第7章-測向原理-課件

1、第7章測向原理 7.1測向原理概述 7.2最小信號法測向 7.3最大信號法測向 7.4振幅比較法測向 7.5相位法測向 *7.6空間譜估計測向 7.1測向原理概述無線電測向就是利用無線電定向測量設備測定目標無線電信號的來波方位。圖7-1是一個典型的無線電測向空間坐標系(X，Y，Z)，坐標原點O為測向天線所在的位置，XOY坐標平面為方位角平面，ZOY和ZOX平面為垂直入射角平面即仰角平面，與到達方向相關的到達角即方位角是與Y軸的夾角q，仰角是與XOY面的夾角g。圖 7-1無線電測向空間坐標系電磁波到達角的方位信息可以由電場強度矢量E和磁場強度矢量H的方向及電磁波的傳播方向P(波前)給定，分析測向

2、原理時我們假設入射到無線電測向天線的電磁場呈現(xiàn)線性極化的遠場平面波結構，但是在實際應用中，入射電磁場往往由于不均勻媒質(電離層、地表層等)的傳播效應而引起多徑、散射、去極化等現(xiàn)象，從而使得來波成為有波前相位失真的非平面波。如果能夠測得目標來波到達方向的三維空間數(shù)據(jù)，則稱之為雙坐標無線電測向，在對地面或水面目標輻射源的測向中一般只需要提供平面上的到達方位角信息，無線電測向場合大多采用只提供到達方位角信息的單坐標無線電測向設備。為了實現(xiàn)對目標輻射源來波方位的測量，所有的測向設備從測量技術的本質上來說，都是利用天線輸出信號在振幅或相位上反映出來的與目標來波方位有關的特性來進行測量，較現(xiàn)代化的測向技術

3、則是同時利用其振幅和相位特性進行測量。因此，從獲取方位信息的原理上看，無線電測向技術可以分為兩大類：(1) 利用測向天線輸出感應電壓的幅度來進行測向的“振幅法測向”；(2) 通過測量電磁波波前到達兩副或多副天線的時間差或相位差來進行測向的“相位法測向”。7.1.1振幅法測向振幅法測向是根據(jù)測向天線上感應的電壓幅度具有確定的方向特性，當天線旋轉或等效旋轉時，其輸出電壓幅度按極坐標方向圖而變化這一原理來進行測向，因而振幅法測向又被稱為極坐標方向圖測向。振幅法測向還可以進一步分為三類：最小信號法測向、最大信號法測向和比幅法測向。1. 最小信號法測向最小信號法測向又稱為小音點測向或“消音點”測向，它要

4、求測向天線的極坐標方向圖具有一個或多個零接收點，例如前面介紹的具有“8”字形方向圖的環(huán)天線、艾德考克天線等。測向時旋轉天線，當測向機輸出的信號為最小值或聽覺上為小音點(“消音點”) 時，說明天線極坐標方向圖的零接收點對準了來波方位，根據(jù)此時天線的轉角就可以確定目標信號的來波方位值，如圖7-2所示。由于在極坐標方向圖的零接收點附近天線輸出信號的強度變化急劇，天線旋轉很小的角度就能引起信號的幅度發(fā)生很大的變化，因而其測向精度相對最大信號法測向來說要高得多，但是在信號的最小值點及其附近，信噪比的降低也將引起測向精度的稍微降低。圖 7-2最小信號法測向示意圖2. 最大信號法測向最大信號法測向要求天線具

5、有尖銳的方向特性，測向時旋轉天線，當測向機的輸出端出現(xiàn)最大信號值時，說明天線極坐標方向圖主瓣的徑向中心軸指向來波方位，根據(jù)此時天線主瓣的指向就可以確定目標信號的來波方位值，如圖7-3所示。由于示向度值是在天線接收信號為最大值時獲取的，因而它具有對微弱信號的測向能力，但測向精度較低是它的主要缺點。因為天線極坐標方向圖在最大值附近變化緩慢，所以只有當天線旋轉較大的角度(半功率點波束寬度的1025)時才能測出其輸出電壓的明顯變化。圖 7-3最大信號法測向示意圖3. 比幅法測向比幅法測向是利用來波信號在兩副結構和電氣性能相同的天線上感應電壓的幅度之比即兩個極坐標方向圖的交疊點特性來完成測向任務的。如果

6、測向天線采用銳方向性天線，則比幅法測向就是通過比較兩副天線輸出的信號是否相等來進行測向的，因此又稱之為等信號法測向，如圖7-4(a)所示。 如果此時天線有稍微的旋轉，則兩副天線輸出的電壓幅度就會有很大的差別，因而它與最小信號法測向一樣有很高的測向精度，且由于是利用極坐標方向圖的主瓣進行測向，所以也有比較高的測向接收靈敏度。圖7-4(b)是采用“8”字形方向特性的天線實施比幅法測向的示意圖，它要計算兩副天線輸出電壓的比值才能完成測向任務，例如將兩副天線正交配置在NS和EW方位，則輸出電壓分別正比于cosq和sinq，其比值EEW/ENS=sinq /cosq =tanq ，因此根據(jù)其比值就可以確

7、定來波方位值q。圖 7-4比幅法測向示意圖7.1.2相位法測向相位法測向是通過測量電波到達測向天線體系中各天線元上感應電壓之間的相位差來進行測向。電波在各天線元上所感應的電壓幅度相同，但由于各天線元配置的位置不同，因而電波傳播的路徑不同，引起傳播時間的不同，最后形成感應電壓之間的相位差。以地波為例，如圖7-5所示，電波到達天線元A和B存在波程差r=d sinq, 由此引起的相位差j=(2p/l)d sinq，當p/2qp/2時，j是q的單值函數(shù)，因而通過對j的測量就可以確定目標信號的來波方位值q。在實際應用的測向方法中，干涉儀測向、多普勒法測向和時差法測向都屬于相位法測向的范疇。圖 7-5相位

8、法測向示意圖7.1.3人工、半自動和全自動測向人工、半自動和全自動測向是根據(jù)測向設備的自動化程度來劃分的，實際上是對其工作方式的一種描述，它在某種程度上反映了測向設備的質量指標和技術先進性。人工測向是早期測向設備比較普遍的工作方式，測向時操作員需要承擔對測向信道接收機的各種工作狀態(tài)調整、搜索目標信號、轉動測向天線和操作其他輔助設備等工作任務，并通過人耳聽辨或早期的視覺模擬顯示來確定目標信號來波方位與測向天線所處方向兩者之間的關系，進而測定來波的示向度值并確定其置信度。近期的測向設備普遍地采用半自動測向工作方式，測向過程中有些工作如旋轉天線、測向信道接收機工作狀態(tài)的調整、信道的預置、方位測定過程

9、中的大部分輔助工作及示向度數(shù)據(jù)獲取與處理工作都是自動完成的。隨著現(xiàn)代數(shù)字信號處理技術和計算機技術的發(fā)展與普及應用，測向設備自動完成的工作越來越多，設備的自動化程度越來越高。但是在某些復雜環(huán)境下，如信號非常密集、存在較強的干擾、信號結構非常復雜或信號質量非常差等，測向設備工作狀態(tài)的設置與控制過程、示向度數(shù)據(jù)讀取過程、示向度數(shù)據(jù)可信度評估過程及示向度數(shù)據(jù)的某些處理過程仍然需要操作員人工輔助來完成。全自動測向是現(xiàn)代一些最先進測向設備所采取的工作方式。全自動測向意味著測向站可以遠距離遙控工作或無人值守工作，整個測向過程全自動完成。由于實際電磁信號環(huán)境的密集復雜性，全自動測向過程中有某些過程如存在鄰臺干

10、擾條件下的目標選擇、信號質量比較差的情況下對測向結果數(shù)據(jù)的處理及其質量評估等，通常還是需要操作員的適當人工干預，否則會影響結果數(shù)據(jù)的可信度。7.1.4寬孔徑與窄孔徑測向在理想情況下，輻射源遠場區(qū)的波前等相位線是平行線，然而實際輻射源發(fā)射的電波，其波前沿著傳播途徑會不斷受到各種干擾，因而到達測向天線的等相位線就不再是理想的直線，而是彎曲的結構，如圖7-6所示。由于測向過程是以相鄰天線元等效等相位線的法線方向來確定來波方向的，因此在波前被干擾的情況下，顯然寬孔徑天線所產(chǎn)生的誤差小于窄孔徑天線。對于寬孔徑與窄孔徑的劃分，通常以最低工作頻率對應的波長來衡量，如果d/l1，則稱之為寬孔徑，否則就稱之為窄

11、孔徑。圖 7-6有波前擾動情況下寬孔徑與窄孔徑的比較寬孔徑測向盡管能夠對測向精度帶來顯著的改善，但是也帶來了天線設備龐大、結構復雜及其他一系列工程實現(xiàn)上的問題，一般只適應固定站的使用場合。窄孔徑測向由于其天線結構簡單，機動靈活，帶來了工程實現(xiàn)上和戰(zhàn)術應用上的優(yōu)勢，因而在無線電戰(zhàn)術測向中被普遍采用。隨著新體制、新技術在無線電測向領域的應用與發(fā)展，以及人們對波前彎曲引起的窄孔徑測向誤差的逐步深入研究，窄孔徑無線電測向技術的發(fā)展將從新的層次和高度得到促進。由于無線電監(jiān)測領域主要以窄孔徑測向體制為主，因而本章所討論的內容也是以窄孔徑測向技術為主，只用較少的篇幅來介紹寬孔徑測向技術。7.2最小信號法測向

12、最小信號法測向是根據(jù)測向天線極坐標方向圖的零接收點來確定目標信號來波方位的一種測向方法。早期的測向設備是通過人耳聽辨測向信道接收機輸出信號的音量大小來判定天線極坐標方向圖的零接收點是否對準了來波方位，當天線極坐標方向圖的零接收點對準來波方位時，天線感應電壓理論上為零，測向信道接收機輸出信號的幅度為零，耳機中沒有聲音發(fā)出(“消音”)。 根據(jù)這一原理，最小信號法測向通常又被稱為小音點測向或聽覺小音點測向。最早的小音點測向是采用純“聽覺”判定的工作方式，后來逐步發(fā)展到采用“視”、“聽”結合的工作方式。現(xiàn)代的小音點測向設備則具有較高的自動化程度，示向度數(shù)據(jù)的獲取與處理都實現(xiàn)了數(shù)字化，并具有極坐標方向圖

13、、統(tǒng)計直方圖等多種顯示輸出方式，但為了應付某些特殊的應用場合，“聽覺”方式一般仍然保留著。最小信號法測向通常使用具有“8”字形方向特性的天線，如單環(huán)天線、間隔雙環(huán)天線、艾德考克天線、角度計天線等，典型的人工聽覺小音點測向和自動視覺小音點測向原理框圖如圖7-7(a)、(b)所示。圖 7-7人工聽覺小音點測向原理框圖7.2.1聽覺小音點測向聽覺小音點測向設備根據(jù)其所采用的天線結構形式不同可分為三類：單環(huán)天線體制的聽覺小音點測向機、間隔雙環(huán)天線體制的聽覺小音點測向機和角度計天線體制的聽覺小音點測向機。在近距離測向場合下，通常采用單環(huán)加中央垂直天線這種復合結構的聽覺小音點測向機，如圖7-8所示。這種測

14、向機的環(huán)天線可以手動繞中心軸線自由旋轉，在環(huán)天線的旋轉過程中，方位讀盤的指針與之同軸旋轉，當環(huán)天線平面的法線方向處于正北方位時，方位讀盤的指針指在0位置，若測向信道接收機的工作頻率和工作狀態(tài)(通帶選擇、解調方式AGC控制方式及天線衰減等)已設置好，則只要環(huán)天線平面的法線方向沒有對準來波方位，天線輸出信號的幅度就不為零，通過測向信道接收機后輸出到監(jiān)聽耳機的音頻信號就有一定的幅度，耳機中也就有音響發(fā)出。旋轉環(huán)天線，其接收信號的幅度隨環(huán)平面法線方向與目標信號來波方位q之差按正弦規(guī)律sin(q f)而變化，測向信道接收機輸出到監(jiān)聽耳機的音頻信號幅度或耳機中發(fā)音的強度也按sin(q f)的規(guī)律而變化。顯

15、然，當耳機中發(fā)出的聲音為最小或耳機中聽不到對應目標信號的聲音時，說明環(huán)天線平面的法線方向對準了目標信號的來波方位線(示向度)，即q f0或qf0+p,與環(huán)天線同軸旋轉的方位盤指針指示了目標信號的來波方位值。圖 7-8環(huán)天線加中央垂直天線體制小音點測向機原理框圖目標信號的來波方位線測定以后，需要進一步確定q=f0還是q =f0+p，此時只需將開關S閉合。設中央垂直天線與環(huán)天線一起形成的復合天線方向函數(shù)為f(f)=1+sin(q f)，在q =f0或q =f0+p的基礎上順時針旋轉環(huán)天線90。如果q =0，則f(f0+90)=0，對應于心臟形方向圖的小音點；如果q =f0 +p，則f(f0+90)

16、=2，對應于心臟形方向圖的大音點。反過來說，如果順時針旋轉環(huán)天線90后耳機中聽到的是小音點，則說明q =f0；如果耳機中聽到的是大音點，則說明q =f0+p。在中遠距離測向場合下，可以采用間隔雙環(huán)天線體制的聽覺小音點測向機，如圖7-9所示。為了提高測向接收的靈敏度，雙環(huán)天線接收的電壓先經(jīng)過前置放大后再送到測向信道接收機，最后由耳機監(jiān)聽信道接收機輸出音頻信號幅度的大小，由此判斷來波方位相對天線平面法線方向之間的交角。圖 7-9間隔雙環(huán)天線聽覺小音點測向機原理框圖當間隔雙環(huán)天線軸線的法線方向指向“正北”方位時，對應方位讀盤的指針指示零度，旋轉雙環(huán)天線，方位讀盤的指針與之同軸旋轉，當雙環(huán)軸線的法線方

17、向旋轉到指向目標信號的來波方位時，不管是地波還是天波，天線輸送到測向信道接收機的電壓都是零，因此監(jiān)聽耳機中不會有聲音發(fā)出，此時方位盤指針所指示的讀數(shù)就是目標信號的來波方位線。但反過來說，當天線旋轉到監(jiān)聽耳機中沒有聲音發(fā)出或者發(fā)出的聲音為最小時，此時方位讀盤指針所指示的數(shù)是否就是來波方位線呢？顯然不能如此下結論，因為當來波信號為地波傳播方式時，間隔雙環(huán)天線的方向特性中有四個與來波方位有確定關系的小音點，也就是說，對于近距離地波信號，當雙環(huán)天線旋轉到使得其軸線的法線方向對準來波方位時，對應于天線接收方向特性的零值點，此時，方位盤指針所指示的讀數(shù)對應于來波方位線；當雙環(huán)天線旋轉到使得其軸線方向對準來

18、波方位時，也對應于天線接收方向特性的零值點，此時監(jiān)聽耳機也沒有聲音發(fā)出，但方位盤指針所指示的讀數(shù)卻與來波方位線正交。當來波信號為天波傳播方式時，間隔雙環(huán)天線的方向特性中一般只有兩個零值小音點即來波方位線，同時還會有兩個與來波方位無確定關系的非零值小音點或零值小音點。換言之，當雙環(huán)天線旋轉到使得其軸線的法線方向對準來波方位時，對應于天線接收方向特性的零值點，此時監(jiān)聽耳機中沒有聲音發(fā)出，方位盤指針所指示的讀數(shù)就是來波方位線。在除此之外的其他所有方位，天線方向特性可能會存在兩個局部最小接收點，但一般不會有零值接收點，即監(jiān)聽耳機中總會有聲音發(fā)出，即使天線的正常極化接收分量與水平極化接收分量滿足某種特例

19、使得還有一對零值接收點出現(xiàn)，其對應的兩對極大值接收點也不平衡，可以較容易地區(qū)分開來，如圖7-10所示。由此可見，間隔雙環(huán)天線體制的聽覺小音點測向機在測向過程中，如果僅僅根據(jù)監(jiān)聽耳機中無聲音發(fā)出時對應方位盤指針所指示的讀數(shù)來確定來波方位線，則對遠距離天波信號測向時是正確的，但是對近距離地波信號測向時就會出現(xiàn)來波方位線判斷的模糊現(xiàn)象。為了辨明這種模糊現(xiàn)象，并消除它的有害影響，下面對地波傳播條件下間隔雙環(huán)天線接收方向特性中兩對零值接收點形成的原因進行簡單的分析。圖 7-10接收天波信號時可能出現(xiàn)的特例(1) 在共軸間隔雙環(huán)天線的中心軸線方向，對應于單環(huán)天線平面的法線方向，單環(huán)天線對地波的接收為零，對

20、天波的接收不為零但雙環(huán)之間的波程差也不為零，因此雙環(huán)天線對地波的接收為零，對天波的接收不為零。由于這對零值接收點僅僅存在于地波信號，對天波信號就不存在，它又被稱為“虛假”小音點，此時方位讀盤指針所指示的數(shù)值不能作為來波方位線的測量值。(2) 在共軸間隔雙環(huán)天線中心軸線的法線方向，對應于單環(huán)天線的平面方向，盡管單環(huán)天線無論對天波還是地波都有最大接收，但雙環(huán)之間的波程差為零，因此雙環(huán)最終的輸出總是為零。由于這對零值接收點無論在什么條件下都存在，它又被稱為“真實”小音點，此時方位讀盤指針所指示的數(shù)值就是來波方位線的測量值。“虛假”小音點是由單環(huán)天線的“零接收”而形成的，“真實”小音點是由雙環(huán)之間的“

21、零波程差”而形成的，測向時要尋找“真實”小音點位置，剔除“虛假”小音點所帶來的模糊影響，只需將雙環(huán)天線之間原來的“取差”輸出變換成“取和”輸出，顯然此時“虛假”小音點的“零接收”將依然存在，而“真實”小音點的“零接收”將變成“最大接收”，由此就可以辨明真實與虛假小音點，如圖7-11所示。圖 7-11接收地波信號取“和”后的輸出特性上述兩種聽覺小音點測向機都需要旋轉天線，這樣就帶來了天線的機械旋轉和時效性問題，為此出現(xiàn)了采用角度計天線的聽覺小音點測向機結構，如圖7-12所示。圖 7-12采用角度計天線的聽覺小音點測向機原理框圖7.2.2自動小音點測向聽覺小音點測向存在時效性差和測向精度低兩大問題

22、，但是它也具有設備結構簡單、人耳聽覺具有非常好的模糊選擇性等優(yōu)點，尤其是能夠在密集復雜的信號環(huán)境中準確選擇目標信號進行測向，這在其他體制的測向設備中難以保證。因此說，聽覺小音點測向具有非常嚴重的缺陷，也具有非常顯著的優(yōu)勢，如何克服其缺陷而保留其優(yōu)勢，一直是無線電測向領域致力解決的難題?，F(xiàn)代微電機、微型計算機、專用數(shù)字信號處理器及信號處理理論與工程技術的發(fā)展，為最小信號法測向由聽覺判斷來波方位向自動(視覺)獲取方位數(shù)據(jù)的轉變、由人工操作的工作方式向自動控制的工作方式轉變奠定了必要的基礎。近期研制的小音點測向機都是所謂的“自動小音點測向機”或“自動視覺小音點測向機”，實現(xiàn)了結構小型化、操作控制自動

23、化及處理與顯示數(shù)字化。典型的自動小音點測向機原理框圖如圖7-13所示。圖 7-13典型自動小音點測向機原理框圖在主處理機的控制下，由天線步進信號發(fā)生器產(chǎn)生一個控制天線周期性步進旋轉的信號，并通過天線旋轉伺服單元驅動定向天線的步進旋轉，天線旋轉伺服單元通常是一個可控的驅動電機或馬達，天線在各個時刻對應的步進偏角由角度編碼單元實時地反饋到主處理機單元，在那里將采樣信號時域波形的時間軸與平面360方位對應起來。定向天線接收的信號通過測向信道接收機的變換與處理，輸出一路中頻信號到A/D。A/D單元以Ts的采樣周期(或fs的采樣頻率)將中頻信號變換成數(shù)字信號，送到主處理機單元分析處理。主處理機單元的“小

24、音點”分析模塊一般采用時域處理的方法，分析確定天線一個旋轉周期里采樣信號時域波形的最小幅值點，它對應于來波信號的方位測量值。目前的測向設備中一般都配有人工和自動兩種工作方式。人工方式是由操作員觀察分析并通過移動光標測量采樣信號時域波形中最小幅值所處的位置；自動方式則采用如平滑濾波、擬合估計等算法分析確定采樣信號時域波形中最小幅值所處的位置。由于目標信號和傳輸信道的隨機波動性，在天線每一個旋轉周期中所測得的采樣信號時域波形最小幅值位置也會有或大或小的變化，因此“小音點”分析模塊得到的采樣信號時域波形最小幅值位置測量值送到示向度數(shù)據(jù)綜合處理與顯示模塊進一步處理，包括統(tǒng)計處理、極坐標顯示分析和統(tǒng)計直

25、方圖顯示分析、質量評估等，最終輸出目標信號來波方位測量結果的統(tǒng)計估值、均方誤差和可信度(或質量等級)。時域處理方法在測向信道接收機通帶內只存在單一目標信號且信噪比較高的情況下可以達到比較高的測向精度，但如果信噪比較低，則測向精度將急劇降低。如果測向信道接收機通帶內存在兩個以上目標信號，則無法得出有效的方位測量值。采用頻域處理方法即短時FFT變換處理，通過信號頻譜峰值來描述目標信號幅度的大小，可以有效解決低信噪比條件下或同時非相干多目標條件下的方位測量問題，但是也帶來了時效性的降低。因為它要求定向天線在每個步進點至少得停留一個時間段NTs(N為FFT的點數(shù))，以完成數(shù)據(jù)采集和FFT變換處理。 利

26、用小波變換的時頻綜合特性是解決低信噪比條件下或同時非相干多目標條件下的方位測量問題的有效途徑，它集中了時域處理方法和頻域處理方法的優(yōu)點，能夠在定向天線旋轉的過程中連續(xù)采樣分析。圖7-14所示的是基于小波變換的小音點測向設備原理框圖。圖 7-14基于小波變換的小音點測向設備原理框圖7.3最大信號法測向最大信號法測向是利用天線極坐標方向圖的最大接收點來確定目標信號來波方位的一種測向方法。顯然，這種測向方法要求天線具有尖銳的方向特性且其極坐標方向圖能夠旋轉，由測向信道接收機輸出特性與天線極坐標方向圖旋轉過程之間的對應關系，根據(jù)測向信道接收機最大輸出對應的天線主瓣軸心線位置來確定目標信號來波方位。最大

27、信號法測向的精度主要取決于天線極坐標方向圖的主瓣3 dB寬度，如果其3 dB寬度很窄，則測向精度就會比較高。在短波和超短波的低端波段，由于工作波長比較長，要使天線方向圖主瓣的3 dB寬度很窄，勢必使得陣列天線系統(tǒng)很復雜且龐大，在工程上實現(xiàn)起來非常困難，尤其是難以解決天線陣的旋轉問題。最大信號法測向的典型應用是固定測向站的短波無線電測向系統(tǒng)。為了減少天線元數(shù)目，降低天線系統(tǒng)的復雜性，并解決天線極坐標方向圖的旋轉問題，在實際測向裝備中通常采用烏蘭韋伯爾天線，并根據(jù)其等效線陣等分為兩組后的和/差方向特性來進行測向。嚴格來說，短波和超短波無線電測向中一般不采用單一的最大信號法測向方式，而是采用最大信號

28、法與最小信號法相結合的工作方式，即所謂的“和/差”法測向方式。測向時首先用天線陣“和”方向圖的主瓣最大接收點來搜索目標，粗測其來波方位，然后用天線陣“差”方向圖的主瓣最小接收點來進一步精確測定其來波方位值。圖7-15所示的是這種測向系統(tǒng)的原理框圖。下面簡單討論其工作原理。圖 7-15“和/差”法測向原理框圖7.3.1聽覺測向原理開關S1置“人工”時為聽覺測向工作方式，此時“手動電容角度計”輸出的“和”信號e(t)與“差”信號e(t)由開關S2選擇輸出到測向信道接收機，最后根據(jù)接收機解調輸出的音頻信號幅度大小來確定目標信號的來波方位估計值。測向過程包括對目標信號的搜索粗測和對來波方位的精確測量兩

29、個步驟。首先是根據(jù)監(jiān)測信號引導搜索目標信號并粗測其來波方位值，此時開關S2應設置在“和”位，即選擇e(t)輸出到測向信道接收機，用天線極坐標方向圖的主瓣來搜索目標信號，顯然這有利于對目標信號的快速搜索截獲。搜索過程是通過人工旋轉電容角度計來進行，直到測向信道接收機中有最大信號輸出即監(jiān)聽耳機中有最大音響發(fā)出時為止，此時與電容角度計同軸旋轉的方位盤指針所指示的位置就是目標信號來波方位的粗測估計值。天線極坐標的“和”方向圖有利于目標信號的搜索，但由于其主瓣寬度比較寬，因而粗測的來波方位值會有比較大的測量誤差，需要進一步精測。對來波方位值的精測是緊接著前面的粗測來進行的，將開關S2改置到“差”位，即選

30、擇e(t)輸出到測向信道接收機，用天線極坐標“差”方向圖兩個主瓣中心的最小接收點來精確測量目標信號的來波方位值。由于在該最小接收點附近天線接收信號幅度的變化率非常急劇，手動電容角度計轉動很小的角度就會引起天線輸出信號的很大變化，即引起監(jiān)聽耳機中音響輸出的很大變化，因此可以比較精確地尋找到該小音點位置，即可以比較精確地測量出目標信號的來波方位值。7.3.2視覺測向原理開關S1置“自動”位時為“自動視覺”測向工作方式，此時“自動電容角度計”由電動機驅動旋轉，其輸出的“和”信號e(t)與“差”信號e(t)由開關S2選擇輸出到測向信道接收機，接收機輸出的信號加到一個與“自動電容角度計”同步旋轉的“同步

31、電感角度計”上，該電感角度計與前面討論角度計天線時介紹的角度計相類似，所不同的是接收信道的輸出即電感角度計的輸入是加到中央旋轉搜索線圈，而角度計的輸出則是兩個正交配置的場線圈。由于中央旋轉搜索線圈產(chǎn)生的交變磁場大小能夠反映接收信號的大小，也就是反映了天線極坐標方向圖的接收特性，該交變磁場在兩個場線圈上的矢量分解產(chǎn)生感應電壓，兩個感應電壓又加到陰極射線管的兩對偏轉板，在那里合成顯示亮線的過程是前面交變磁場矢量分解的逆過程，因而顯示亮線的長度與方向能夠反映中央旋轉搜索線圈中交變磁場的方向與大小，又由于它與電容角度計同步地由電動機驅動旋轉，所以顯示亮線的長度與方向也反映了電容角度計的指向以及天線的接

32、收方向特性。根據(jù)這一原理，電動機驅動電容角度計和電感角度計旋轉一周后，在陰極射線管的熒光屏上將得到一個完整的天線極坐標方向圖(S2設置為“和”時得到一個完整的天線極坐標“和”方向圖，S2設置為“差”時得到一個完整的天線極坐標“差”方向圖)，由“和”方向圖的最大值接收方向或由“差”方向圖的最小值接收方向就可以比較精確地測定目標信號來波方位的估計值。 工作在短波波段的“和/差” 法測向系統(tǒng)具有很高的測向接收靈敏度和測向精度，有比較強的抗噪聲干擾、抗鄰臺干擾、抗多徑干擾能力，主要軍事強國早在第二次世界大戰(zhàn)后期及戰(zhàn)后的五六十年代都建有適量的此類測向系統(tǒng)用于后方固定測向站對遠距離目標網(wǎng)臺的戰(zhàn)略無線電測向

33、。 對單目標定頻信號測向，采用上面的“和/差”法測向可以達到比較高的測向精度，但如果在主瓣范圍內同時存在兩個以上同處于接收通帶內的非相干定頻信號，則“自動視覺測向”的結果將會變得非常不可靠，與前面討論的“自動視覺小音點測向”相類似。對跳頻通信信號，除非測向信道接收機能夠自動跟蹤目標跳頻信號，否則由于寬頻帶范圍內各種定頻信號和干擾信號的共同影響，測向系統(tǒng)將無法得出有效可靠的方位測量值。為了解決上述問題，目前正在研究對采用“和/差”法工作方式的測向系統(tǒng)進行技術改造，主要包括兩個方面：(1) 測向信道接收機的通帶采用寬帶形式，以滿足對跳頻通信信號的測向要求；(2) 增加一個以PC機為核心，包括A/D

34、與高速DSP的測向數(shù)字終端，采用小波變換處理技術，以便在頻域上區(qū)分非相干目標信號的同時，保留其時域上的方位信息。7.4振幅比較法測向7.4.1雙信道比幅法測向雙信道比幅法測向是沃森-瓦特和黑德為研究閃電放電而產(chǎn)生的“天電”干擾而研制的一種測向體制。采用這種測向體制時天線接收信號的來波方位幾乎是立刻顯示在熒光屏上，它可響應的信號最短持續(xù)時間長度取決于測向信道接收機的瞬態(tài)響應特性或接收機的通帶寬度。這種測向體制的原理框圖如圖7-16所示，兩副艾德考克天線正交配置且分別位于東西、南北方位，其接收電勢eEW(t)和eNS(t)分別輸入到雙信道接收機的信道和信道，雙信道接收機信道和信道的輸出則分別加到陰

35、極射線管的水平與垂直偏轉板，最后由陰極射線管顯示亮線指示目標信號的來波方位測量值。圖 7-16雙信道比幅法測向原理框圖對于q方位的來波信號，只考慮滿足下述三個假設條件的理想情況：(1) 信道和信道具有完全相同的幅頻特性，能夠保證接收通帶范圍內任意工作頻率點對同一目標信號的電壓幅度經(jīng)過信道和信道變換處理后都按相同的比例因子(K)放大。(2) 信道和信道具有完全相同的相位特性，對于通帶范圍內任意工作頻率點的同一目標信號，能夠保證接收信號的相位經(jīng)過信道和信道變換處理后都按相同的相移因子變化，輸出信號具有相同的相移量(j0)。(3) 兩副天線具有相同的電氣性能，且滿足d l的條件，保證其方向函數(shù)分別為

36、cosq和sinq，則兩副天線接收的感應電勢為eNS(t)=Em cosq ejwt (7-1)eEW(t)=Em q ejwt (7-2)由于兩信道的增益相位特性完全一致，設增益為K，相移為j0，則雙信道接收機信道和信道的輸出分別為 (7-3)(7-4)兩者分別加到陰極射線管的垂直與水平偏轉板進行比幅，設垂直偏轉板與水平偏轉板的偏轉靈敏度同為A，則電子束在熒光屏上偏轉的距離坐標為兩者同頻同相，所以在熒光屏上將顯示出一條直線。 設顯示亮線的偏轉角為f，則(7-5)(7-6)(7-7)由此可見，信道與信道的輸出信號比值就是兩副天線方向函數(shù)的比值，在9090范圍內, 陰極射線管顯示亮線的偏轉角f與

37、目標信號的來波方位角q具有一一對應的關系，因此f值可以作為目標信號來波方位的測量值。如果考慮0360范圍，則來波方位角q與熒光屏上顯示亮線偏轉角f的關系為f =q 或 f =p+q 可見，對于雙信道比幅法測向，測量結果所顯示的亮線只能指示來波方位線，還存在一個定單向問題。要實現(xiàn)定單向，需要增加一個中央垂直天線以提供全向信號，或利用四個天線元接收信號合成后的全向特性來替代中央垂直天線，對應地增加一個第三接收信道，且要求信道與信道和信道具有相同的幅度相位特性。中央垂直天線接收的全向信號通過信道的變換處理，輸出到陰極射線管的控制柵極，它在接收信號的正半周使得NS和EW兩路信號比幅的結果能夠在陰極射線

38、管的熒光屏上顯示亮線，指示目標信號真實來波方位測量值，而在接收信號的負半周，它對控制柵極的作用使得NS和EW兩路信號比幅的結果在陰極射線管熒光屏上的顯示亮線被消隱，目標來波信號的虛假方位測量值不會顯示出來。由此可見，雙信道比幅法測向實際上需要一個“三信道接收機”。雙信道比幅法測向的原理比較簡單，但其中的“三信道接收機” 要求三個接收信道具有一致的振幅與相位特性，在研制與生產(chǎn)中有比較大的難度。早期的三信道接收機由模擬電路構成，它要求三個信道所用元器件的特性高度一致地配對，而這種配對只有從大量的元器件中才能篩選出來，因此器件成本高，調試工作也非常復雜，需要由前端逐次往后進行對比調整，調試工作量和難

39、度都很大，這是三信道接收機造價居高不下的主要原因?，F(xiàn)代數(shù)字信號處理技術的發(fā)展，為多信道之間振幅與相位特性的平衡補償提供了新的有效途徑，另外多信道之間的信道均衡技術也有了一定的新突破，為多信道接收機(如三信道接收機、五信道接收機等)的研制與批量生產(chǎn)提供了技術保障。圖7-17所示的是采用數(shù)字信號處理技術對多信道間振幅相位特性進行補償?shù)娜诺澜邮諜C原理框圖。圖 7-17采用數(shù)字處理技術進行信道均衡的三信道接收機原理框圖三個信道的高頻與中頻單元盡可能采用配對器件，并由同一個頻率合成器提供本振信號，在對比調試過程中盡量控制三個信道的振幅相位特性滿足某一較寬松的指標要求，而后由后面的數(shù)字處理技術進行精確的

40、均衡補償，其原理如下：(1) 確定補償因子。測試信號經(jīng)過三個信道的高頻與中頻單元變換處理后，三路中頻輸出能夠反映三個信道之間振幅與相位特性的不平衡特性，它們在整機控制單元的同步控制下進行A/D與FFT變換，對應的FFT復數(shù)數(shù)據(jù)送到主處理機單元。主處理機單元通常是一個以高速DSP為核心的單片機系統(tǒng)，它以某一信道的振幅譜和相位譜數(shù)據(jù)為基準，將另外兩個信道的振幅譜和相位譜數(shù)據(jù)與之進行對比分析，快速檢測三個信道之間振幅與相位的不平衡特性，根據(jù)它們之間所存在的差別來確定對應信道振幅譜和相位譜的補償因子，并存儲起來。一般來說，三信道接收機信道之間振幅相位的不平衡特性隨工作頻率而變，另外也與工作環(huán)境、時間等

41、因素有關，這就要求補償因子在設備工作頻段內的任意頻率點隨時能夠進行測試、存儲與修改。在實際工作中需要積累不同季節(jié)、氣候、工作環(huán)境、場地環(huán)境下補償因子隨工作頻率而變化的參數(shù)，以便在測向時直接選擇調用。當然，在時間允許的情況下也可以先測定對應信號工作頻率點上兩個信道振幅與相位特性的補償因子，然后用該補償因子實時進行修正。(2) 均衡處理。各信道振幅與相位特性的補償因子確定以后，主處理機單元對各信道的振幅譜與相位譜進行補償，以均衡NS與EW天線對的接收信號在高頻與中頻單元產(chǎn)生的振幅與相位不平衡特性，補償后的振幅譜和相位譜分別進行IFFT和D/A變換，最后還原成模擬信號輸出，供陰極射線管顯示方式的比幅

42、法測向。下面討論雙信道比幅法測向的誤差特性。(1) 如果d/l 1的條件不滿足，則兩副天線接收方向特性不是理想的“8”字形，因此目標信號在陰極射線管水平與垂直偏轉板比幅得到的示向度f滿足：此種情況下，雙信號比幅法測向存在類似于角度計天線的間距誤差。由于這類誤差具有相對固定的特性，因此可以在方位數(shù)據(jù)處理過程中自動進行修正。(7-8)(2) 如果信道之間振幅特性不一致，設對應eNS(t)信道的振幅增益因子為KNS(f)，對應eEW(t)信道的振幅增益因子為KEW(f)，則兩副天線接收的目標來波信號經(jīng)過對應信道的變換處理后，在陰極射線管的垂直與水平偏轉板比幅得到的示向度f滿足：由此產(chǎn)生的誤差為(7-

43、9)(7-10)該誤差具有四分圓的特性，對于N、S、E、W四個方位上的來波信號沒有誤差，對于其他方位上的來波信號，其測量誤差具有類似于正弦的變化規(guī)律，如圖7-18所示。圖 7-18兩個信道振幅增益特性不一致引起的測向誤差曲線對誤差公式DqK求導數(shù)：在產(chǎn)生最大誤差的來波方向應該滿足：即可得到：(7-12)(7-11)如果兩個信道的相位特性不一致，則在陰極射線管的熒光屏上所顯示的軌跡將不是一條直線，而是一個橢圓，由此引起示向度數(shù)據(jù)讀取困難，產(chǎn)生讀數(shù)誤差。一般來說，如果兩個信道相位特性的差別在5以內，則熒光屏上所顯示的將是一個很窄的橢圓，使用旋轉指針指示橢圓長軸的直線位置，示向度數(shù)據(jù)讀取誤差可以忽略

44、。在早期的雙信道比幅法測向設備中，兩個測向信道采用共用本振的超外差接收機體制，共用本振是保證兩路信號的相位差不會由于混頻的過程而發(fā)生變化，采用超外差接收機則使得大部分增益和選擇性都由中頻放大器獲得，這樣兩路信號只需在一個頻率點上保持其振幅增益特性和相位特性的一致即可，高頻單元只采用12級射頻放大器。為了進一步減小兩個信道振幅相位特性不一致而引起的測向誤差，還可以采用信道交替切換的結構形式，如圖7-19所示。其中S1、S2同步動作，輪流切換兩個信道的輸入與輸出，由于兩信道振幅相位特性的不平衡，在陰極射線管的屏幕上將顯示出兩條不重合的曲線軌跡，調整兩個接收信道的增益微調旋鈕和相位微調旋鈕，使得屏幕

45、上原來顯示的兩條軌跡重合為一條直線，由此可獲得目標信號來波方位的準確測量值。如果原來熒光屏上顯示的軌跡是兩條直線或兩個很窄的橢圓，則根據(jù)其交角的平分線也能近似得到目標信號來波方位比較準確的測量值。圖 7-19雙信道比幅法測向中信道切換原理框圖7.4.2單信道比幅法測向1. 單信道時間分割比幅法測向首先分析單信道時間分割比幅法測向的基本原理。單信道時間分割比幅法測向的原理框圖如圖7-20所示。圖 7-20單信道時間分割比幅法測向原理框圖圖7-21示出的是各主要節(jié)點對應的波形，為了便于區(qū)分，圖中將eNS(t)和eEW(t)畫成了幅度不相等的信號。所謂時間分割，就是將南北、東西天線接收的信號eNS(

46、t)、eEW(t)通過電子開關S1的作用，使之在時間上交替地順序進入同一信道接收機，與S1同步工作的電子開關S2則將信道接收機輸出的一路順序電壓uNS(t)和uEW(t)重新分成兩路。盡管uNS(t)和uEW(t)所含方位信息分別與eNS(t)和eEW(t)相同，但在時間上是交替地先后順序出現(xiàn)，所以需要一個存儲電路，使兩者在時間上重新對齊，然后分別加到陰極射線管的垂直與水平偏轉板進行比幅，以便熒光屏上所顯示的亮線能夠正確指示目標信號來波方位的估計值。圖 7-21單信道時間分割比幅法測向原理框圖中各點電壓波形下面以圖7-22所示的單信道時間分割比幅法測向方案為例說明其基本原理。圖 7-22單信道

47、時間分割比幅法測向方案框圖圖中，N、S、E、W四個天線元接收的電壓eN(t)、eS(t)、eE(t)、eW(t)在開關電壓的控制作用下，變換成一路電壓按下述順序輸出： (7-13)同時還可以得到以下兩個合成電壓： 經(jīng)過移相網(wǎng)絡輸出的等效中央無方向性天線電壓近似為經(jīng)過移相網(wǎng)絡輸出的等效中央無方向性天線電壓近似為(7-14)(7-15)(7-16)(7-17)移相網(wǎng)絡是一個寬帶90移相器，以保證eo(t)與ed(t)同相，兩者取和后作為測向信道接收機的輸入電壓ec(t)，即(7-18)ec(t)經(jīng)過單信道接收機的射頻放大、混頻、濾波、中頻放大等變換處理，輸出的中頻信號也按上述順序交替變化，并在后四

48、相電子開關的控制作用下重新分成四路分別送到儲存電路，即 選通電路受50 Hz方波控制，在方波的正半周分別選通第一和第三儲存電路的輸出，而在方波的負半周則分別選通第二和第四儲存電路的輸出，因此選通輸出的兩路電壓uNS(t)和uEW(t)分別為由此可見，uNS(t)和uEW(t)是變化幅度分別為2Um cosq和2Um sinq的50 Hz方波電壓，來波方位信息q就包含在方波的幅度中。為了消除方波中的寄載電壓U0，也為了使陰極射線管的熒光屏上顯示一條亮線而不是一個亮點來指示目標信號的來波方位，輸出的兩路方波信號經(jīng)過微分電路后變換成兩路尖脈沖電壓，因此最后加到陰極射線管垂直與水平偏轉板進行比幅的電壓

49、為由于50 Hz方波同時加到陰極射線管的控制柵極，在方波的負半周，陰極射線管控制柵極的負偏壓使得uX(t)與uY(t)比幅后得到的虛假方位顯示亮線被消隱；在方波的正半周，陰極射線管控制柵極的正偏壓使得熒光屏上能夠正常顯示uX(t)與uY(t)的比幅結果。設KX和KY分別為陰極射線管水平與垂直偏轉板的偏轉系數(shù)，KX=KY，則顯示亮線偏轉的角度為f滿足：(7-19)因此有fq，熒光屏上顯示亮線的偏轉角f與目標信號來波方位角q相等。圖7-23給出的是框圖中選通電路之后的幾點電壓波形。圖 7-23單信道時間分割比幅法測向框圖幾點波形示意圖2. 單信道頻率分割比幅法測向圖7-24所示的是單信道頻率分割比

50、幅法測向的原理框圖。圖 7-24單信道頻率分割比幅法測向原理框圖設平衡調制器的輸出取“和”頻，則相當于進行“乘法”運算：(7-24)(7-25)(7-22)(7-23)(7-20)(7-21)中央垂直天線接收的信號在這里起著“寄載”電壓的作用，它經(jīng)過移相放大后，輸出為因此，進入單信道接收機的電壓為其中A=EmE0/Um，可見u(t)具有調幅信號的結構，其基帶信號為(7-28)(7-27)(7-26)振幅包絡為A(t)=Um1+S(t) (7-29)u(t)經(jīng)過單信道接收機的高放、混頻、中放等變換處理，最后檢出攜帶來波方位信息的基帶信號S(t)，即ud(t)=KS(t) 為了使單信道接收機能正確

51、檢出S(t)，要求A，否則將發(fā)生過調制而使得單信道接收機檢波輸出的基帶信號產(chǎn)生失真，這也是u(t)中需要引入uo(t)的原因。在平衡解調器中，ud(t)分別與e1(t)、e2(t)相乘，并取差頻，然后再經(jīng)過低通濾波消除交流成分，分別輸出攜帶方位信息的直流成分：uNS(t)=U cosq，uEW(t)=U sinq為了便于比幅結果的顯示，uNS(t)和uEW(t)分別經(jīng)過波形變換電路形成鋸齒波電壓，設K0為比例系數(shù)，T為鋸齒波周期，則加到陰極射線管水平與垂直偏轉板進行比幅的電壓uX(t)與uY(t)分別為兩者比幅的結果將使熒光屏上顯示亮線所偏轉的角度f滿足：(7-30)圖7-25示出的是德國R&

52、S公司設計生產(chǎn)的CUBIC-4400單信道頻率分割比幅法測向系統(tǒng)原理方框圖。圖 7-25CUBIC-4400測向系統(tǒng)原理方框圖7.5相 位 法 測 向7.5.1相位法測向的基本原理1. 相位法測向相位法測向是通過比較按一定結構排列的兩個以上天線元接收信號的相位差來獲得目標信號來波的到達方位角信息?？紤]圖7-26所示的N、S、E、W四元天線，設天線對NS、EW的間距均為d，來波的方位角為q，仰角為g，則電波到達NS天線對和EW天線對時所形成的相位差分別為(7-32)(7-31)由于jEW/jNS=tanq，所以到達方位角為到達仰角為(7-33)(7-34)圖 7-26電波到達相鄰天線元形成的波程

53、差2. 相位模糊問題相位法測向又稱為干涉儀測向，它分為長基線干涉儀和短基線干涉儀。長基線干涉儀的天線元間距比信號波長還要長，這樣可以提高相位測量的精度，但帶來的負面影響是出現(xiàn)相位模糊(大于p的相移量)，進而引起來波方位測量的模糊。為了降低相位模糊或來波方位測量的模糊，要求dlmin/2，這就是短基線干涉儀，但它會引起測量精度和工作帶寬的降低。由得即可見Dq正比于DjNS或DjEW，反比于d/l。d/l增加則測向精度提高，反之減小d/l則帶來測向精度的下降。在測向設備工作頻率范圍一定的情況下，l是確定的，因此d/l的增減歸根到底是天線元間隔d的增減，d增大有利于提高測向精度，但是當dl/2時，可

54、能出現(xiàn)相位模糊現(xiàn)象。下面對相位模糊問題進行具體分析討論。由于鑒相器的最大測量范圍為p，而距離為d的相鄰天線元最大相移為設 j=ip+j0(i=0，1，2，N)由可見，來波方位可以是q0、q1、，qN中的任一個，相位的模糊引起了來波方位測量值的模糊。為了解決相位模糊問題，可以采取以下兩種方式：(1) 限定測向視角。對于jmax出現(xiàn)在對應sinq=1或q=90及其附近的來波方位，如果限定其測量視角為q0(q090)范圍, 以保證：則不會出現(xiàn)相位模糊問題，來波方位的測量值具有唯一性。(2) 采用長短基線法。如圖7-27所示，由三個天線元分別輸出e1(t)、e2(t)、e3(t)到三信道接收機，由e1

55、(t)、e2(t)得到的相位差為j12，由e1(t)、e3(t)得到的相位差為j13。短基線d保證不出現(xiàn)相位模糊，即因此由j12對應的來波方位粗測值具有唯一性。即長基線D保證方位測量精度，它對應的相位差為實際測量值為j013，因此必須估計i的值，以得到正確的j13值。由尋找最接近q12的q13(i)值，就是較q12更精確的來波方位測量值，即按下式尋找：min(|q13(i)q12|(1iN)由此解決了相位模糊帶來的方位測量模糊問題。圖 7-27長短基線法測向原理框圖7.5.2各類相位干涉儀測向設備原理1. 單基線雙信道干涉儀測向設備對于單基線雙信道干涉儀測向設備，根據(jù)其末端相位提取技術的不同有

56、三種基本結構形式，如圖7-28所示。考慮以兩個天線元中心軸線為方位起點，則對于q方位的來波信號，相位差j為如果來波仰角g已知或可估計，則根據(jù)j的測量值就可由上式確定來波方位q的測量值。圖 7-28單基線雙信道干涉儀測向原理框圖1) 連續(xù)相位測量連續(xù)相位測量是采用鑒相器測量雙信道接收機兩路中頻輸出信號之間的相位差j。鑒相器可以采用模擬電路，也可以采用數(shù)字電路。圖7-29所示的是一種采用乘積鑒相器的模擬電路框圖，鑒相器的I-Q積分輸出分別為cosj(I路同相輸出)和sinj(Q路正交輸出)，該I-Q輸出可繼續(xù)進行如下處理：(1) 由cosj和sinj的矢量和獲取j的模擬測量值；(2) 由正弦余弦數(shù)

57、值變換器變換成數(shù)字形式后獲取j的數(shù)字測量值；(3) 直接加到CRT上，給出j的圖像顯示。圖 7-29乘積鑒相器模擬電路框圖2) 相位掃描相關將雙信道接收機的某一個輸出信道加到壓控延遲網(wǎng)絡，其延遲時間t(t)受電壓u(t)的控制，將經(jīng)過延遲后的中頻輸出u2tt(t)與另一個信道經(jīng)固定延遲的中頻輸出u1(tt0)送到相關器進行相關運算, 如圖7-30所示。圖 7-30相位掃描相關測向原理框圖3) 相位傅氏變換法 相位傅氏變換法是采用頻域處理技術來測量兩天線元接收信號之間的相位延遲，圖7-31 所示的是其原理框圖，它的后處理包括四個步驟：(1) 時域的A/D變換；(2) 頻域的FFT變換與處理；(3

58、) 相位延遲的計算與綜合處理；(4) 來波方位的計算與綜合處理。圖 7-31相位傅氏變換法測向原理框圖在相位差測量中采用FFT技術，是無線電測向技術領域為適應現(xiàn)代數(shù)字信號處理理論與技術的發(fā)展而向數(shù)字化測向邁出的重要一步，它具有如下優(yōu)點：(1) 它是一種數(shù)字頻域處理技術，能降低信號幅度變化所帶來的有害影響；(2) 采用頻譜處理的方法，能夠使得靈敏度得到顯著的改善；(3) 便于相位誤差的校正，可以在各個頻率點都建立相應的相位校正系數(shù)表，頻率間隔僅取決于FFT的頻率分辨率；(4) 能夠適應對短時間駐留信號的測向處理要求；(5) 具有靈活的頻域選擇性，可以抑制不需要的干擾頻譜成分，適應在密集復雜的電磁

59、環(huán)境下工作；(6) 能夠預置各種處理模型，對測量數(shù)據(jù)進行靈活的處理，有效提高最終的測量精度。2. 雙基線雙信道干涉儀測向如果要求測向的視角覆蓋整個360范圍，并需要測量來波的仰角，這就必須采用雙基線干涉儀測向設備，如圖7-32所示。圖 7-32雙基線雙信道干涉儀測向原理框圖雙基線由排列成L形或等邊三角形的三個天線元組成，天線元1接收的信號直接送到雙信道接收機的信道1輸入端口，而天線元2和天線元3接收的信號則通過一個射頻開關交替地送到雙信道接收機的信道2輸入端口，因此基線1-2和基線1-3之間的相位差被交替地測量。設天線元1-2與天線元1-3成直角排列，且間距相等，以天線元1的相位作為參考，基線

60、1-2和基線1-3之間的相位差分別用j12、j13來表示，則(7-36)(7-35)因此在實際設備的工程設計中，要合理設置天線元2與3兩者之間的轉換與駐留時間，既要保證開關在某一狀態(tài)接通后的駐留時間與設備的響應處理時間相一致，又要有盡量快的轉換周期，以保證對短時間駐留信號的可靠測量。(7-37)(7-38)相位差的測量可以采用前面在單基線雙信道干涉儀測向中介紹的三種方法之一，這里就不再重述。這種結構的測向設備有三個主要優(yōu)點：(1) 能夠同時測量來波信號的水平方位角和仰角；(2) 與單基線干涉儀測向機相比較，改善了視角范圍；(3) 降低了天線散射和耦合帶來的誤差，因為在三個天線元中，總有一個天線