一种电磁环境实时监测方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电磁环境监测技术领域，本发明公开了一种电磁环境实时监测方法及 系统。
【背景技术】
[0002] 随着电磁技术在民用、军用领域的广泛应用，对复杂环境下的电磁波传播特性及 整个区域的场强分布的研究有重大的意义。
[0003] 现有的电磁波传播特性预测主要分为经验性模型分析法、半经验半确定性模型分 析法和确定性模型分析法。经验模型分析法根据大量的实际电波测量结果统计推导获得传 播模型，方法简单，对环境信息要求不高，但计算精度较差。确定性模型分析法是基于对无 线传播基本原理研究，是一种理论性模型，其优点是适用性广、计算精度高等，但运算量很 大，运算速度较慢。半经验半确定性模型分析法介于两者之间，在运算量、计算精度、适用范 围上做了一定权衡，是一种折中的做法。
[0004] 但目前所有算法都是针对配合式辐射源进行的，即预先设置辐射源的位置、信号 强度、频率等参数，因为现有做法不能实时对空间中电磁环境的变化做出响应，大大限制了 该技术的应用范围。
[0005] 如CN201310754210. 5公开了一种基站的环境电磁辐射的估算方法和装置。所述 基站的环境电磁辐射的估算方法包括：获取基站在一预测点的广播波束的第一辐射量估计 值和所述基站在所述预测点的业务波束的第二辐射量估计值；根据所述第一辐射量估计值 和所述第二辐射量估计值，生成所述基站在所述预测点的环境电磁辐射估计值。实现该方 法的前提是确定地知道该基站是辐射源，并具体知道该辐射源的参数。
[0006] 再比如CN201510329815. 9公开了一种仿真强电磁脉冲环境下的电磁分布情况仿 真方法。该方法使用双曲余弦函数模拟时域下的电磁脉冲波形，使用时域有限差分算法对 环境的电磁场变化进行仿真模拟，使用GPU实现时域有限差分方法的加速，得到时域上的 电磁分布情况，最后通过快速傅里叶变换，得到频率域上的电磁分布情况，解决了电磁脉冲 武器攻击下超电大尺寸对象的电磁环境分布特性计算问题。同样，实现该方法的前提也是 是确定地知道辐射源以及知道该辐射源的参数。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于解决计算电磁环境时需要预先知道辐射源参数，无法实时体现 电磁环境变化的难题，达到能够针对非配合式辐射源，实时反映空间电磁环境变化的目的。 本发明公开了一种电磁环境实时监测方法，本发明还公开了一种电磁环境实时监测系统。
[0008] 本发明的技术方案如下
[0009] 本发明公开了一种电磁环境实时监测方法，其具体包括以下的步骤：步骤一、在需 要监测场强的区域中设置多个监测点，所述监测点用于实时监测场强；步骤二、根据步骤一 监测到的场强、监测点的位置坐标以及该区域的地理环境信息，对辐射源进行实时定位，并 计算出辐射源的发射功率；步骤三、根据步骤二计算出的辐射源参数以及需要监测的区域 的地理环境信息计算出待监测区域的电磁环境分布情况。
[0010] 更进一步地，上述步骤二具体包括以下的步骤：（1)对辐射源定位；（2)结合各个 监测点的位置和确定的辐射源位置，分别计算各个监测点与辐射源之间的信号传播路径， 所述传播路径包括直射路径、反射路径和绕射路径；（3)计算不同路径传播的信号在监测 点处合成信号的传播衰减，并结合监测点测量的接收信号强度，估计辐射源至各个监测点 方向上的辐射功率；(4)结合辐射源到各个监测点方向上的辐射功率，综合评估辐射源的 发射功率。
[0011] 更进一步地，上述定位具体为采用时差定位或交叉定位来确定辐射源的位置。
[0012] 更进一步地，上述步骤三具体包括：(a)结合地理环境信息查找出定位后的辐射 源的电磁波的传播路径；(b)将地理环境平均划分为多个接收点，根据不同的传播路径计 算出该地理环境中每个接收点的场强。
[0013] 更进一步地，上述步骤（a)中的传播路径具体包括直射传播路径的判断、反射传 播路径的查找以及绕射传播路径的查找。
[0014] 更进一步地，上述步骤（b)具体包括：分别计算每条路径上的直射、绕射和/或反 射传播衰减，并将每条路径上得到的场强进行叠加，从而得到每个接收点的场强。
[0015] 更进一步地，直射电场衰减的计算公式为：=f^一k= 2π/λ，其中，E。为 发射射线场强，d为直达波接收点的射线传播路径长度，λ为波长。
[0016] 更进一步地，反射gEp和绕射gEd的计算公式分别为EQXAsXRXej'Ef E(jXAdXDXejkd，其中，AS、AAV别为反射波和绕射波的扩散因子，R、D分别为反射系数和绕
射系数，对计算的每条传播路径得到的场强进行叠加，求得总场强Etotal， 即可 .， 得到该接收点的场强。
[0017] 本发明还公开了一种电磁环境实时监测系统，其具体包括监测点和计算单元，所 述监测点设置电磁探测仪，用于监测该位置点的电磁场；所述计算单元用于根据监测的值 以及地理环境信息计算出辐射源的位置及辐射源的发射参数，并根据计算出的辐射源结合 地理位置信息计算出接收点的场强。
[0018] 通过采用以上的技术方案，本发明的有益效果为：解决了电磁环境计算实时性的 问题。原有做法需要事先设置辐射源参数，没法结合实际环境实时计算，不能对实际环境的 变化做出快速的响应，该方法可以很好的解决这些问题，实时反映电磁环境的变化。解决了 对非配合式辐射源产生的电磁环境计算问题。原有做法只能针对配合式的辐射源，但实际 应用中为了掌控区域空间电磁环境，需要能够计算出配合式和非配合式辐射源引起的电磁 环境变化，本发明很好的解决了该问题。节约人力成本。该发明可以在无人操控的情况下 自行计算区域电磁环境，不需要花费人力对新出现的辐射源进行调查、设置，大大提高了系 统的应用性。
【附图说明】
[0019] 图1为本发明的电磁环境实时监测处理流程图。
【具体实施方式】
[0020] 下面结合说明书附图，详细说明本发明的【具体实施方式】。
[0021] 本发明公开了一种电磁环境实时监测方法，其具体包括以下的步骤：步骤一、在需 要监测场强的区域中设置多个监测点，监测点的数量根据区域大小、定位方式来确定，所述 监测点用于实时监测场强，一般情况下需要测量的参数包括信号频率、接收信号强度等参 数，并根据定位方法的不同，有的时候还需测量时差或测向，具体测定哪些参数技术人员可 以根据需要进行设定，这里不进行限定；步骤二、根据步骤一监测到的场强、监测点的位置 坐标以及该区域的地理环境信息，对辐射源进行实时定位，并计算出辐射源的发射射线场 强；具体步骤为：（1)对辐射源定位；（2)结合各个监测点的位置和确定的辐射源位置，分别 计算各个监测点与辐射源之间的信号传播路径，包括直射路径、反射路径和绕射路径；(3) 计算不同路径传播的信号在监测点处合成信号的传播衰减，并结合监测点测量的接收信号 强度，估计辐射源在辐射源至各个监测点方向上的辐射功率；(4)结合辐射源到各个监测 点方向上的辐射功率，综合评估辐射源的发射功率，例如对于使用全向天线的辐射源可用 各方向上的平均功率作为辐射功率，对于使用定向天线的辐射源，可结合先验方向图，采用 拟合的方式估计辐射功率。步骤三、根据步骤二计算出的辐射源参数以及需要监测的区域 的地理环境信息计算出待监测区域的电磁环境分布情况。通过上述步骤，不需要事先知道 辐射源参数也能够实时监测电磁环境分布情况，解决了对非配合式辐射源产生的电磁环境 计算问题，还节约人力成本。该方法可以在无人操控的情况下自行计算区域电磁环境，不需 要花费人力对新出现的辐射源进行调查、设置，大大提高了应用范围。如图1所示的电磁环 境实时监测处理流程图，其包括以下的几个步骤：首先进行辐射源