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
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,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
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,那么對一個確定頻率、確定方位到達(dá)的電波,各天線元間輸出一個確定的相對復(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測得一個復(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)置一個天線陣列,天線陣列為圓形,陣元為3～9個;
（2） 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;
（3） 對未知電波測向時,首先按照建立標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫的程序?qū)崟r測得一個復(fù)數(shù)數(shù)組;
（4） 通過相關(guān)（比較）運算,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:
（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;
（2）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際輸出。對一個天線陣列和一個理想的平面波場,各天線輸出電壓應(yīng)該是幅度相同,只有相位上的差別。可實際上,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,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°,復(fù)數(shù)表示為U=acosΦ+jasinΦ=0.9cos210°+j0.9sin210°=-0.779- j0.5,這在復(fù)數(shù)平面上對應(yīng)唯一確定的矢量,這種唯一性不受孔徑大小限制,即允許天線陣為大孔徑。若只用相位來表示,由于相位測量范圍限制在±180°,這時只能測出-
150°。原本是相位滯后210°,卻變成相位超前150°,至少存在210°與150°的模糊,這就限制孔徑不能很大,天線元最大間隔不能超過λmin/2
相關(guān)干涉儀測向體制原理框圖
從原理上講,復(fù)數(shù)電壓測量至少需要兩部以上幅度和相位相同的接收機(jī)進(jìn)行工作,但R&
amp;S公司已開發(fā)出只用一部接收機(jī)測量復(fù)數(shù)電壓的技術(shù),即單信道相關(guān)干涉儀,其原理圖見圖2。
