淺析主流無(wú)線(xiàn)電測向技術(shù)體制

引言

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

　　無(wú)線(xiàn)電測向就是利用無(wú)線(xiàn)電測量設備測定目標無(wú)線(xiàn)電信號的來(lái)波方位。根據不同的測向方法，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、空間譜估計測向體制等。干涉儀測向體制中基于復數電壓測量的相關(guān)干涉儀測向體制以其具有測向準確度高、測向靈敏度高、測向速度快、抗干擾能力強、穩定性好、設備復雜度較低等優(yōu)點(diǎn)，成為目前無(wú)線(xiàn)電監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

　　1.1 基本原理

　　在遠離輻射的某一觀(guān)察面上，設置由幾個(gè)天線(xiàn)構成的天線(xiàn)陣列，盡管各天線(xiàn)可能有一些差別，并對電場(chǎng)有一定的擾動(dòng)，但只要是穩定不變的，那么對一個(gè)確定頻率、確定方位到達的電波，各天線(xiàn)元間輸出一個(gè)確定的相對復電壓數組，它們在復數平面上，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)復數組作標準庫，那么在同樣頻率上對未知方向電波按同樣程序實(shí)時(shí)測得一個(gè)復數組，并用該復數數組與對應不同方向的標準數組進(jìn)行比較，就會(huì )從標準庫中找到一個(gè)最接近的數組（對應θn）和次接近的數組（對應θn+1）。如果M值足夠大，說(shuō)明待測電波的到達方向在θn與θn+1之間，通過(guò)內插運算，就可求得未知電波的到達方向。

　　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:

　?。?） 設置一個(gè)天線(xiàn)陣列，天線(xiàn)陣列為圓形，陣元為3～9個(gè);

　?。?） 通過(guò)復數電壓測量技術(shù)，事先對不同的頻率、眾多方向的電波建立標準數據庫;

　?。?） 對未知電波測向時(shí)，首先按照建立標準數據庫的程序實(shí)時(shí)測得一個(gè)復數數組;

　?。?） 通過(guò)相關(guān)（比較）運算，求得電波的到達方向。

　　1.3 相關(guān)干涉儀測向技術(shù)基礎

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

　?。?）建立一套系統,可完成對天線(xiàn)陣列、各陣元間復數電壓測量，并達到所要求的精度和速度;

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

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

　　當天線(xiàn)間隔接近或大于半波長(cháng)時(shí)，只有復數電壓才是唯一確定的，如某天線(xiàn)輸出幅度和相位相對參考天線(xiàn)分別為0.9和210

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