计算机硕士论文范文参考
计算机硕士论文范文参考
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计算机硕士论文范文一：无线电干扰分辨与定位方式探讨
干扰信号的区分与甄别
多数情形下我们所扫描测试的频段里有若干个长发信号，那么如何在多个长发信号中区分与甄别出干扰信号?本人结合工作实际归纳了查看频谱图、监听语音、计算等7种方法。
查看频谱图法(见图1、图2)。查看频谱图是最简单的准则，因为我们可以充分了解系统的频率频宽以及期望观察的频带范围。可以透过设定足够宽的频率范围将受影响的接收器信号及邻近的干扰信号均包含在内，用排除法找出干扰频率。通过频谱图识别出干扰信号，需要无线电管理执法人员事先完成一定的基础性工作。大多数监测设备屏幕显示清晰，其高亮无反光显示屏幕即使在强烈日光下显示仍然十分醒目，是判定干扰最直观和有效的手段。在利用频谱图查找干扰前，频谱图数据库里要预存现有环境中有用无线电信号发射情形下的频谱图。频谱图可以实时地将不同的信号反映出来，当产生干扰时，业务人员在第一时间调出预存频谱图与有干扰时的频谱图进行对比分析，注意有干扰时频谱图上新出现的信号，有可能就是干扰频率，锁定疑似干扰频率，其占用带宽、电平等参数在频谱图里一目了然，再进一步进行监听、测试占用带宽、进行AM/FM解调监听等操作，最后确定干扰源。
监听语音法。日常无线电监测发现不明信号，就应该首先进行监听，初步判断干扰源的通信类型，是话音还是数据，有可能的话还要进行相应的解调分析，可以通过监听其模拟信号内容，提取有价值的信息，确定设备使用者从而找到干扰源。对话音或解调出的数据信息进行分析，对于有话音信号的在开启测向等功能的同时逐一进行监听，还要同时打开录音监听功能，实时录制语音，从而识别出话音信号的使用者。如：市场管理者使用的对讲机里除了市场调度内容外还可听到市场热闹的背景噪声。考试作弊语音信息里包含诸如A、B、C、D或1、2、3、4等传输答案话音。在五花八门的话音信息中我们可以对干扰信号作出大概判断。
计算法。当某一信号无法判定其是否为干扰信号时，在已知若干个有用信号发射频率的前提下，我们还可以通过对发射互调公式、接收互调公式、镜象干扰公式和接收寄生干扰公式的分析计算，算出很多个可能的干扰频率，供同步跟踪查找。如三阶一型互调干扰计算公式：f0=2f1-f2或f0=2f2-f1;三阶二型互调干扰计算公式：f0=f1+f2-f3;镜像干扰=f1f0=fb±fz(fb为本振频率，fz为中频频率);同频干扰：f0≈f1。将计算结果与受干扰频率进行比较，如果可疑频率与计算结果频率相同或接近，我们就可以确定该频率即为与计算公式对应的干扰类型，进而对形成组合的频率判定其为相应干扰信号;也可通过互调分析软件计算出可能的互调频率组合，来分析干扰是否为互调干扰，进行重点监测。
设备检测法。测试杂散发射限值是无线电设备检测的主要内容之一。杂散发射限值的测试能够帮助我们发现由设备自身性能差而造成的自身干扰。无线电发射设备的杂散发射是产生通信干扰的重要原因，由于杂散发射超过限值就产生了自身干扰。自身干扰在无线电干扰中占有相当大的比例，近年来青海省海西无线电管理处查处的干扰类型中自身干扰占到50%左右。自身干扰通常是由于天线、馈线、高频滤波器接触不良或不同金属相接触以及由于元器件的老化、氧化等原因造成的无用信号发射并相互调制而引入的干扰。这类干扰在进行设备检测时排查解决。
占用带宽判定法。多数无线电用户开展的业务对频带占用带宽有严格要求，因此，通过干扰信号的带宽也能大致分辨干扰的来源(见表1)。
停机实验法。停机实验法的前提是在已知多个与受干扰频率相关的频段内多个疑似干扰强信号的前提下，通过逐一关停并观察干扰变化情况，如果关停某个发信机干扰完全消失，即可直接找到干扰源。
查看干扰信号的其他特征。除语音、带宽等以外，还可以通过干扰信号的功率电平、监测设备灵敏度等表现特征判定干扰的类型，如：干扰信号仅与有用信号同时出现，则可能是交调干扰或大信号阻塞干扰;将受干扰电台的接收天馈线直接接到测试系统测量接收机的中频频率、镜频干扰，在同样解调方式下与受干扰信号声音特征相同，那么该干扰就是中频干扰、镜频干扰;在测试系统与受干扰电台的接收天馈线之间加装衰减器—滤波器—放大器，再测试，如果在受干扰频率附近有大功率电平强信号，记录其强度、带宽等特征，作为受干扰电台的信号源，如果受干扰电台能收到信号，那么干扰就是邻道干扰。
干扰定位五种常用方法
查处干扰流程中干扰定位是关键中的关键，通常有最大场强定位估算距离定位法、测向交叉定位法、语音判别法、近距离听收信机啸叫等等。
最大场强逼近定位法。最大场强逼近定位通常由便携式测向机完成，便携式测向机在复杂的环境中，通过改变天线的指向和移动测向机的位置，使场强数值由小到大改变，按照与信号距离和场强值成正比原理，配合定向天线标注强度方向，逼近信号源，定位干扰电磁源。一般在开阔地环境中，以MG3700A标准信号源、pr100手持测向机为例，根据自由空间频率衰耗公式：L(dB)=32.45+20lgd(km)+20lgf(MHz)L(dB)=92.45+20lgd(km)+20lgf(GHz)在已知测向机的接收电平和频率情况下，可以计算出干扰源与测向系统接收机之间的距离(其中L为系统测向机的接收电平;d为干扰源传输距离，f为信号源工作频率)。理论上，对于一个功率恒定的信号源，测试点距离的变化同测试电平的关系为+6dB/半程(E=74.8+EIRP-20lgd，前两项为固定值，场强变化与距离倍数变化呈线性关系，lgd/2=lgd-0.301)。在实际测向演练中，我们发现，在设备演练中开阔地、准开阔地形环境下，晴朗天气条件下，距离缩短一半，测试电平增大7dB略强，雨后因空气湿度增大，空间损耗增强，地表导电率下降，半程的测试电平值增加量还要加大。在较复杂的地貌条件下(如较多障碍物引起多径衰落、二次辐射，植被引起反射波强度衰减等)，测试距离同电平值的关系为增加8～9dB/半程。这些为我们近似估计台距提供了计算方法，理论计算加实际测试大大提高了定位的准确率。表2为900MHz测试频率，pr100测向机测试电平理论、信号源功率4W的实测数据对照表，为快捷地找出目标电台，我们依据对照表无须计算也能估计出信号源的大致距离。首先将信号源功率电平换算为与接收机电平单位统一：4W=10lg4000mV=36dBm=(107+36)dBμV=143dBμV。当距离信号源dkm,900MHz频率的损耗为：L(dB)=32.44+20lgd(km)+20lgf(MHz);由此可得出接收机理论电平值应为143-L(dB)。由表2我们可以归纳出在城区开阔或准开阔地形环境下，接收机与信号源理论距离在100m以内时电平增大2~4dB距离增加约20米;150m~1000m以下时电平增大1dB距离增加约20米;1000m以上每0.5km电平变化3dB左右。
交叉测向定位法。监测测向定位系统工作原理见图3。系统测向通过几个相互独立测向设备的多个监测结果，得出几条指向可疑干扰源的示向线,前方交叉定位，计算并显示概率三角区域。目前的固定和移动监测系统都有发现信号发射源方向的能力，可以确定发射源的大致方位，还可以完成频率表、频段扫描测量、信道占用度及频谱占用度的统计等日常监测功能，多数支持电子地图，并可完成对非法电台的识别、报警、记录;在测向时，打点测试与连续“路测”，可在电子地图上显示出目标信号的来波示向线。系统测向通过几个相互独立测向设备的多个监测示向线，测试结果直接标注在地图相应位置,得出几条指向可疑干扰源的交叉示向线,计算并显示概率交叉定位时通常分两种情形：一般情形下固定+移动+便携足以完成交会定位。在干扰信号长发的情况下，在固定和移动两套安装了电子地图的监测测向系统中逐一写入初步分析出的可疑频率;从不同的方位进行监测测向，得出两条相交的来波示向线(指向可疑干扰源的射线)，在电子地图上标出交点;在交点附近部署手持移动测向机进行搜索最大场强式测向，得出第三条示向线，并在电子地图上标出三条线的三角交会区域;继续用手持移动测向机在交汇区域内进行更细致的查找;如果仅用手持移动测向机无法监测到干扰信号，根据交会区域地理特性开启车载监测测向系统沿途监测，进行多单频点存储测向，用两套移动监测设备多次交叉定位，慢慢逼近目标电台;如果所受干扰是间断干扰，则开启固定和车载两部具有在无人值守情况下长时间数据搜索功能的测向机进行24小时不间断扫描记录。汇总数据，通过一系列的监测和分析，确定干扰信号所属类型、极化方式、调制方式和呼号等，用排除法筛选出最有可能的干扰频率。再按第二步操作查找干扰源。
语音判别业务定位法。监听、录音功能是监测测向系统的主要功能之一，它可以对设定的某一信号进行同步监听，并实时录音，保存记录，工作人员通过语音信息对非法用频通信单位或个人作出干扰源判断，根据非法台站的通话内容判定使用者的行业等信息。
听接收机音点定位法。在无线电测向技术演练当中，我们积累了一些根据音点快速定位的方法。当接近电台时，信号逐渐增强，耳机内声音逐渐变大。由于人耳在小音量时对音量变化的分辨能力比对大音量时的分辨能力强，就需要随时减小音量，利用电位器控制测向机中频放大器的放大量，进而控制音量，逐渐地、连续地平滑变化，根据音量变化正确地辨别电台方向。在距离很近时，因信号强度猛增，会出现造成测向机指向不清，以及距电台数米内，测向机失去方向性的情况;无法分辨双向小音点，此时接收机遭到了大信号阻塞干扰，就会出现啸叫告警声，根据经验，目标信号源就在测向机大约3米范围之内。进一步利用测向机音量随距离增大减小的变化原理确定信号源位置，出现啸叫时目标信号就在距测向机半径1米范围之内。
通过接收机天线的不同极化方式来观察干扰信号的变化定位法。为获得良好的测向机干扰信号接收效果,干扰信号应与接收机天线极化方式相匹配。首先用不同极化方式分析测向机接收机天线各个方向上的场强大小,推导出干扰信号的极化特性。如果改变极化方式(只适用于水平和垂直极化)信号强度发生明显变化，根据电磁波反射后极化方式改变原理即可判定信号为反射信号，应把信号位置与附近高大建筑物或坡陡的山坡的信号反射联系起来，在此基础上再采用最大场强定位操作进行进一步定位。总之，在西部欠发达地区，应尽可能采用技术手段消除干扰，在不得已的情形下采取停机、收回频点等强制措施。这是对无线电管理工作者掌握干扰规避技能和灵活运用无线电行政许可能力的考验。当无线电干扰处置时，应该在尊重设台事实、尽量维护无线电用户利益的原则下，有理有节地进行无线电干扰处置。
结论
虽然各类无线电管理技术设施为无线电干扰的排查提供了极大的便利，但无线电监测系统查干扰是个复杂、系统的过程。无线电管理工作者对监测设备不能仅仅停留在会操作的程度，还要对天馈线系统的方向性、天线增益、天线与信号强弱的关系，距离、频率、测得信号电平之间的关系等要吃透并完全理解，要尽快熟悉最前沿的监测设备操作技能和软件应用，掌握电磁环境随地形、频率、天气、距离等外部条件的变化规律，以使在各类电磁干扰查找、定位、处置中，快速处理干扰。
在无线电监测测向系统的实际应用及演练中，本人根据多年的实际工作经验，依据工作中利用各种无线电监测设备，在市区、郊区、乡镇、山地、林地等多种地形实时监测测向，查找干扰信号源的操作经验，归纳出一些自认为有效、科学的经验、方法，换言之，更多的是无线电监测测向系统操作技巧。这些实用的方式方法对无线电管理部门今后技术训练和实际监测工作改进非常重要。主要有：
干扰信号甄别的5种方法：查看频谱图;监听语音;计算;设备检测查看干扰信号的其他特征。
干扰信号定位的5种方法：最大场强估算距离定位法。场强变化与距离倍数变化呈线性关系，lgd/2=lgd-0.301)。测向交叉定位法。语音判别业务定位法。听接收机音点定位法。⑤通过接收机天线的不同极化方式来观察干扰信号的变化定位法。
计算机硕士论文范文二：多径效应对追踪体系的作用
当无线电设备跟踪目标的仰角很低时，散射信号就会进入天线的主波束范围内，造成直射信号与反射信号的矢量叠加，从而造成了跟踪测量误差的产生。由于多路径上的信号反射会使得在地平面以下形成目标的镜像，对某些无线电测量设备来说，若其跟踪目标的仰角过低，由于镜面反射信号的影响就容易造成天线的抖动，严重时会发生天线飞车问题，以致于无法及时有效地跟踪目标。因此，为了能有效地完成好测量跟踪任务，就要解决好无线电测量设备的低仰角跟踪问题。
低仰角跟踪时多径效应对测量设备的影响
大部分无线电测量系统的跟踪体制都是单脉冲体制，在进行目标跟踪测量时都是利用天线的和、差方向图函数来测量目标方向的。用ε表示目标相对于天线瞄准轴的偏转角，设在自由空间天线和波束电压增益为FΣ(ε)，差波束电压增益为FΔ(ε)，经过跟踪接收机的信号接收解调后送给伺服系统的误差控制信号为Ue(ω)=FΔ(ε)/FΣ(ε)，伺服系统在误差信号的控制下会驱动天线向差方向图为零的方向运动而实现对目标的跟踪[3]。在低仰角或负仰角条件下，天线接收的不仅有来自目标的直射波，而且有经地面、海面的镜面反射波，还有经各种途径到达天线的漫反射波。图1为低仰角条件下的跟踪几何关系。考虑到地面反射波的影响后，系统的和通道信号强度为：Σ(ε)=K[FΣ(ε)+ρejφFΣ(θr+θ-ε)]系统的差通道信号强度为：Δ(ε)=K[FΔ(ε)+ρejΦFΔ(θr+θ-ε)]式中：K为常数;θ为天线仰角;θr为地面反射余角;ρ为地面反射系数的模;φ为接收点处直射波与地面反射波间的相位差。图1低仰角条件下跟踪几何关系在接收机中和通道信号对差通道信号归一化并经相关检测后，将同相分量输出作为伺服的误差控制信号，表达式为[4]：Ue(ε)=Re[Δ(ε)/Σ(ε)]={FΔ(ε)FΣ(ε)+ρ2FΔ(θr+θ-ε)FΣ(θr+θ-ε)+ρcosφ[FΔ(θr+θ-ε)/FΣ(ε)+FΔ(ε)/FΣ(θr+θ-ε)]｝/[F2Σ(ε)+ρ2FΣ(θr+θ-ε)+2ρFΣ(ε)FΣ(θr+θ-ε)cosφ](1)式中：ε为目标相对于天线瞄准轴的偏转角;FΣ为和波瓣电压增益;FΔ为差波瓣电压增益。
分析式(1)可以看出，由于地面或海面反射波的存在，天线接收到的信号还包括各方向上的多径信号，所以即使令天线瞄准轴指向目标(ε=0)，跟踪接收机输出的角误差信号也不是零。倘若要让角误差信号为零，则必须将天线另外偏转一个角度，使之与多径反射信号相抵消，这个另外偏转的角就是多径效应形成的测角误差。
由图1分析低仰角条件下跟踪几何关系得到接收点处直射波与地面反射波间的相位差为：φ=(2π×2h1h2)/(λ×r)+φo式中：φo为地面反射系数的相角;r为天线和目标在地面的投影间距离;h1，h2为天线、目标相对于反射面的高度。经过分析可以看出，式(1)分子的第3项ρcosφ[FΔ(θr+θ-ε)/FΣ(ε)+FΔ(ε)/FΣ(θr+θ-ε)]不仅取决于天线波束及其指向、地面反射性质，而且还取决于直射波和地面反射波的相位差。所以角误差控制信号与φ是紧密相关的，即目标运动过程中随着h2和r的变化，φ将连续、迅速的变化，这将引起天线仰角方向的剧烈抖动，使得天线跟踪轴大幅度摆动，严重时会引起天线飞车，从而导致目标的丢失。因此，必须采取措施以解决多路径存在时的稳定跟踪问题[5]。
多径反射信号进入天线主瓣时，信号较强，它既影响差方向图信号，也影响和方向图信号，多径效应的影响不能只用Δ/Σ曲线的线性段来估计，而必须考虑反射对和波束、差波束的向量关系综合求解。
多径效应使得在天线接收点处直射波与地面或海面反射波之间存在相位差。相位差越大，和差信号的衰落越大。当天线处于负仰角工作状态时，目标和镜像相对于观察点的张角很小，两者实际构成了密不可分的二元目标。目标直射信号和镜像反射信号强度是等量级的，因而信号衰落严重。若地面反射系数较小，如ρ<0.5，二元目标的视在角将绕实际目标位置上下波动;若ρ>0.5，对大多数相对相位而言，目标视角仍停留在二元目标“中心”附近，但若相对相位接近180°，则信号衰减严重，最终可能使跟踪不稳定或丢失目标[6-7]。
解决低仰角跟踪问题的措施
无线电跟踪系统在低仰角跟踪目标时，多路径反射误差分量将成为最主要的误差根源。无线电跟踪系统的低仰角跟踪问题也备受关注。为提高无线电跟踪系统在低仰角下的跟踪性能，结合无线电测量设备的特点采取以下几方面措施：
目标离跟踪设备距离较近时，由于目标角速度相对较大，可采用宽带伺服系统跟踪来改善系统动态特性，这样可提高系统的近距离跟踪稳定性。当目标距离设备逐渐变远时，天线的跟踪仰角越来越低，因此目标的角速度会随目标远离无线电设备而减小，这时伺服系统可采用窄带跟踪，以此来提高测角精度[8]。采取方位与俯仰两个角支路既可以同时闭环跟踪也可以单轴独立跟踪，仰角支路既可以闭环跟踪，也可以引导跟踪。当本站多路径影响严重时，方位自动跟踪而仰角处于引导状态，渡过盲区后再转入闭环跟踪。
分集技术是改善低仰角跟踪性能常用的一种方法，主要有频率分集、信号极化分集等。某些无线电跟踪设备采用的跟踪接收机数量多，而由于多径效应的影响，各接收机接收到的信号幅度有很大的差别，采用多台接收机接收两种相互正交的极化分量，然后进行合成，这样就能提高信噪比，可有效减少多径造成的信号衰落影响。由误差表示式分子的第3项可知，角抖动误差含因子cosφ。雷达站址一定时，φ值随目标距离r、高度h2变化。对运动目标而言，亦即随时间变化，因而对送往伺服的误差信号作适当的时间平滑，就可以减小其影响。单从减小高频抖动误差考虑，希望平滑周期大于天线抖动周期。但实际上天线抖动周期是随目标距离r、高度h2变化的，当r较小时，角抖动频率较高;而当r很大，目标接近水平方向时，角抖动频率较低[9]。目标高度不同，仰角抖动情况差别很大，因此要想使平滑周期在任何条件下都大，对于天线角抖动周期是难于实现的。尽管如此，通过实践表明，平滑滤波仍然明显改善了天线的抖动。
多信息源的目标测量模型建模、数据融合与最优估计低仰角跟踪时多径反射对俯仰支路的影响表现得更加明显，综合利用多个信息源数据，可对天线的低仰角跟踪起到积极作用。利用这些“多信息源”的优势，在实时渐消记忆递推最小二乘估计的基础上，根据不同信息源的状态，对不同信息源实时地进行不同的加权，然后对数据进行融合并对多信息源进行最优估计，可在统计意义上进一步减小多径反射形成的偏差[10]。如图2所示。计算机将采集到的三组目标测量信息与天线实时指向角一起进行目标测量模型建模、数据融合与最优估计处理，得到目标视在角估计值，送给天线指向跟踪伺服系统，天线指向伺服系统保证天线运行到目标视在角估计值位置。由于目标视在角估计值是去掉多径反射影响而相对真实反映目标视在角的，因此，天线将跟着目标视在角而运行，即跟随目标而运行，从而达到了平稳准确跟踪目标的目的。
结语
在低仰角条件下跟踪，无线电跟踪系统的跟踪精度及稳定性会受到严重影响，鉴于飞行目标所在的环境比较复杂，通常只能尽量减少低仰角时多路径效应带来的影响。本文分析了低仰角跟踪时多路经效应对跟踪系统的影响，提出了基于多信息源的目标测量模型建模、数据融合与最优估计算法的多种低仰角跟踪措施，这一系列措施能较明显地减小低仰角跟踪过程中多径效应的影响，并提高跟踪系统的跟踪精度及稳定性。