矢量天线的短波环境噪声测量方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种基于矢量天线的短波环境噪声或干扰测量方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于矢量天线的短波环境噪声测量方法，其特征在于，所述噪声或干扰信号的方位分量和俯仰分量的获取步骤包括：
3.根据权利要求1所述的基于矢量天线的短波环境噪声测量方法，其特征在于，所述进行统计处理的步骤包括：
4.根据权利要求1所述的基于矢量天线的短波环境噪声测量方法，其特征在于，所述对所述概率密度分布图像与预设概率分布样本进行比对，获得噪声或干扰信号的统计分析结果的步骤包括：
5.根据权利要求4所述的基于矢量天线的短波环境噪声测量方法，其特征在于，所述对所述概率密度分布图像与预设概率分布样本进行比对，获得噪声或干扰信号的统计分析结果的步骤还包括：
6.根据权利要求4所述的基于矢量天线的短波环境噪声测量方法，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：张志刚，张馨文，佘静怡，赵林，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军工程大学，
类型：发明
国别省市：
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