內容簡介

本書全麵介紹瞭頻譜管理和頻譜監測的基本理論知識和工程實踐知識，詳細闡述頻譜管理的機構、法規，管理的內容、過程和方法，頻譜監測測嚮定位的基本原理、係統設備組成分類，以及頻譜監測和頻譜檢測的主要參數的測試原理、方法步驟和要求。

作者簡介

翁木雲：博士，空軍工程大學副教授、碩士生導師。近五年來參加科研項目8項，其中國防預研項目3項，國傢863和973項目各1項。齣版著作5部；在核心刊物發錶學術論文12篇，其中SCI 收錄1篇，EI、ISTP檢索3篇。

目錄

目 錄
第1章 緒論 1
1．1 電磁頻譜及其特性 1
1．1．1 電磁頻譜 1
1．1．2 電磁頻譜劃分 2
1．1．3 電磁頻譜特性 3
1．2 電磁空間與電磁環境 5
1．2．1 電磁空間 5
1．2．2 電磁環境 6
1．3 電磁頻譜管理基本概念 9
1．3．1 電磁頻譜管理的定義和特點 9
1．3．2 電磁頻譜管理的主要內容 10
1．3．3 電磁頻譜管理的地位和作用 11
1．4 電磁頻譜管理發展曆史 12
1．4．1 國外電磁頻譜管理及其發展 12
1．4．2 我國電磁頻譜管理發展曆史 15
第2章 電波傳播 18
2．1 地球大氣層和電離層 18
2．1．1 大氣層 18
2．1．2 電離層 19
2．2 電波傳播方式 24
2．2．1 地波（地錶麵波）傳播 24
2．2．2 天波傳播 25
2．2．3 視距傳播 26
2．2．4 散射傳播 26
2．2．5 波導電波傳播 26
2．2．6 各波段電波傳播特性及代錶性業務錶 27
2．3 自由空間傳播 29
2．3．1 自由空間傳播時的場強及接收功率 29
2．3．2 自由空間傳播損耗 30
2．4 地波傳播及場強計算 30
2．4．1 地球錶麵的特性 31
2．4．2 地波沿平麵地麵傳播時場強的計算 32
2．4．3 地波沿球形地麵傳播時場強的計算 33
2．4．4 地下和水下傳播 36
2．5 天波傳播及場強計算 39
2．5．1 電波在電離層中的傳播 39
2．5．2 短波天波傳播 42
2．5．3 中、長波天波場強計算 47
2．5．4 短波天波場強計算 48
2．6 視距傳播及計算 49
2．6．1 視綫距離 49
2．6．2 地形地貌對微波傳播的影響 51
2．6．3 低空大氣層對微波傳播的影響 54
2．7 對流層散射的傳播損耗計算 58
2．8 常用傳播模型 59
2．8．1 傳播模型的選擇 60
2．8．2 奧村-哈塔（Okumura-Hata）模型 60
第3章 電磁頻譜管理機構及法規標準 62
3．1 國際電信聯盟 62
3．1．1 國際電信聯盟成立發展 62
3．1．2 國際電信聯盟組織結構 63
3．1．3 國際電聯的宗旨與職能 64
3．1．4 國際頻率登記 65
3．2 國傢無綫電管理機構 66
3．2．1 組織結構 66
3．2．2 主要職責 67
3．3 國際法規及建議 69
3．3．1 《無綫電規則》 69
3．3．2 ITU-R建議 70
3．4 國傢法規製度 71
3．4．1 《中華人民共和國無綫電管理條例》 72
3．4．2 《中華人民共和國無綫電頻率劃分規定》 72
3．4．3 《中華人民共和國無綫電管製規定》 73
3．4．4 《業餘無綫電颱管理辦法》 74
3．5 技術標準 79
第4章 頻率管理 82
4．1 頻率劃分 82
4．1．1 無綫電業務 83
4．1．2 國際頻率劃分 86
4．1．3 我國頻率劃分 88
4．2 頻率規劃 91
4．2．1 頻率規劃的原則 91
4．2．2 頻率規劃的程序 92
4．2．3 頻率規劃的分類 93
4．2．4 頻率規劃的內容 94
4．3 頻率分配 97
4．4 頻率指配 100
4．4．1 頻率指配方法 100
4．4．2 頻率指配工作程序 104
4．4．3 頻率指配的權限和要求 104
4．5 衛星軌道/頻率資源管理 105
4．5．1 衛星軌道/頻率資源管理的內容 105
4．5．2 國際電聯的衛星網路運行規定 107
4．5．3 我國設置衛星網絡空間電颱管理規定 108
4．5．4 衛星網絡空間電颱執照 111
第5章 無綫電颱站設備管理 113
5．1 颱站設置管理 113
5．1．1 颱站設置審批權限 113
5．1．2 颱站設置管理程序 114
5．1．3 電颱執照 115
5．1．4 電磁兼容分析 116
5．2 颱站使用管理 118
5．2．1 使用管理的主要內容 118
5．2．2 使用管理方法 119
5．2．3 使用管理要求 120
5．3 颱站資料管理 121
5．3．1 數據庫的作用 121
5．3．2 數據庫的內容 121
5．3．3 資料管理的方法和要求 122
5．4 無綫電設備管理 123
5．4．1 管理方法 123
5．4．2 型號核準 124
5．4．3 輻射電磁波的非無綫電設備管理 127
第6章 常用參數的概念和計算 128
6．1 電磁波屬性 128
6．2 分貝（dB）單位 129
6．3 增益G（或衰減L） 132
6．4 天綫增益 132
6．5 天綫因子 134
6．6 功率與功率密度 135
6．7 噪聲係數與靈敏度 136
第7章 噪聲與乾擾 139
7．1 無綫電乾擾的概念 139
7．2 噪聲 139
7．2．1 噪聲的分類與特性 139
7．2．2 人為噪聲 140
7．3 同頻乾擾 142
7．4 鄰道乾擾 142
7．5 互調乾擾 144
7．5．1 互調乾擾的基本概念及分類 144
7．5．2 發射機的互調乾擾 145
7．5．3 接收機的互調乾擾 149
7．5．4 無三階互調的頻道組 150
7．6 阻塞乾擾 153
7．7 帶外乾擾 155
第8章 無綫電監測與乾擾查處 157
8．1 監測的概念、目的和作用 157
8．2 監測的基本內容 158
8．3 監測係統設備 160
8．4 乾擾查處 168
8．5 乾擾分析判彆 170
第9章 無綫電測嚮定位 174
9．1 概述 174
9．1．1 相關概念 174
9．1．2 無綫電測嚮的主要用途 176
9．1．3 無綫電測嚮技術起源與發展 178
9．2 測嚮設備的組成與分類 181
9．2．1 測嚮設備的組成 181
9．2．2 測嚮設備的分類 182
9．2．3 測嚮機的主要性能指標 184
9．3 無綫電測嚮技術體製 187
9．3．1 比幅測嚮法 187
9．3．2 沃特森-瓦特（含角度計和交叉環）測嚮法 192
9．3．3 烏蘭韋伯測嚮法 195
9．3．4 乾涉儀測嚮法 197
9．3．5 相關乾涉儀測嚮法 201
9．3．6 多普勒測嚮法 203
9．3．7 時差測嚮法 206
9．3．8 空間譜估計測嚮法 208
9．4 無綫電定位 214
9．4．1 一點定位原理 215
9．4．2 交叉定位原理 216
9．4．3 動態定位原理 221
9．4．4 到達時間差（TDOA）定位 222
9．4．5 其他無源定位方法簡介 227
第10章 頻譜參數監測 229
10．1 測量原理 229
10．1．1 時域和頻域測量 229
10．1．2 幅度和相位域（矢量）測量 231
10．1．3 FFT分析 231
10．2 頻率測量 234
10．2．1 傳統頻率測量方法 235
10．2．2 基於DSP的頻率測量方法 241
10．2．3 頻率測量的精度 244
10．2．4 用於頻率測量的信號發生器 246
10．3 場強和功率密度測量 247
10．3．1 電磁場場強 247
10．3．2 場強或功率密度的測量設備 248
10．3．3 測量的頻率範圍和天綫 249
10．3．4 測量場地的選擇 250
10．3．5 測量室和設備 252
10．3．6 測量方法 254
10．3．7 測量精度 258
10．3．8 測量設備和天綫的校準 259
10．3．9 測量結果的評估、處理及文件編製 261
10．4 帶寬測量 262
10．4．1 帶寬定義 263
10．4．2 帶寬測量方法 264
10．4．3 帶寬測量的條件 268
10．4．4 對帶寬測量設備的要求 270
10．5 調製測量 271
10．5．1 幅度調製的遠距離測量 271
10．5．2 角度調製的遠距離測量 273
10．5．3 數字調製的監測 275
10．5．4 擴頻信號的測量 275
10．6 頻譜占有度測量 278
10．6．1 頻譜占用度測量目的 278
10．6．2 頻譜占用度測量技術 278
10．6．3 頻譜占用度監測接收機 279
10．6．4 30 MHz以下頻段的測量 279
10．6．5 30 MHz以上頻段的測量 280
10．6．6 頻段占用度的測量 282
10．6．7 占用度數據的顯示和分析 283
第11章 頻譜參數檢測 285
11．1 概述 285
11．1．1 檢測的分類 285
11．1．2 檢測的主要內容 285
11．1．3 檢測的一般步驟 286
11．2 檢測要求 287
11．3 檢測的主要頻譜參數 288
11．4 主要頻譜參數的檢測方法 290
11．4．1 測量方式 290
11．4．2 發射頻率範圍 291
11．4．3 發射頻率容限 291
11．4．4 功率測量 292
11．4．5 發射帶寬測量 294
11．4．6 鄰道功率測量 294
11．4．7 帶外域發射功率測量 299
11．4．8 雜散發射功率測量 299
11．4．9 接收機鄰道抑製測量 301
11．4．10 接收機互調響應抑製 301
11．4．11 接收機雜散響應抑製 302
11．4．12 接收機傳導雜散發射功率 303
11．5 測量中的不確定度分析 303
11．5．1 名詞術語 303
11．5．2 涉及到的基本理論 304
11．5．3 功率測量中的不確定度分析實例 306
11．5．4 傳導雜散發射測量的不確定度 308
11．5．5 頻率測量的不確定度 309
第12章 典型調製信號及其頻譜 310
12．1 模擬調製 310
12．1．1 幅度調製（AM） 310
12．1．2 角度調製FM和PM 312
12．1．3 其他模擬調製 314
12．2 數字調製 315
12．2．1 幅移鍵控（ASK） 317
12．2．2 頻移鍵控（FSK） 317
12．2．3 相移鍵控（PSK） 318
12．2．4 正交幅度調製（QAM） 319
12．2．5 編碼正交頻分復用（COFDM） 320
12．2．6 數字電視 320
12．2．7 數字音頻廣播（DAB） 321
12．3 擴頻調製 322
12．3．1 直擴DSSS 322
12．3．2 跳頻FHSS 323
習題 326
附錄A 頻譜管理的術語與定義 331
附錄B 保護頻率和頻段 341
參考文獻 343

前言/序言

《通信與導航係列規劃教材》總序

　　互聯網和全球衛星導航係統被稱為是二十世紀人類的兩個最偉大發明，這兩大發明的交互作用與應用構成瞭這套叢書齣版的時代背景。近年來，移動互聯網、雲計算、大數據、物聯網、機器人不斷豐富著這個時代背景，呈現齣繽紛多彩的人類數字化生活。例如，基於位置的服務集成衛星定位、通信、地理信息、慣性導航、信息服務等技術，把恰當的信息在恰當的時刻、以恰當的粒度（信息詳細程度）和恰當的媒體形態（文字、圖形、語音、視頻等）、送到恰當的地點、送給恰當的人。這樣一來通信和導航就成為通用技術基礎，更加凸顯瞭這套叢書齣版的意義。

　　由空軍工程大學信息與導航學院組織編寫的14部專業教材，涉及導航、密碼學、通信、天綫與電波傳播、頻譜管理、通信工程設計、數據鏈、增強現實原理與應用等，有些教材在教學中已經廣泛采用，曆經數次修訂完善，更趨成熟；還有一些教材匯集瞭學院近年來的科研成果，有較強的針對性，內容新穎。這套叢書既適閤各類專業技術人員進行專題學習，也可作為高校教材或參考用書。希望叢書的齣版，有助於國內相關領域學科發展，為信息技術人纔培養做齣貢獻。

　　中國工程院院士：李德毅

第2版前言

　　自本書第一版齣版以來，電磁頻譜（無綫電）管理與監測發展迅猛，新製定或更新瞭不少管理方麵的法規製度和技術標準。監測技術和設備也發展很快，不斷推陳齣新，用頻係統和設備更是飛速發展。用頻需求增長迅速，供需矛盾更加尖銳，乾擾影響日益嚴重。為瞭更好地滿足廣大讀者的需求，我們在第一版的基礎上，結閤多年的教學科研實際，參考頻譜管理與技術方麵的最新資料，對書中主要內容進行瞭全麵的更新和修訂。

　　本書第2版共12章，主體可分為頻譜管理和頻譜監測兩大部分，其中第1~5章為頻譜管理部分，第6~12章為頻譜監測部分。具體如下：第1章介紹電磁頻譜、電磁空間、電磁環境、電磁管理等基本概念，以及國內外電磁管理的發展情況。第2章介紹各波段電磁波的傳播特性和場強計算；第3章介紹國際電信聯盟、國傢無綫電管理機構的組織結構及主要職責，以及有關頻譜管理的國際、國內法規與技術標準；第4章介紹無綫電頻率的劃分、規劃、分配、指配與衛星軌道資源管理；第5章介紹無綫電颱站的設置、使用與資料，以及無綫電設備的型號核準等；第6章介紹頻譜監測常用參數的概念和計算方法；第7章介紹噪聲以及各種無綫電乾擾産生與消除的基本原理；第8章介紹無綫電監測的基本內容、係統設備組成分類，以及乾擾分級、乾擾查處原則程序與乾擾分析判斷方法；第9章介紹無綫電測嚮係統的組成分類，以及各種測嚮技術體製與無綫電定位原理；第10章介紹頻譜監測中所涉及的主要參數的測量原理、方法和設備要求；第11章介紹頻譜檢測中所涉及的主要參數的測量方法和步驟；第12章簡要介紹各種調製信號及其頻譜特性，方便於頻譜監測時對信號的分析識彆。另外，附錄A為頻譜管理的常用術語與定義；附錄B為國際保護頻率，包括遇險和安全通信頻率、（衛星）標準頻率和時間信號業務頻段。

　　本書可作為頻譜管理、無綫電監測、電子對抗、通信工程、頻譜工程等相關專業或方嚮的高年級本科生和研究生教材，也可作為從事與頻譜管理與監測有關的管理人員和工程技術人員的參考書或案頭常備手冊。

　　本書由翁木雲主編，其中第1、3、4、9、11章、習題、附錄A由翁木雲修訂，第2、5、12章、附錄B由呂慶晉修訂，第6、7章由謝紹斌修訂，第8、10章由劉正鋒修訂。全書由翁木雲統稿。

　　本書在編寫和修訂過程中得到瞭空軍工程大學信息與導航學院和空軍電磁頻譜管理中心的領導和同事們的支持和幫助，特彆是得到瞭黃國策、郭建新兩位教授的熱情幫助和指導，瀋國勤、李昊成、臧帆、王鋒、黃清艷、狄閔瑉、劉蕓江等同誌提供瞭寶貴的資料和修改意見，書中還引用瞭其他作者的一些研究內容和研究成果，在此錶示衷心的感謝。

　　頻譜管理與監測發展非常迅速，由於編著者水平有限，書中難免有不妥之處，懇請各位讀者和同行批評指正。

　　編著者

　　2016年10月

第1版前言

　　隨著社會信息化進程的加快，各種通信、廣播、電視、雷達、導航、遙測遙控、射電天文等無綫電業務的需求迅速增長，電磁環境越來越復雜，電磁頻譜供需矛盾日益尖銳。電磁頻譜資源與水、土地、礦藏等資源一樣，是人類共享的有限自然資源，也是關係國民經濟和社會可持續發展的重要戰略資源。閤理、有效、經濟地使用電磁頻譜資源，保障各種用頻業務的正常開展，維護空中電波秩序，直接關係到國傢的政治、經濟、軍事和文化發展。因此，為瞭適應國傢和軍隊對電磁頻譜管理（也稱無綫電管理）實踐的需要，強化電磁頻譜意識，普及電磁頻譜知識，提高電磁頻譜管理與監測水平，我們編著瞭這本書。

　　本書強調係統性、理論性和工程應用的實踐性，全麵介紹瞭頻譜管理和頻譜監測的基本理論知識和工程實踐知識，詳細描述瞭頻譜管理的內容、過程、方法和手段，以及頻譜監測、檢測、測量所涉及的主要參數的測試原理、方法和要求。

　　本書共13章，分為頻譜管理和頻譜監測兩部分。其中頻譜管理部分共5章（第1～5章），包括電磁頻譜管理的基本概念，各波段電磁波的傳播特性及場強計算，國際、國傢及軍隊電磁頻譜管理機構，無綫電頻率的劃分、規劃、分配、指配與衛星軌道管理，以及用頻颱站設備管理。頻譜監測部分共8章（第6～13章），包括頻譜監測常用參數的概念及計算，噪聲與各種無綫電乾擾，無綫電監測的基本概念，無綫電測嚮係統的組成及各種測嚮技術體製，無綫電定位原理和衛星定位，頻譜監測中所涉及的主要參數的測量方法和要求，無綫電設備（特彆是發射機）的參數檢測方法和過程，以及各種調製信號及其頻譜特性。

　　本書可作為電磁頻譜管理、無綫電監測、頻譜工程、通信偵查、電子對抗、通信工程及相關專業或方嚮的高年級本科生和研究生（包括工程碩士）的教材，也可作為從事與電磁頻譜管理與監測有關的工程技術人員和管理人員的參考書或案頭常備的查詢手冊。

　　本書由翁木雲主持編寫，其中第1、2、6、8、9、11章、習題、附錄A由翁木雲編寫，第3、4章、附錄B、附錄C由張其星編寫，第5、10章由謝紹斌編寫，第7章由劉蕓江編寫，第12章由劉正鋒編寫，第13章由計同鍾編寫。全書由翁木雲統稿。

　　本書由國傢無綫電監測中心李明高工擔任主審，他在百忙之中審閱瞭本書的主要內容和提綱，並提齣瞭一些中肯的意見和建議，特此緻謝。

　　本書的齣版得到瞭空軍工程大學電訊工程學院許多同誌的支持和幫助，特彆是得到瞭黃國策、達新宇兩位教授的熱情幫助和指導，呂慶晉提供瞭許多寶貴資料，書中還引用瞭其他作者的一些內容和研究成果，在此錶示衷心的感謝。

　　頻譜管理與監測發展非常迅速，由於編著者水平有限，書中難免有錯誤和失之偏頗之處，敬請各位讀者批評指正。