短波信号自动化监控方法
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0引言
随着数字信号处理、扩频通信、自适应通信等技术在短波通信中的应用，极大地改善了短波通信系统性能，加上其低成本实现远距离通信的优势，近年来在军事、抢险救灾、气象等方面再次得到广泛应用，同时，给短波监测工作提出了更高的要求。监测技术人员利用现有设备及软件，在工作中总
结出一些行之有效的自动化监测方法，与人工监测相结合，达到准确、高效执行监测任务的目标，提高了短波监测水平。
1音频记录法
1.1原理利用音频记录软件自动记录目标频率的音频，事后进行音频分析，以判断信号何时出现以及出现的是否为同一信号等。
1.2实现（1）使用接收机对监测目标频率进行监听，使用录音软件进行录音。（2）使用音频分析软件对录音文件（一般是.wav文件）进行离线分析，根据音频波形及相应的声音特征，分析判断是否为目标信号。根据音频文件的生成时间及信号出现的时间信息，计算出目标信号出现的时间规律。图1为使用音频分析软件对某一音频文件进行分析的音频波形，从图上可以看出信号出现和变化的音频特征。（3）根据目标信号出现的时间规律进行人工监测，得到信号的完整特征。
1.3特点（1）以信号音频波形和声音特征为关键点。（2）对接收机性能要求不高（如ESVN40、ESMB、EK890等），甚至不需要中频频谱。（3）使用软件简单，只需录音软件（如SmartRecorder等）和音频分析软件（如CoolEdit），就可以得到信号活动规律。（4）需要目标信号有一定的时间规律，监测人员对信号音频波形和声音特征有一定的识别能力。
2场强记录法
2.1原理场强记录法是对目标频率在一段时间内进行自动场强值采集，根据本地电磁环境选择合适的场强值作为门限值，通过门限筛选出信号，获得信号出现的规律，再进行人工监测。
2.2实现（1）使用接收机控制软件设置目标频率或者目标频率表、调制方式、检测方式、中频带宽和测量时间等参数。启动接收机对目标频率进行场强记录。（2）测量结束后，利用监测软件生成频率的场强与时间的二维图。图2为使用R&S公司ESVN40接收机和ARGUS软件对某一频率场强72小时和其中24小时的记录图。可以清楚观察到以24小时（1天）为周期，场强值在某时间段突然增大并持续，确认信号在该时间段内出现。（3）设置区别信号和噪声的门限。门限是判定某一时刻是否有信号出现的关键。短波频段底噪会随频段和时间发生变化，可以人工方式在不同时间测试所监测频段的底噪值。信号都具有一定的信噪比，可根据实际情况选择监测频段底噪值以上若干dB作为门限。通过提高门限的方法，可有效消除随机干扰，减小信号误判率。如果目标信号不是瞬发信号，出现后会持续一段时间，那么信号场强应该有如下特点：信号出现时场强会增加明显并且场强增大后会持续一段时间。根据这两个特点，我们可观察实际测量的场强关于时间的二维图，将场强跳变增大到一定值并持续一段时间的部分作为信号活动时间段，可将略低于增大后的场强值作为门限场强。这种方法在实际信号判断过程中更为准确和方便。在图2中，将略低于增大后的场强值作为门限场强，初步判断在11:20～11:30、13：30～14：40、15：00～15：37和16：28～18：41时间段有信号活动，如果想进一步准确地观察信号出现规律，可以逐步减小时间轴范围，对感兴趣的时间段进一步仔细观察。（4）根据目标信号出现的时间规律进行人工监测，得到信号的完整特征。
2.3特点（1）以信号场强值为关键点。（2）要求接收机有相应的控制软件，可以通过软件设置目标频率和监测参数，同时要求软件提供场强关于时间的相关数据。（3）适用于有一定活动时间规律的信号监测。（4）门限场强选择很重要，信号的信噪比越高，判断结果越准确。
3窄带记录法
3.1原理对目标频率进行自动中频频谱记录，存储到计算机硬盘中，随后使用专用软件调入，进行人工快速回放,找出信号出现的时间段，记录信号特征。
3.2实现（1）使用接收机控制软件设置目标频率，对目标频率进行中频频谱记录。（2）使用专用软件调入文件，进行频谱分析。图3为使用安捷伦公司N6830A软件进行窄带记录，并使用SnapshotViewer软件进行回放。可以用窄带记录开始的时间和已播放的时间，进而计算出信号出现的时间和消失的时间，从而得到信号出现的时间规律。笔者利用10kHz的速率，对某一频率进行窄带记录后回放，只用了大约2秒就完成了72秒窄带记录回放，并清晰监测到记录的信号特征，大大缩减了人工监测时间。3.3特点（1）对接收机和控制软件有较高要求，要求具有窄带记录功能。（2）对多个目标频率进行同时记录时，一般要求目标频率在一定带宽范围之内，例如E3238S短波接收机只能在4MHz内对多个频率进行同时窄带记录。（3）要有专门的窄带记录处理软件对记录文件进行回放。（4）记录数据一般写到计算机硬盘上，对计算机硬盘容量和硬件性能有一定要求。（5）通过窄带记录离线回放，可以观测到信号频谱和音频特征，准确区分出目标信号，掌握信号活动规律。
4能量触发法
4.1原理信号和噪声都有一定能量，简单来说就是功率，信号出现、持续和消失时能量会发生一定的变化。能量出现也有多种形式，比如新能量、能量上升、能量下降、一次能量和重复能量等。根据信号的能量特征，设置合适的能量触发任务，来记录信号发生的时间和其他特征。
4.2实现（1）设置能量触发条件。（2）设置触发执行任务。（3）对任务记录的数据，如告警信号发生时间、发生次数和频谱等信息进行分析，确定目标信号出现规律及信号基本特征。（4）根据目标信号出现的时间规律进行人工监测，得到信号的完整特征。
4.3特点（1）以能量方式进行触发并执行相应任务，任务可以一个或多个。（2）目标频率为固定频率时，为减少非目标频率的告警信息，应将目标频率监测带宽尽可能设置窄。（3）对接收机性能及控制软件功能有较高的要求。（4）相对于音频记录、场强记录、窄带记录法，本方法仅在符合条件的信号出现时才进行记录，记录更加有针对性，减少存储数据量和离线分析时间。（5）如果接收机性能较高，通过合适的设置，可以捕捉到瞬发信号的基本特征。
5信号特征筛选法
5.1原理根据目标信号的特征从截获数据中进行筛选，找出符合目标特征的信号进一步分析处理。信号的常用特征有:方位角、调制类型、带宽、电平和持续时间等。
5.2实现（1）设置目标信号的筛选特征。（2）启动接收机进行数据截获。（3）对截获数据按目标特征进行筛选。（4）分析信号特征和活动规律。R&S公司的AMMOS系统属于第三代无线电监测系统，可以将产生的截获数据设备写入COMDB，占用临时的内存，一段时间后被系统删除，操作者可在截获数据未被删除前按一定条件（特征）进行目标信号筛选，对筛选出的信号进行进一步分析，也可结合监测数据库和台站数据库进行数据比对，进一步掌握目标频率上的信号特征。对于感兴趣的信号可以存入数据库永久存储。AMMOS系统配有的磁盘阵列，为高速存储大量的截获数据、后期信号筛选和离线分析提供了可行性。
5.3特点（1）要求高性能监测测向设备及控制软件。（2）要合理设置筛选条件。（3）截获数据量庞大，长时间自动化监测需要磁盘阵列进行数据存储。6结论本文提出的5种监测方法各有优点和局限性，实际使用过程中需要根据目标信号特点和现有设备的配置情况进行选择，也可几种方法结合使用，以提高自动化监测能力。随着无线电监测设备性能的日益提升，监测自动化是未来的大势所趋。