频谱管理与监测（第2版）

本书全面介绍了频谱管理和频谱监测的基本理论知识和工程实践知识，详细阐述频谱管理的机构、法规，管理的内容、过程和方法，频谱监测测向定位的基本原理、系统设备组成分类，以及频谱监测和频谱检测的主要参数的测试原理、方法步骤和要求。

翁木云：博士，空军工程大学副教授、硕士生导师。近五年来参加科研项目8项，其中国防预研项目3项，国家863和973项目各1项。出版著作5部；在核心刊物发表学术论文12篇，其中SCI 收录1篇，EI、ISTP检索3篇。

目 录
第1章 绪论 1
　　1.1 电磁频谱及其特性 1
1.1.1 电磁频谱 1
1.1.2 电磁频谱划分 2
1.1.3 电磁频谱特性 3
　　1.2 电磁空间与电磁环境 5
1.2.1 电磁空间 5
1.2.2 电磁环境 6
　　1.3 电磁频谱管理基本概念 9
1.3.1 电磁频谱管理的定义和特点 9
1.3.2 电磁频谱管理的主要内容 10
1.3.3 电磁频谱管理的地位和作用 11
　　1.4 电磁频谱管理发展历史 12
1.4.1 国外电磁频谱管理及其发展 12
1.4.2 我国电磁频谱管理发展历史 15
第2章 电波传播 18
　　2.1 地球大气层和电离层 18
2.1.1 大气层 18
2.1.2 电离层 19
　　2.2 电波传播方式 24
2.2.1 地波（地表面波）传播 24
2.2.2 天波传播 25
2.2.3 视距传播 26
2.2.4 散射传播 26
2.2.5 波导电波传播 26
2.2.6 各波段电波传播特性及代表性业务表 27
　　2.3 自由空间传播 29
2.3.1 自由空间传播时的场强及接收功率 29
2.3.2 自由空间传播损耗 30
　　2.4 地波传播及场强计算 30
2.4.1 地球表面的特性 31
2.4.2 地波沿平面地面传播时场强的计算 32
2.4.3 地波沿球形地面传播时场强的计算 33
2.4.4 地下和水下传播 36
　　2.5 天波传播及场强计算 39
2.5.1 电波在电离层中的传播 39
2.5.2 短波天波传播 42
2.5.3 中、长波天波场强计算 47
2.5.4 短波天波场强计算 48
　　2.6 视距传播及计算 49
2.6.1 视线距离 49
2.6.2 地形地貌对微波传播的影响 51
2.6.3 低空大气层对微波传播的影响 54
　　2.7 对流层散射的传播损耗计算 58
　　2.8 常用传播模型 59
2.8.1 传播模型的选择 60
2.8.2 奥村-哈塔（Okumura-Hata）模型 60
第3章 电磁频谱管理机构及法规标准 62
　　3.1 国际电信联盟 62
3.1.1 国际电信联盟成立发展 62
3.1.2 国际电信联盟组织结构 63
3.1.3 国际电联的宗旨与职能 64
3.1.4 国际频率登记 65
　　3.2 国家无线电管理机构 66
3.2.1 组织结构 66
3.2.2 主要职责 67
　　3.3 国际法规及建议 69
3.3.1 《无线电规则》 69
3.3.2 ITU-R建议 70
　　3.4 国家法规制度 71
3.4.1 《中华人民共和国无线电管理条例》 72
3.4.2 《中华人民共和国无线电频率划分规定》 72
3.4.3 《中华人民共和国无线电管制规定》 73
3.4.4 《业余无线电台管理办法》 74
　　3.5 技术标准 79
第4章 频率管理 82
　　4.1 频率划分 82
4.1.1 无线电业务 83
4.1.2 国际频率划分 86
4.1.3 我国频率划分 88
　　4.2 频率规划 91
4.2.1 频率规划的原则 91
4.2.2 频率规划的程序 92
4.2.3 频率规划的分类 93
4.2.4 频率规划的内容 94
　　4.3 频率分配 97
　　4.4 频率指配 100
4.4.1 频率指配方法 100
4.4.2 频率指配工作程序 104
4.4.3 频率指配的权限和要求 104
　　4.5 卫星轨道/频率资源管理 105
4.5.1 卫星轨道/频率资源管理的内容 105
4.5.2 国际电联的卫星网路运行规定 107
4.5.3 我国设置卫星网络空间电台管理规定 108
4.5.4 卫星网络空间电台执照 111
第5章 无线电台站设备管理 113
　　5.1 台站设置管理 113
5.1.1 台站设置审批权限 113
5.1.2 台站设置管理程序 114
5.1.3 电台执照 115
5.1.4 电磁兼容分析 116
　　5.2 台站使用管理 118
5.2.1 使用管理的主要内容 118
5.2.2 使用管理方法 119
5.2.3 使用管理要求 120
　　5.3 台站资料管理 121
5.3.1 数据库的作用 121
5.3.2 数据库的内容 121
5.3.3 资料管理的方法和要求 122
　　5.4 无线电设备管理 123
5.4.1 管理方法 123
5.4.2 型号核准 124
5.4.3 辐射电磁波的非无线电设备管理 127
第6章 常用参数的概念和计算 128
　　6.1 电磁波属性 128
　　6.2 分贝（dB）单位 129
　　6.3 增益G（或衰减L） 132
　　6.4 天线增益 132
　　6.5 天线因子 134
　　6.6 功率与功率密度 135
　　6.7 噪声系数与灵敏度 136
第7章 噪声与干扰 139
　　7.1 无线电干扰的概念 139
　　7.2 噪声 139
7.2.1 噪声的分类与特性 139
7.2.2 人为噪声 140
　　7.3 同频干扰 142
　　7.4 邻道干扰 142
　　7.5 互调干扰 144
7.5.1 互调干扰的基本概念及分类 144
7.5.2 发射机的互调干扰 145
7.5.3 接收机的互调干扰 149
7.5.4 无三阶互调的频道组 150
　　7.6 阻塞干扰 153
　　7.7 带外干扰 155
第8章 无线电监测与干扰查处 157
　　8.1 监测的概念、目的和作用 157
　　8.2 监测的基本内容 158
　　8.3 监测系统设备 160
　　8.4 干扰查处 168
　　8.5 干扰分析判别 170
第9章 无线电测向定位 174
　　9.1 概述 174
9.1.1 相关概念 174
9.1.2 无线电测向的主要用途 176
9.1.3 无线电测向技术起源与发展 178
　　9.2 测向设备的组成与分类 181
9.2.1 测向设备的组成 181
9.2.2 测向设备的分类 182
9.2.3 测向机的主要性能指标 184
　　9.3 无线电测向技术体制 187
9.3.1 比幅测向法 187
9.3.2 沃特森-瓦特（含角度计和交叉环）测向法 192
9.3.3 乌兰韦伯测向法 195
9.3.4 干涉仪测向法 197
9.3.5 相关干涉仪测向法 201
9.3.6 多普勒测向法 203
9.3.7 时差测向法 206
9.3.8 空间谱估计测向法 208
　　9.4 无线电定位 214
9.4.1 一点定位原理 215
9.4.2 交叉定位原理 216
9.4.3 动态定位原理 221
9.4.4 到达时间差（TDOA）定位 222
9.4.5 其他无源定位方法简介 227
第10章 频谱参数监测 229
　　10.1 测量原理 229
10.1.1 时域和频域测量 229
10.1.2 幅度和相位域（矢量）测量 231
10.1.3 FFT分析 231
　　10.2 频率测量 234
10.2.1 传统频率测量方法 235
10.2.2 基于DSP的频率测量方法 241
10.2.3 频率测量的精度 244
10.2.4 用于频率测量的信号发生器 246
　　10.3 场强和功率密度测量 247
10.3.1 电磁场场强 247
10.3.2 场强或功率密度的测量设备 248
10.3.3 测量的频率范围和天线 249
10.3.4 测量场地的选择 250
10.3.5 测量室和设备 252
10.3.6 测量方法 254
10.3.7 测量精度 258
10.3.8 测量设备和天线的校准 259
10.3.9 测量结果的评估、处理及文件编制 261
　　10.4 带宽测量 262
10.4.1 带宽定义 263
10.4.2 带宽测量方法 264
10.4.3 带宽测量的条件 268
10.4.4 对带宽测量设备的要求 270
　　10.5 调制测量 271
10.5.1 幅度调制的远距离测量 271
10.5.2 角度调制的远距离测量 273
10.5.3 数字调制的监测 275
10.5.4 扩频信号的测量 275
　　10.6 频谱占有度测量 278
10.6.1 频谱占用度测量目的 278
10.6.2 频谱占用度测量技术 278
10.6.3 频谱占用度监测接收机 279
10.6.4 30 MHz以下频段的测量 279
10.6.5 30 MHz以上频段的测量 280
10.6.6 频段占用度的测量 282
10.6.7 占用度数据的显示和分析 283
第11章 频谱参数检测 285
　　11.1 概述 285
11.1.1 检测的分类 285
11.1.2 检测的主要内容 285
11.1.3 检测的一般步骤 286
　　11.2 检测要求 287
　　11.3 检测的主要频谱参数 288
　　11.4 主要频谱参数的检测方法 290
11.4.1 测量方式 290
11.4.2 发射频率范围 291
11.4.3 发射频率容限 291
11.4.4 功率测量 292
11.4.5 发射带宽测量 294
11.4.6 邻道功率测量 294
11.4.7 带外域发射功率测量 299
11.4.8 杂散发射功率测量 299
11.4.9 接收机邻道抑制测量 301
11.4.10 接收机互调响应抑制 301
11.4.11 接收机杂散响应抑制 302
11.4.12 接收机传导杂散发射功率 303
　　11.5 测量中的不确定度分析 303
11.5.1 名词术语 303
11.5.2 涉及到的基本理论 304
11.5.3 功率测量中的不确定度分析实例 306
11.5.4 传导杂散发射测量的不确定度 308
11.5.5 频率测量的不确定度 309
第12章 典型调制信号及其频谱 310
　　12.1 模拟调制 310
12.1.1 幅度调制（AM） 310
12.1.2 角度调制FM和PM 312
12.1.3 其他模拟调制 314
　　12.2 数字调制 315
12.2.1 幅移键控（ASK） 317
12.2.2 频移键控（FSK） 317
12.2.3 相移键控（PSK） 318
12.2.4 正交幅度调制（QAM） 319
12.2.5 编码正交频分复用（COFDM） 320
12.2.6 数字电视 320
12.2.7 数字音频广播（DAB） 321
　　12.3 扩频调制 322<

《通信与导航系列规划教材》总序
　　互联网和全球卫星导航系统被称为是二十世纪人类的两个伟大发明，这两大发明的交互作用与应用构成了这套丛书出版的时代背景。近年来，移动互联网、云计算、大数据、物联网、机器人不断丰富着这个时代背景，呈现出缤纷多彩的人类数字化生活。例如，基于位置的服务集成卫星定位、通信、地理信息、惯性导航、信息服务等技术，把恰当的信息在恰当的时刻、以恰当的粒度（信息详细程度）和恰当的媒体形态（文字、图形、语音、视频等）、送到恰当的地点、送给恰当的人。这样一来通信和导航就成为通用技术基础，更加凸显了这套丛书出版的意义。
　　由空军工程大学信息与导航学院组织编写的14部专业教材，涉及导航、密码学、通信、天线与电波传播、频谱管理、通信工程设计、数据链、增强现实原理与应用等，有些教材在教学中已经广泛采用，历经数次修订完善，更趋成熟；还有一些教材汇集了学院近年来的科研成果，有较强的针对性，内容新颖。这套丛书既适合各类专业技术人员进行专题学习，也可作为高校教材或参考用书。希望丛书的出版，有助于国内相关领域学科发展，为信息技术人才培养做出贡献。
　　　
　　中国工程院院士：李德毅

第2版前言
　　自本书版出版以来，电磁频谱（无线电）管理与监测发展迅猛，新制定或更新了不少管理方面的法规制度和技术标准。监测技术和设备也发展很快，不断推陈出新，用频系统和设备更是飞速发展。用频需求增长迅速，供需矛盾更加尖锐，干扰影响日益严重。为了更好地满足广大读者的需求，我们在版的基础上，结合多年的教学科研实际，参考频谱管理与技术方面的资料，对书中主要内容进行了全面的更新和修订。
　　本书第2版共12章，主体可分为频谱管理和频谱监测两大部分，其中第1~5章为频谱管理部分，第6~12章为频谱监测部分。具体如下：第1章介绍电磁频谱、电磁空间、电磁环境、电磁管理等基本概念，以及国内外电磁管理的发展情况。第2章介绍各波段电磁波的传播特性和场强计算；第3章介绍国际电信联盟、国家无线电管理机构的组织结构及主要职责，以及有关频谱管理的国际、国内法规与技术标准；第4章介绍无线电频率的划分、规划、分配、指配与卫星轨道资源管理；第5章介绍无线电台站的设置、使用与资料，以及无线电设备的型号核准等；第6章介绍频谱监测常用参数的概念和计算方法；第7章介绍噪声以及各种无线电干扰产生与消除的基本原理；第8章介绍无线电监测的基本内容、系统设备组成分类，以及干扰分级、干扰查处原则程序与干扰分析判断方法；第9章介绍无线电测向系统的组成分类，以及各种测向技术体制与无线电定位原理；第10章介绍频谱监测中所涉及的主要参数的测量原理、方法和设备要求；第11章介绍频谱检测中所涉及的主要参数的测量方法和步骤；第12章简要介绍各种调制信号及其频谱特性，方便于频谱监测时对信号的分析识别。另外，附录A为频谱管理的常用术语与定义；附录B为国际保护频率，包括遇险和安全通信频率、（卫星）标准频率和时间信号业务频段。
　　本书可作为频谱管理、无线电监测、电子对抗、通信工程、频谱工程等相关专业或方向的高年级本科生和研究生教材，也可作为从事与频谱管理与监测有关的管理人员和工程技术人员的参考书或案头常备手册。
　　本书由翁木云主编，其中第1、3、4、9、11章、习题、附录A由翁木云修订，第2、5、12章、附录B由吕庆晋修订，第6、7章由谢绍斌修订，第8、10章由刘正锋修订。全书由翁木云统稿。
　　本书在编写和修订过程中得到了空军工程大学信息与导航学院和空军电磁频谱管理中心的领导和同事们的支持和帮助，特别是得到了黄国策、郭建新两位教授的热情帮助和指导，沈国勤、李昊成、臧帆、王锋、黄清艳、狄闵珉、刘芸江等同志提供了宝贵的资料和修改意见，书中还引用了其他作者的一些研究内容和研究成果，在此表示衷心的感谢。
　　频谱管理与监测发展非常迅速，由于编著者水平有限，书中难免有不妥之处，恳请各位读者和同行批评指正。
　　
　　编著者
　　2016年10月

第1版前言
　　随着社会信息化进程的加快，各种通信、广播、电视、雷达、导航、遥测遥控、射电天文等无线电业务的需求迅速增长，电磁环境越来越复杂，电磁频谱供需矛盾日益尖锐。电磁频谱资源与水、土地、矿藏等资源一样，是人类共享的有限自然资源，也是关系国民经济和社会可持续发展的重要战略资源。合理、有效、经济地使用电磁频谱资源，保障各种用频业务的正常开展，维护空中电波秩序，直接关系到国家的政治、经济、军事和文化发展。因此，为了适应国家和军队对电磁频谱管理（也称无线电管理）实践的需要，强化电磁频谱意识，普及电磁频谱知识，提高电磁频谱管理与监测水平，我们编著了这本书。
　　本书强调系统性、理论性和工程应用的实践性，全面介绍了频谱管理和频谱监测的基本理论知识和工程实践知识，详细描述了频谱管理的内容、过程、方法和手段，以及频谱监测、检测、测量所涉及的主要参数的测试原理、方法和要求。
　　本书共13章，分为频谱管理和频谱监测两部分。其中频谱管理部分共5章（第1～5章），包括电磁频谱管理的基本概念，各波段电磁波的传播特性及场强计算，国际、国家及军队电磁频谱管理机构，无线电频率的划分、规划、分配、指配与卫星轨道管理，以及用频台站设备管理。频谱监测部分共8章（第6～13章），包括频谱监测常用参数的概念及计算，噪声与各种无线电干扰，无线电监测的基本概念，无线电测向系统的组成及各种测向技术体制，无线电定位原理和卫星定位，频谱监测中所涉及的主要参数的测量方法和要求，无线电设备（特别是发射机）的参数检测方法和过程，以及各种调制信号及其频谱特性。
　　本书可作为电磁频谱管理、无线电监测、频谱工程、通信侦查、电子对抗、通信工程及相关专业或方向的高年级本科生和研究生（包括工程硕士）的教材，也可作为从事与电磁频谱管理与监测有关的工程技术人员和管理人员的参考书或案头常备的查询手册。
　　本书由翁木云主持编写，其中第1、2、6、8、9、11章、习题、附录A由翁木云编写，第3、4章、附录B、附录C由张其星编写，第5、10章由谢绍斌编写，第7章由刘芸江编写，第12章由刘正锋编写，第13章由计同钟编写。全书由翁木云统稿。
　　本书由国家无线电监测中心李明高工担任主审，他在百忙之中审阅了本书的主要内容和提纲，并提出了一些中肯的意见和建议，特此致谢。
　　本书的出版得到了空军工程大学电讯工程学院许多同志的支持和帮助，特别是得到了黄国策、达新宇两位教授的热情帮助和指导，吕庆晋提供了许多宝贵资料，书中还引用了其他作者的一些内容和研究成果，在此表示衷心的感谢。
　　频谱管理与监测发展非常迅速，由于编著者水平有限，书中难免有错误和失之偏颇之处，敬请各位读者批评指正。