一種電磁環(huán)境實時監(jiān)測方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及電磁環(huán)境監(jiān)測技術領域，本發(fā)明公開了一種電磁環(huán)境實時監(jiān)測方法及 系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002] 隨著電磁技術在民用、軍用領域的廣泛應用，對復雜環(huán)境下的電磁波傳播特性及 整個區(qū)域的場強分布的研究有重大的意義。
[0003] 現(xiàn)有的電磁波傳播特性預測主要分為經驗性模型分析法、半經驗半確定性模型分 析法和確定性模型分析法。經驗模型分析法根據大量的實際電波測量結果統(tǒng)計推導獲得傳 播模型，方法簡單，對環(huán)境信息要求不高，但計算精度較差。確定性模型分析法是基于對無 線傳播基本原理研究，是一種理論性模型，其優(yōu)點是適用性廣、計算精度高等，但運算量很 大，運算速度較慢。半經驗半確定性模型分析法介于兩者之間，在運算量、計算精度、適用范 圍上做了一定權衡，是一種折中的做法。
[0004] 但目前所有算法都是針對配合式輻射源進行的，即預先設置輻射源的位置、信號 強度、頻率等參數(shù)，因為現(xiàn)有做法不能實時對空間中電磁環(huán)境的變化做出響應，大大限制了 該技術的應用范圍。
[0005] 如CN201310754210. 5公開了一種基站的環(huán)境電磁輻射的估算方法和裝置。所述 基站的環(huán)境電磁輻射的估算方法包括：獲取基站在一預測點的廣播波束的第一輻射量估計 值和所述基站在所述預測點的業(yè)務波束的第二輻射量估計值；根據所述第一輻射量估計值 和所述第二輻射量估計值，生成所述基站在所述預測點的環(huán)境電磁輻射估計值。實現(xiàn)該方 法的前提是確定地知道該基站是輻射源，并具體知道該輻射源的參數(shù)。
[0006] 再比如CN201510329815. 9公開了一種仿真強電磁脈沖環(huán)境下的電磁分布情況仿 真方法。該方法使用雙曲余弦函數(shù)模擬時域下的電磁脈沖波形，使用時域有限差分算法對 環(huán)境的電磁場變化進行仿真模擬，使用GPU實現(xiàn)時域有限差分方法的加速，得到時域上的 電磁分布情況，最后通過快速傅里葉變換，得到頻率域上的電磁分布情況，解決了電磁脈沖 武器攻擊下超電大尺寸對象的電磁環(huán)境分布特性計算問題。同樣，實現(xiàn)該方法的前提也是 是確定地知道輻射源以及知道該輻射源的參數(shù)。

【發(fā)明內容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于解決計算電磁環(huán)境時需要預先知道輻射源參數(shù)，無法實時體現(xiàn) 電磁環(huán)境變化的難題，達到能夠針對非配合式輻射源，實時反映空間電磁環(huán)境變化的目的。 本發(fā)明公開了一種電磁環(huán)境實時監(jiān)測方法，本發(fā)明還公開了一種電磁環(huán)境實時監(jiān)測系統(tǒng)。
[0008] 本發(fā)明的技術方案如下
[0009] 本發(fā)明公開了一種電磁環(huán)境實時監(jiān)測方法，其具體包括以下的步驟：步驟一、在需 要監(jiān)測場強的區(qū)域中設置多個監(jiān)測點，所述監(jiān)測點用于實時監(jiān)測場強；步驟二、根據步驟一 監(jiān)測到的場強、監(jiān)測點的位置坐標以及該區(qū)域的地理環(huán)境信息，對輻射源進行實時定位，并 計算出輻射源的發(fā)射功率；步驟三、根據步驟二計算出的輻射源參數(shù)以及需要監(jiān)測的區(qū)域 的地理環(huán)境信息計算出待監(jiān)測區(qū)域的電磁環(huán)境分布情況。
[0010] 更進一步地，上述步驟二具體包括以下的步驟：（1)對輻射源定位；（2)結合各個 監(jiān)測點的位置和確定的輻射源位置，分別計算各個監(jiān)測點與輻射源之間的信號傳播路徑， 所述傳播路徑包括直射路徑、反射路徑和繞射路徑；（3)計算不同路徑傳播的信號在監(jiān)測 點處合成信號的傳播衰減，并結合監(jiān)測點測量的接收信號強度，估計輻射源至各個監(jiān)測點 方向上的輻射功率；(4)結合輻射源到各個監(jiān)測點方向上的輻射功率，綜合評估輻射源的 發(fā)射功率。
[0011] 更進一步地，上述定位具體為采用時差定位或交叉定位來確定輻射源的位置。
[0012] 更進一步地，上述步驟三具體包括：(a)結合地理環(huán)境信息查找出定位后的輻射 源的電磁波的傳播路徑；(b)將地理環(huán)境平均劃分為多個接收點，根據不同的傳播路徑計 算出該地理環(huán)境中每個接收點的場強。
[0013] 更進一步地，上述步驟（a)中的傳播路徑具體包括直射傳播路徑的判斷、反射傳 播路徑的查找以及繞射傳播路徑的查找。
[0014] 更進一步地，上述步驟（b)具體包括：分別計算每條路徑上的直射、繞射和/或反 射傳播衰減，并將每條路徑上得到的場強進行疊加，從而得到每個接收點的場強。
[0015] 更進一步地，直射電場衰減的計算公式為：=f^一k= 2π/λ，其中，E。為 發(fā)射射線場強，d為直達波接收點的射線傳播路徑長度，λ為波長。
[0016] 更進一步地，反射gEp和繞射gEd的計算公式分別為EQXAsXRXej'Ef E(jXAdXDXejkd，其中，AS、AAV別為反射波和繞射波的擴散因子，R、D分別為反射系數(shù)和繞
射系數(shù)，對計算的每條傳播路徑得到的場強進行疊加，求得總場強Etotal， 即可 .， 得到該接收點的場強。
[0017] 本發(fā)明還公開了一種電磁環(huán)境實時監(jiān)測系統(tǒng)，其具體包括監(jiān)測點和計算單元，所 述監(jiān)測點設置電磁探測儀，用于監(jiān)測該位置點的電磁場；所述計算單元用于根據監(jiān)測的值 以及地理環(huán)境信息計算出輻射源的位置及輻射源的發(fā)射參數(shù)，并根據計算出的輻射源結合 地理位置信息計算出接收點的場強。
[0018] 通過采用以上的技術方案，本發(fā)明的有益效果為：解決了電磁環(huán)境計算實時性的 問題。原有做法需要事先設置輻射源參數(shù)，沒法結合實際環(huán)境實時計算，不能對實際環(huán)境的 變化做出快速的響應，該方法可以很好的解決這些問題，實時反映電磁環(huán)境的變化。解決了 對非配合式輻射源產生的電磁環(huán)境計算問題。原有做法只能針對配合式的輻射源，但實際 應用中為了掌控區(qū)域空間電磁環(huán)境，需要能夠計算出配合式和非配合式輻射源引起的電磁 環(huán)境變化，本發(fā)明很好的解決了該問題。節(jié)約人力成本。該發(fā)明可以在無人操控的情況下 自行計算區(qū)域電磁環(huán)境，不需要花費人力對新出現(xiàn)的輻射源進行調查、設置，大大提高了系 統(tǒng)的應用性。
【附圖說明】
[0019] 圖1為本發(fā)明的電磁環(huán)境實時監(jiān)測處理流程圖。
【具體實施方式】
[0020] 下面結合說明書附圖，詳細說明本發(fā)明的【具體實施方式】。
[0021] 本發(fā)明公開了一種電磁環(huán)境實時監(jiān)測方法，其具體包括以下的步驟：步驟一、在需 要監(jiān)測場強的區(qū)域中設置多個監(jiān)測點，監(jiān)測點的數(shù)量根據區(qū)域大小、定位方式來確定，所述 監(jiān)測點用于實時監(jiān)測場強，一般情況下需要測量的參數(shù)包括信號頻率、接收信號強度等參 數(shù)，并根據定位方法的不同，有的時候還需測量時差或測向，具體測定哪些參數(shù)技術人員可 以根據需要進行設定，這里不進行限定；步驟二、根據步驟一監(jiān)測到的場強、監(jiān)測點的位置 坐標以及該區(qū)域的地理環(huán)境信息，對輻射源進行實時定位，并計算出輻射源的發(fā)射射線場 強；具體步驟為：（1)對輻射源定位；（2)結合各個監(jiān)測點的位置和確定的輻射源位置，分別 計算各個監(jiān)測點與輻射源之間的信號傳播路徑，包括直射路徑、反射路徑和繞射路徑；(3) 計算不同路徑傳播的信號在監(jiān)測點處合成信號的傳播衰減，并結合監(jiān)測點測量的接收信號 強度，估計輻射源在輻射源至各個監(jiān)測點方向上的輻射功率；(4)結合輻射源到各個監(jiān)測 點方向上的輻射功率，綜合評估輻射源的發(fā)射功率，例如對于使用全向天線的輻射源可用 各方向上的平均功率作為輻射功率，對于使用定向天線的輻射源，可結合先驗方向圖，采用 擬合的方式估計輻射功率。步驟三、根據步驟二計算出的輻射源參數(shù)以及需要監(jiān)測的區(qū)域 的地理環(huán)境信息計算出待監(jiān)測區(qū)域的電磁環(huán)境分布情況。通過上述步驟，不需要事先知道 輻射源參數(shù)也能夠實時監(jiān)測電磁環(huán)境分布情況，解決了對非配合式輻射源產生的電磁環(huán)境 計算問題，還節(jié)約人力成本。該方法可以在無人操控的情況下自行計算區(qū)域電磁環(huán)境，不需 要花費人力對新出現(xiàn)的輻射源進行調查、設置，大大提高了應用范圍。如圖1所示的電磁環(huán) 境實時監(jiān)測處理流程圖，其包括以下的幾個步驟：首先進行輻射源