设计应用

基于频谱的机场周边宽带电磁干扰源识别

作者:周 涛1,朱 峰2,林 川2,唐晋生1
发布日期:2020-06-17
来源:2020年电子技术应用第6期

0 引言

    近些年来,各种电子电气化设备和信息技术设施的快速发展,民航通信导航设备的电磁环境日趋复杂[1-2]电磁干扰问题越发频繁。通导设备的电磁干扰从频带特征上可分为两类。第一,窄带干扰。例如“黑广播”或各类交互调等引发的干扰等,由于频谱峰值明显,目标方向明确,较容易识别,干扰源排查总体上有章可循,利用现有的无线电监测体系,凭借现有频谱备案数据,结合排查人员的相关经验,都能实现干扰类型判断和快速定位[3]。第二,宽带干扰。如电气化列车弓网电弧、高压线电晕、街灯广告牌、机场监控设备老化、信号干扰器等所产生的辐射发射,多为新型干扰源。由于此类干扰源特征不易把握,且干扰数据难以系统地采集,目前还未有切实有效的干扰源识别方案。一旦发生干扰,对于大范围复杂电磁环境的排查研究,通常需要处理海量数据,提取干扰发生的时间和频点等报表信息、监听信号的内容等方法,获取有价值的信息,再利用手持式仪器进行现场排查干扰,逐步缩小干扰范围[4-5],排查干扰源耗时长。若能快速判断干扰源类型,就能极大地缩小排查范围,从而快速地解决电磁干扰问题,保障机场通导设备的安全服役。

    干扰源排查通常采集的是频谱数据,但是目前基于频谱进行目标识别的实用性研究较浅,且无针对性,无法对机场的电磁干扰源进行识别。为准确把握干扰源特征,设计一种快速识别干扰源的方案,首先对典型的机场宽带电磁干扰源进行了频谱数据采集,对不易把握特征的电磁干扰信号进行频谱分析,基于电磁波频谱本身具有的物理特征,进行人工特征选择,规避在机器学习中,所提取的特征“黑箱”难以解释的弊端,方便实时调试。采用熵值法,在类内类间赋予双重权值,使特征具有区分度,最后使用模板匹配的方法进行模式识别[6-7]。实验结果说明此方法对干扰源的识别率高,对机场的电磁干扰排查具有实用价值。




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作者信息:

周  涛1,朱  峰2,林  川2,唐晋生1

(1.西南交通大学 物理科学与技术学院,四川 成都611756;2.西南交通大学 电气工程学院,四川 成都611756)

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