无线电测向

无线电测向设备(系统)的基本技术指标

日期：2009年5月28日

根据无线电测向设备(系统)的应用目的和测向业务实践经验，基本技术要求有:

(1)测向体制和天线孔径

测向设备(系统)所用体制和天线孔径，既体现了体制特点，也在很大程度上决定了设备的水平，在很大程度上影响着使用效能。同样重要的也影响着制造成本。所以研制者和使用者都关注所用的测向体制和约定的天线孔径。

(2)工作效率范围

是指各项技术性能都符合要求的最大工作频段。由于测向准确度和测向灵敏度两性能指标对频率更敏感，并且容易检验，因而常把满足这两项指标要求的工作频段叫工作频率范围。

工作频率范围是根据测向任务具体确定的，由于它常受到测向天线(阵)的工作频率范围的限制，多数在工作频段的两端性能下降，当要求更宽的工作频率范围时，常需分段设计天线阵。

(3)天线极化形式:天线极化形式须根据测向对象的极化形式确定。明

确天线极化形式既有利用于测向性能的发挥，也有利于减小极化误差。

(4)测向准确度

测向读值惯称示向度，示向度与到达波真实角度之差叫测向误差。测向误差的数值既与工作频率有关，也与到达波的方向有关，因而须用不同频率、不同方向来波测得的测向误差的统计值来表述测向准确度，这实际上是衡量示向度可信度的技术指标。

测向准确度分系统准确度和使用准确度。系统准确度用系统误差(仪器误差)来表述，它是由设计制造固有缺陷造成的，其误差是可重复的或者按一定规律变化的。实用准确度是反映的实际测向的误差状况，除系统误差和电波传播误差外，还有波前失真、同道干扰、信号调制以及极化不纯等误差。与使用效能有关的这些方面将通过抗扰度指标来表述，因而这里所讲的测向准确度专指系统误差。

(5)测向灵敏度

测向灵敏度是衡量系统作用距离大小或对较弱电场测向是否可靠的重要指标，用示向度离散或偏差符合规定要求时所需的最小场强来表述。

在实际测向中，获取的测向信息总会受到银河系噪声、大气噪声、系统自身的热噪声等扰动，当信噪比降低到某个门限时，示向度由离散或偏差变化到不可信甚至无使用意义。不同的测向体制，由于其采用的天线孔径、阵列形式和测向的具体算法以及设计水平不同，抑制这种高斯型噪声影响的能力相差很大，即测向灵敏度指标差别很大。

测向灵敏度除与体制和设计水平有关以外，与测试场所背景噪声、接收带宽和积分时间有密切关系，所以该指标需在规定带宽和测向时间的条件下在标准场地上进行检验。

(6)测向响应时间

这是衡量测向设备反应速度的指标，出于不同的用途，对这项指标有三种不同层次上的表述:

A.测向信息最小获取时间

是指计算出示向度所需的最小取样时间。这在对短促通信信号或跳频通信信号测向时具有意义，可实施先捕获后处理的测向方案。

B.最小测向时间，是指最小取样时间与最小计算时间之和。

C测向时间，是指从接收测向指令起至给出一个可靠的测向结果所须最小时间，显然它包含着系统调整时间、对电场取样时间和示向度计算时间。为得到示向度，常需多次测向过程以求其稳定值。

(6)测向抗扰度

无线电测向的依据是建立在理想的电波传播的场模型上，即为无失真的谐波场，在测试区域内幅度相等，其等相位线是平行直线，并符合时延关系。这在实际测向中几乎是不存在的，或者因传播中形成的多径波相干使电场畸变，或者因信号固有调制使谐波场受到扰乱，或者因有同波道干扰信号使电场扰乱等，这些因素都会导致测向误差，但不同的测向方法和

体制出现误差的大小和情况是不同的。因而，抗扰度指标表述了测向设备(系统)防御干扰的能力。

基于干扰因素，抗扰度可分为以下几种情况：

A.相干干扰抗扰度(波前失真抗扰度〉

无线电波在传播路程上遇到反射体或二次辐射体，特别测向天线附近的反射体或二次辐射体，都产生相干的反射波，这个反射波场与直射波场相干，造成直射波的原有等相位而和等幅度线失真，进而导致测向误差。该误差数值和符号与对反射波相对直射波的方位、相位，以及发射频率变化特别敏感，故须用均方根误差来表征。所幸的是可通过选择测向体制和天线孔径来减小相干干扰的影响。

B.调制干扰抗扰度

一般讲，调制对分时取样的测向体制都会带来不利影响，产生测向误差。对使用单通道接收机的幅度测向体制，方向性图易受幅度调制影响，使用单通道接收机的多卡勒测向体制易受频率调制的影响。调制影响可通过天线阵的设计(如形成锐波束)、积分和增加参考通道补偿等方法减小。

对于采用双波道和多波道接收机的测向方法和体制，调制影响一般很小。

C.同波道干扰抗扰度

在测向通带内如出现第二个非相干的信号，也要造成测向误差，误差值与干扰信号的相对强度和方位有关。可以通过选择测向方法和体制拟制或减小同波道干扰的影响，经典的Watson —watt测向体制和现代空间谱估计测向算法都允许两个或多个同波道干扰存在，只要强度悬殊不太大，可以分开测向;如果幅度测向中旋转波束很尖锐，同波干扰的影响也会大大减小，而所谓改进型Adcock/Watson —watt幅度测向法抗同波道干扰的能力就很差。

D.极化抗扰度

大部分测向设备(系统)都是按接收某特定的极化方式设计的（绝大多数为接收垂直极化波) ，但由于发射不良，特别是经过传播途中的介质(如电离层反射)或地形地物的影响，使电波极化变得复杂，一般变成线极化或椭圆极化波。如果这时不能抑制对不需要的极化分量的接收，一般都会导致测向误差，这种误差惯称极化误差。

在同样极化分量的情况下，测向体制不同，极化误差也不一，除测向体制选择外，一般采用只对一种极化接收的天线，并在设计制造中采取抑制寄生接收的措施。

(7)动态范围

这是用系统截点、1dB压缩点或无失真动态范围表述的指标。其使用意义在于:在有背景干扰大量存在的条件下，如系统(特别是使用有源天线或宽放的系统)动态范围不大，干扰信号会通过交调和互调在测向信道中