淺析主流無線電測向技術(shù)體制

引言

　　隨著各級無線電管理部門不斷加大投資力度,加快無線電監(jiān)測網(wǎng)的建設(shè),全國無線電監(jiān)測網(wǎng)的格局正逐步形成。如何合理地配備先進(jìn)的無線電監(jiān)測系統(tǒng)和正確選擇監(jiān)測、測向系統(tǒng)的技術(shù)體制，降低建設(shè)成本，加快建設(shè)周期，提高監(jiān)測效率，已經(jīng)成為無線電監(jiān)測網(wǎng)建設(shè)中的一個(gè)重要課題。

　　無線電測向就是利用無線電測量設(shè)備測定目標(biāo)無線電信號的來波方位。根據(jù)不同的測向方法，將測向體制分為幅度比較式測向體制、沃特森-瓦特測向體制、干涉儀測向體制、多普勒測向體制、空間譜估計(jì)測向體制等。干涉儀測向體制中基于復(fù)數(shù)電壓測量的相關(guān)干涉儀測向體制以其具有測向準(zhǔn)確度高、測向靈敏度高、測向速度快、抗干擾能力強(qiáng)、穩(wěn)定性好、設(shè)備復(fù)雜度較低等優(yōu)點(diǎn)，成為目前無線電監(jiān)測中主流的測向體制。

相關(guān)干涉儀測向體制的基本原理與技術(shù)基礎(chǔ)

　　1.1 基本原理

　　在遠(yuǎn)離輻射的某一觀察面上，設(shè)置由幾個(gè)天線構(gòu)成的天線陣列，盡管各天線可能有一些差別，并對電場有一定的擾動，但只要是穩(wěn)定不變的，那么對一個(gè)確定頻率、確定方位到達(dá)的電波，各天線元間輸出一個(gè)確定的相對復(fù)電壓數(shù)組，它們在復(fù)數(shù)平面上，就有一個(gè)確定的圖案，如圖1。



　　如果在給定的頻率上對θ1，θ2，…，θm，…，θm+1(θm=360m/M，m=0，1，…，M-1)方位上的電波事先測量并存儲M個(gè)復(fù)數(shù)組作標(biāo)準(zhǔn)庫，那么在同樣頻率上對未知方向電波按同樣程序?qū)崟r(shí)測得一個(gè)復(fù)數(shù)組，并用該復(fù)數(shù)數(shù)組與對應(yīng)不同方向的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)組進(jìn)行比較，就會從標(biāo)準(zhǔn)庫中找到一個(gè)最接近的數(shù)組（對應(yīng)θn）和次接近的數(shù)組（對應(yīng)θn+1）。如果M值足夠大，說明待測電波的到達(dá)方向在θn與θn+1之間，通過內(nèi)插運(yùn)算，就可求得未知電波的到達(dá)方向。

　　1.2 基本工作模式

　　相關(guān)干涉儀測向方法的基本工作模式:

　　（1） 設(shè)置一個(gè)天線陣列，天線陣列為圓形，陣元為3～9個(gè);

　?。?） 通過復(fù)數(shù)電壓測量技術(shù)，事先對不同的頻率、眾多方向的電波建立標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫;

　?。?） 對未知電波測向時(shí)，首先按照建立標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫的程序?qū)崟r(shí)測得一個(gè)復(fù)數(shù)數(shù)組;

　?。?） 通過相關(guān)（比較）運(yùn)算，求得電波的到達(dá)方向。

　　1.3 相關(guān)干涉儀測向技術(shù)基礎(chǔ)

　　從測向原理與模式的描述，相關(guān)干涉儀測向技術(shù)基礎(chǔ)可歸納為兩點(diǎn):

　　（1）建立一套系統(tǒng),可完成對天線陣列、各陣元間復(fù)數(shù)電壓測量，并達(dá)到所要求的精度和速度;

　?。?）按相關(guān)干涉儀機(jī)理建立數(shù)學(xué)模型和樣本群，并進(jìn)行相關(guān)處理。

　　需要強(qiáng)調(diào)的是，只有復(fù)數(shù)電壓才能反映各天線的實(shí)際輸出。對一個(gè)天線陣列和一個(gè)理想的平面波場，各天線輸出電壓應(yīng)該是幅度相同，只有相位上的差別?？蓪?shí)際上，陣列中的各天線不可能完全一致，并存在互耦，再加上天線的二次輻射對電波場也產(chǎn)生擾動，故各天線輸出值既有相位差別，也有幅度差別。

　　當(dāng)天線間隔接近或大于半波長時(shí)，只有復(fù)數(shù)電壓才是唯一確定的，如某天線輸出幅度和相位相對參考天線分別為0.9和210

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