无线电监测与测向定位 第5章

或相位特性。 在现代测向设备中，天线信号前置预处理单元除实现上
述功能外，还包含了一些新的内容，如天线控制、自动匹配、 宽带低噪声放大等。
2) 测向信道接收机 测向信道接收机用于对测向天线输出信号进行选择、放 大、变换等，使之适应后面测向终端处理机对信号的接口要 求。根据测向方法的不同和特殊的需要，测向信道接收机可 选择单信道、双信道或多信道接收机。通常双信道和多信道 接收机采用共用本振的方式，以确保多信道之间相位特性的 一致性。
图 5-2 测向设备的基本组成框图
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1) 测向天线 测向天线通常包括定向天线单元和天线信号前置预处理 单元两个部分。 定向天线单元可以是单元定向天线，也可以是多元阵列 全向或定向天线。天线接收来波信号，并使得信号的幅度或 相邻天线元接收信号的相位差中含有来波的方位信息。 天线信号前置预处理单元对定向天线单元中各天线元输 出的射频信号进行预处理，预处理方式视测向方法的不同而 不同，但归结到一点，都是保证定向天线单元输出的电压与 来波方位或空间角度之间有稳定且确定的幅度或相位关系。 一般来说，定向天线单元是通过天线信号前置预处理单元实 现各天线元所接收电势的矢量相加或比相，由此形成其幅度
第5章 无线电测向概述
5.1 无线电测向的基本概念 5.2 测向设备的主要性能指标
5.1 无线电测向的基本概念
5.1.1 无线电测向的含义 无线电测向是利用无线电测向设备确定正在工作的无线
电发射台(辐射源)方位的过程。利用无线电测向可以确定辐 射源的位置，简称定位。无线电测向与定位是无线电监测的 重要内容，是对无线电信号进行分选、识别的重要依据。
测向设备对某一目标电台的来波信号进行测向，所得到 的实际测量值(或所得到的目标方位读数)称为示向度，有时
也称方位线，通常用符号f来表示。若电波在理想的均匀媒
质中传输以及测向设备不存在测量误差，则示向度与方位角
相同，即f=q。实际测向过程中，电波在非理想均匀的媒质
中传输将引起波阵面畸变，使得波阵面的法线方向偏离目标 电台到测向天线之间的连线方向；测向设备的测量误差总是 不可避免地或大或小存在。因此测向设备所测得的示向度值
被测辐射源的方向通常用方位角表示，它是通过观测点 (测向站所在位置)的子午线正北方向与被测辐射源到观测点 连线按顺时针所形成的夹角，方位角的角度范围为0°～ 360°。
通常以测向天线所在位置作为观测参考点，在水平面 0°～360°范围内考察目标辐射源来波信号的方向，称为来
波信号的水平方位角，通常用符号q来表示。方位角描述的
出的模拟信号首先由A/D变换成数字信号，随后高速DSP根 据采用的测向方法对A/D采样数据进行变换处理，提取其来 波方位信息。这一过程在目标信号的持续时间内快速重复进 行，主处理机的CPU根据信号质量和场地环境等具体情况， 对高速DSP各次测得的来波方位数据进行统计分析、误差校 正、信号质量评估等综合处理，处理结果采用数字极坐标或 统计直方图或数字示向度等形式显示输出。
f与目标辐射源真实方位值q之间的差别将客观存在，或者
说测向误差总是客观存在的。
测向误差通常用Df来表征，即Df=q－f，用它衡量目标 辐射源真实方位值q与测向设备对该目标电台来波信号进行 测向所得到的示向度值f之间的偏差。
q 、f、Df三者的定义和彼此之间的关系如图5-1所示。
图 5-1 q、f、Df三者的定义和彼此关系
3) 测向终端处理机 早期的测向终端处理只是采用人工辅助的方式完成方位 数据的获取，它是由“监听耳机”与“方位读盘”或“模拟 显示器”来完成的。测向信道接收机输出的信号送到监听耳 机或阴极射线管的偏转板，再由人耳听辨或观察荧光屏的显 示亮线来确定来波方位。 现代测向终端处理机包括方位信息处理与显示单元及监 控单元两个部分，它通常包含A/D转换、高速DSP及采用 LCD或EL或CRT显示的一台工业(或军用)计算机。 方位信息处理与显示单元将测向信道接收机输出信号中 所包含的来波方位信息提取出来，并进行分析处理，最后按 指定的格式和方式显示出来。一般来说，测向信道接收机输
监控单元对测向天线、测向信道接收机、方位信息处理 与显示单元等各部分的工作状态进行监视与控制。
2. 测向设备的分类 测向设备的分类方法主要有如下几种。 1) 根据测向原理进行分类 原则上说，目标信号的来波方位信息不是寄载在定向天 线接收信号的振幅上就是寄载在其相位上，从这个意义上来 分，测向设备可以分为振幅法测向和相位法测向两大类。振 幅法测向是从定向天线接收信号的振幅上提取来波方位信息 的测向方法，而相位法测向一般来说是从相邻天线元接收信 号的相位差中提取来波方位信息的测向方法。 如果再进一步细分，振幅法测向还可以分为最小信号法 测向、最大信号法测向、振幅比较法测向(Watson-Watt法测 向)；相位法测向还可以分为干涉仪法测向、多普勒法测向、 时差法测向等。
是目标辐射源准确的来波方向，是没有考虑误差的精确描述。
值得注意的是，测向天线相对来波信号的方位与目标电 台的真实方位从严格意义上来说有差别，主要表现在方位角 的定义中没有考虑电波传播过程中的非理想状态，它将引起 来波信号方向后延伸线与目标辐射源到测向机天线之间连线 的差别。但我们在实际工作中所说的方位角通常是指目标辐 射源到测向天线之间的连线与地理正北方向(地球子午线正 北方向)按顺时针所形成的夹角。
无线电测向的物理基础是无线电波在均匀媒质中传播的 匀速线性及定向天线接收电波的方向性。无线电测向实质上 是测量电磁波波阵面的法线方向相对于某一参考方向(通常 规定为通过测量点的地球子午线正北方向)之间的夹角。能 完成这一测量任务的无线电设备称为无线电测向机或无线电 测向设备。无线电测向过程不辐射电磁波，就辐射源方面来 说，它对测向活动既无法检测，也无法阻止。
5.1.2 测向设备的组成与分类 1. 测向设备的组成 现代无线电测向技术的物理实现应该包含定向天线对目
标来波信号的接收、测向信道对定向天线接收信号的变换处 理以及测向终端对来波方位信息的提取与显示这三个环节， 因此现代无线电测向设备由测向天线、测向信道接收机和测 向终端处理机三大部分组成，如图5-2所示。