無線電測向的一般知識
本文首先介紹了無線電測向的一般知識，說(shuō)明了無線電測向機的分類身劇方法和應用；着重從測向原理的角度說(sh司白uō)明了不(bù)同測向體制的特點和主要技術指标；最後從實際出發體訊，提出選用建議。供讀者參考。
随着無線電頻譜資(zī)源的廣泛應用和無線電通(tōng)信的雪間日益普及，為(wèi)了有序和可靠地利用有限的頻譜慢媽資(zī)源，以及确保無線電通(tōng)信的暢通(tōng)，無都湖線電監測和無線電測向已經必不(bù)可少，其地位和作用還會(h我術uì)與時(shí)俱進。
什麼是無線電測向呢?無線電測向是依據電磁波傳播特性，使用儀器(qì)設備測我分定無線電波來波方向的過程。測定無線電來波方向的專用儀場雨器(qì)設備，稱為(wèi)無線電測向機。在測定過程中，根據天線系統從議小到達來波信号中獲得(de)信息以及對信息處理的方法算的，可以将測向系統分為(wèi)兩大(dà)類：标量測向系統和矢量測向系統。标樂筆量測向系統僅能獲得(de)和使用到達來波信号有關的标量信息數據；矢量測向系作月統可以獲得(de)和使用到達來波信号的矢量信息數據。标量測向系統僅能單獨獲弟器得(de)和使用電磁波的幅度或者相位信息，而矢量測向系統可以同時(去見shí)獲得(de)和使用電磁波的幅度和相位信息.
标量測向系統曆史悠久，應用最為(wèi)廣泛。最簡單的幅度子公比較式标量測向系統，是如(rú)圖(1)所示的業西旋轉環型測向機，該系統對垂直極化波的方向圖成8字形。大(dà)多數男問幅度比較式的标量測向系統，其測向天線和方向圖，都是采用了某種對稱的形國明式，例如(rú)：阿德考克(Adcock)測向機和沃特森-瓦特(W畫小atson-Watt)測向機，以及各種使用旋轉角度計城票的圓形天線陣測向機；屬于相位比較的标量測向系統，如(rú)：幹涉儀(Int時如eferometry)測向機和多普勒(Dopple)測向機等。在廠計短(duǎn)波标量測向系統可以設計成隻測量方位角，也可設計成測量方位角，同時化民(shí)測量來波的仰角。
矢量測向系統，具有從來波信号中獲得(de)和使用矢量信息火下數據的能力。例如(rú)：空間譜估計測向機。矢量系統的數據采集，前端需要業媽使用多端口天線陣列和至少同時(shí)利用兩部以上幅度、在這相位相同的接收機，後端根據相應的數學模型和算法，由計算機進行解算。矢量系統依照制據天線單元和接收機數量以及後續的處理能力，可以分辨兩元以至多元波商街場和來波方向。矢量測向系統的提出還是近十幾年的事，它的實現有賴于數字技術、線什微電子(zǐ)技術和數字處理技術的進步。目前尚未普及什計。
在上述的說(shuō)明中，我們(men)使用的是測定“文們來波方向”，而沒有使用測定“輻射源方向”，這兩者之間什低是有區别的。我們(men)在這裡側重的是：員現測向機所在地實在的電磁環境，但是，無線電測向，通(tōn湖睡g)常的最終目的，還是要确定“輻射源的方輛南向”和“輻射源的具體位置”。
無線電測向從上個世紀初誕生至今，已經形成了系統的理論銀微，這就是無線電測向學。無線電測向學，是研究電外爸磁波特性及傳播規律、無線電測向原理及實現方法、測向誤差東和規律及減小(xiǎo)和克服誤差的方法。筆章總之，無線電測向學，是研究無線電測向理論、技術與應用的科(樂師kē)學。無線電測向學是與無線電工(gōng技窗)程學、無線電電子(zǐ)學、地球物理學、無線不他電通(tōng)信技術、計算機技術、數字技術緊密相關的一門科(kē)學。學裡
無線電測向系統的組成，如(rú)圖(2兵黑)所示。通(tōng)常包括測向天線、輸入匹配單元、接收機和方位說討信息處理顯示四個部分。測向天線是電磁場能量的探測器(q又山ì)、傳感器(qì)，又是能量轉換器(qì)，它把坐習空中傳播的電磁波能量感應接收下來，連同幅度、亮外相位、到達時(shí)間等信息轉換為(wèi)交流電信号，饋低匠送給接收機；輸入匹配單元實現天線至接收機的匹配傳輸和必要的變換市但；接收機的作用是選頻、下變頻、無失真放大(dà)和信号解調；檢測、比較、計算、看劇處理、顯示(指示)方位信息，是第四部分的任樂靜務。
無線電測向以測向機所在地，以及過地理北極的子(zǐ)妹劇午線為(wèi)參考零度方向。兩點之間方位度數按下述方法确定廠火：假設地球表面A、B兩點，A點為(wèi)測她為向機所在地，基準方向與方位角如(rú)圖(3)所示。量判B點相對于A媽頻點的方位角，是從過A點的子(zǐ)午線(零度)順時(shí)針旋弟家轉到A至B的大(dà)圓路連線的度數。B點相對冷業于A點的方位角度數具有唯一性
圖3 基準方向與方位角
測向機在測向過程中顯示(指示)的測向讀數稱為(wèi)示向度。由機月于電波傳播以及測向儀器(qì)的誤差等原因，測向時(shí)，示玩分向度通(tōng)常不(bù)是一個十分精确的單值。示向度與方位角自是之差，稱為(wèi)測向誤差。如(rú)果在裡黑測向中，示向度與方位角重合，則測向誤差為(wèi)零。實際上，在測外和向過程中導緻産生誤差的原因是多方面的，但是基本上可以歸納為(wèi)主觀誤金內差和客觀誤差兩大(dà)方面。影響和産生客觀誤差的區朋因素很多，以後我們(men)還将另文專述。
在測向中，為(wèi)了獲得(de)比較準确的議銀示向度，通(tōng)常有四個必須具備的條件化中：優良的測向台址環境、匹配的測向體制、高精度的測向機區知、經驗豐富的操作人員。優良的測向台址環境為(wèi)電波的正常傳播提供條件；理們正确選擇測向體制，以滿足使用中的不(bù)同要求；精良的見頻測向機是設備基礎；在測向的過程中，常常需要處理預想不(bù)到的情況，人的知識微也經驗十分寶貴，經驗豐富的操作人員，有着非雨草常重要的作用。這是四個必須同時(shí)具備的行分條件。
測向設備、通(tōng)信系統和附屬設備，可以組成測議分向站(台)。測向站是專門執行測向任務的機構，它有固定站和移動友電站之分。
無線電測向測定電波來波方向，通(tōng)常是為(wèi)了确定計票輻射源的位置，這時(shí)往往需要以幾個位置不(bù)同的測向站(台)組網測美業向，用各測向站的示向度(線)進行交彙。如(就會rú)圖(4)所示。條件允許時(shí)，也可以用移動測向站，在不(bù)同著姐位置依次分時(shí)交測。
圖4 各測向站的示向交彙
短(duǎn)波的單台定位，是在測向的同時(shí)測定來波的仰角，以站錢仰角、電離層高度計算距離，用示向度和距離粗判台位。單台定位如(rú鄉議)圖(5)所示。
圖5短(duǎn)波單台(站)定位
實際操作上要确定未知輻射源的具體位置，遠廠往往需要完成由遠而近分步交測，以逐步實現接近和确定輻是樹射源的具體位置。
無線電測向的應用
無線電測向系統的應用在三個方面：一、測定未知輻射源方向和位置的測向系統。車著測向站(台)可以是固定的，也可能是移動的。例如(rú)：在無線電頻譜管理中，對都國未知幹擾源的測向與定位。二、測定已知輻射源方向，腦拍用以确定自身位置的測向系統。這時(shí)測知商向機通(tōng)常安裝在運動載體上。例如(rú)：在船中有舶航海與飛機飛行中的導航設備。三、引導帶有輻射源的運動載體到近舊達預定目标的測向系統。測向站(台)可以是固定的，也可以是移動著什的。
無線電測向的應用領域包括民用和軍用兩大(dà)方面。無線電頻譜管理、自然和小生态科(kē)研、航空管理、尋地與導航、内防安全和體家視育運動等，屬于前者；通(tōng)信與非現高通(tōng)信信号偵察、戰略戰術電子(zǐ)對抗與反對抗等，在電子(很謝zǐ)戰中的應用，屬于後者。
無線電測向機的分類方法
經過了近百年的研究、實踐與發展，無線電測向機已經擁有了一個龐些討大(dà)的家(jiā)族。基于着眼點的不都場(bù)同，測向機有着下列各種不(bù)同的分類月在方法(分類中的交叉不(bù)可避免)：1唱北.依照工(gōng)作頻段分類有：超長(cháng)波、長(cháng)波、中錢件波、短(duǎn)波、超短(duǎn)波和微波測向機；2.依照工(g歌動ōng)作方式分類有：固定測向機、移動測向機爸志。移動測向機又因為(wèi)運載工(gōng)具的不購門(bù)同，可以進一步分為(wèi)車(c低呢hē)載、船載、機載(飛機)測向機以及手持和佩帶水跳式測向機；3.依照測向機的作用距離分類(主要指短(duǎn)波)有現吧：近距離測向機、中距離測向機、遠(程)距離測向機；4.依照測向天線間隔(基礎、從農孔徑)尺寸的大(dà)小(xiǎo)分類有：大(dà腦鄉)基礎測向機、中基礎測向機、小(xiǎo)基礎測向機；5件飛.依照測向天線是否具有放大(dà)器(qì)分類有：有源天線測向機笑什、無源天線測向機；6.依照測向機所使用的測向天線種類分類有：環(框)時理形天線測向機、交叉環(框)形天線測向機、間隔雙環(框)形天線測月筆向機、單極子(zǐ)(加載)天線測向機、對稱陣子(zǐ)(垂直、水平)天線知這測向機、對數天線測向機、行波環天線測向機、聽熱磁性天線測向機、微波透鏡天線測向機等；7.依照測向機示向度讀出方式分類吧筆有：聽覺測向機、視覺測向機、數字測向機；8.依照測向機使用白國接收機的信道分類有：單、雙信道測向機、多信道測向機。像上面的分類方法，書很可能還有一些，這裡不(bù)再贅述。測向原理及測向體制概述。
在測向機家(jiā)庭中，依據不(bù)同的測向原理，可以把現有的測向機歸納民鄉為(wèi)不(bù)同的測向體制、體系和樣式。以下将她靜分别介紹它們(men)的工(gōng)作原理和特點。
一、幅度比較式測向體制
幅度比較式測向體制的工(gōng)作原理是：依姐離據電波在行進中，利用測向天線陣或測向天線的方身民向特性，對不(bù)同方向來波接收信号幅度的不(bù)同，測定來波方向。
例如(rú)：間隔設置的四單元U形天線陣、小(xiǎo)基礎測向舞說(阿德考克)機，如(rú)圖(6)所示。其表達公式如(rú)公式(1)學船所示。Uns=kU13SinθCosεUew=kU24CosθCosεUns舊志θ=arctg—— (1)Uew
上面的公式中：Uns、Uew分别為(wèi)北-南、東-舞場西天線感應電壓，θ為(wèi)來波方位角，ε為(wèi)來波仰角，這低k為(wèi)相位常數，2bπk= ———λ其中：b為(wèi)天線間距，近花λ為(wèi)工(gōng)作波長(cháng)。
對于360度(θ)不(bù)同方向的來波是化，北-南天線感應接收信号的幅度遵循正弦Sinθ規律，東西天線感應接務術收信号的幅度遵循餘弦Cosθ規律，有了兩組信号幅度，測向時(shí)讀就設法對二者求解或顯示它們(men)的反正切值，即可得(de)到來波方向。劇空這隻是幅度比較式測向體制中的一個典型的測向機例子(zǐ)。麗她
圖6 四單元阿德考克天線陣
幅度比較式測向體制的原理應用十分廣泛，其測向機的方向圖也亮亮不(bù)盡相同。例如(rú)：環形天線測長弟向機、間隔雙環天線測向機、旋轉對數天線測向機等分費，屬于直接旋轉測向天線和方向圖；交叉環天線測向機、U形天國近線測向機、H型天線測向機等，屬于間接旋轉測向天工很線方向圖。間接旋轉測向天線方向圖，是通(tōng)過手動或電件一氣旋轉角度計實現的。手持或佩帶式測向機通(tōng)常也是屬于幅度比較式數妹測向體制。這是不(bù)再贅述。
幅度比較式測向體制的特點：測向原理直觀明了，一般來說(sh多小uō)系統相對簡單，體積小(xiǎo)，重坐相量輕，價格便宜。小(xiǎo)基礎測向體制(阿德考克)存在間距誤差和極化誤差地工，抗波前失真的能力受到限制。頻率覆蓋範圍、測向靈敏度、什嗎準确度、測向時(shí)效、抗多徑能力和抗幹擾能力等重要鐵月指标，要根據具體情況做具體分析。
二、沃特森-瓦特測向體制
沃特森-瓦特測向體制的工(gōng)作原理：新大沃特森-瓦特測向機實際上也是屬于幅度比較式的測向體制，但是它在測向時(sh對冷í)不(bù)是采用直接或間接旋轉天線方向間懂圖，而是采用計算求解或顯示反正切值。鑒于它在音唱測向機家(jiā)族中的特殊地位和目前仍然在廣泛應用湖筆，所以在此單獨說(shuō)明。基本公式同公式(1)。正交的(Sinθ、Cos飛自θ)測向天線信号，分别經過兩部幅度、相位特性相同的接收機進行變頻、放東白大(dà)，最後求解或顯示反正切值，解出或顯示來波方向。屬于沃特森瓦特測向不低機的有：多信道沃特森-瓦特測向機、單信道沃特森-瓦特測向機。這裡所說(shu看生ō)的多信道，通(tōng)常是指三信道，另外一個劇什信道的作用是與全向天線相接，以解決“180度不(bù)确熱坐定性”和“值班收信”問題。多信道沃特森-瓦特測向原理方框圖如(rú)圖(姐厭7)所示。
圖7 多信道沃特森-瓦特框圖
單信道沃特森-瓦特測向機是将正交的測向天線信号，分别經過兩個低(d我用ī)頻信号進行調制，而後通(tōng)過單信道接收機變頻厭員、放大(dà)，解調出方向信息信号，然後求解或顯示反正切值，給出來波方向城年。單信道沃特森-瓦特測向機原理方框圖如(rú)圖(8)所示。
圖8 單信道沃特森-瓦特框圖
沃特森-瓦特測向體制的特點：多信道沃特森-瓦特測向機測向時樂外(shí)效高，速度快，在良好(hǎo)場地上測向準确高睡，而且CRT顯示方式，還可以分辨同信道幹擾。該體制測現鐘向天線屬于小(xiǎo)基礎，測向靈敏度和抗波前失真受到限制。多信道體制系統現鄉複雜；雙信道接收機實現幅度、相位一緻，有一定技術難度；單信道體制同屬于小志呢(xiǎo)基礎，系統簡單，體積小(xiǎo)，重量輕，但是測向速畫城度受到一定限制。
三、幹涉儀測向體制
幹涉儀測向體制的測向原理是：依據電波在行進中，從不(bù)同方向來的電生子波到達測向天線陣時(shí)，在空間上各測向天線單元腦喝接收的相位不(bù)同，因而相互間的相位差也不(bù)同，通(化弟tōng)過測定來波相位和相位差，即可确定爸煙來波方向。基本公式如(rú)公式(2)所示Φ13=Φ1-Φ3=k*S電雜inθCosεΦ24=Φ2-Φ4=k*SinθCosεΦ13θ=arc雪照tg———— (2)Φ24上式中：Φ13、Φ2明睡4分别為(wèi)北-南、東-西天線之間來波的相位差，k為(wèi)相移常數樂弟，θ為(wèi)欲求來波方向角。
在幹涉儀測向方式中，是直接測量測向天線討生感應電壓的相位，而後求解相位差，由公式(2)可見與幅度比較式測向的去雨公式十分相似。
為(wèi)了能夠單值地确定電磁波來波的方向，幹涉儀測向在工(gōng)作時來了(shí)，至少需要在空間架設三付分立的測向天理兵線。幹涉儀測向是在±180度範圍内單值地測量相位，當天線間距比較小(xiǎ知還o)時(shí)，相位差的分辨能力受到限制，天線間距大(dà)于是兵0.5個波長(cháng)時(shí)，會(huì)引起相位模糊。通(tōn這明g)常解決上述矛盾的方法是，沿着每個主基線插入一個或多個附加陣元，這些附加陣草火元提供附加相位測量數據，由這些附加相位數據，解決主基線相位測金很量中的模糊問題。這種變基線的技術已經為(wèi)當代幹涉儀測向機所廣泛采用。幹喝得涉儀測向機的測向原理方框圖如(rú)圖(9)所示。
圖(9)幹涉儀測向原理框圖
相關幹涉儀測向，是幹涉儀測向的一種，它的測向原理是：在測向天線陣列工(頻朋gōng)作頻率範圍内和360度方向上，各按一定志拍規律設點，同時(shí)在頻率間隔和方位間隔上，建立樣本群，在測向時(shí)爸些，将所測得(de)的數據與樣本群進行相關運算聽大和插值處理，以獲得(de)來波信号方向。轉載請注校些明來自科(kē)創儀表局
幹涉儀測向體制的特點：采用變基線技術，可以使用中、大(dà)基礎天線畫樂陣，采用多信道接收機、計算機和FFT技術，使得(de)該體制測向船器靈敏度高，測向準确度高，測向速度快，可測仰角，有一定的抗波前事人失真能力。該體制極化誤差不(bù)敏感。幹涉儀測向是當代比較好(hǎo)的測向答拍體制，由于研制技術較複雜、難度較大(dà)，因此造吧東價較高。幹涉儀測向對接收信号的幅度不(bù)敏感，測向天線在空間的森去分布和天線的架設間距，比幅度比較式測向靈活，但器快又必須遵循某種規則。例如(rú)：可以是三角形，也可以是五邊形離到，還可以是L形等。
四、多普勒測向體制
多普勒測向體制的測向原理：依據電波在傳播中，遇到與它相對運動的測向天線時如件(shí)，被接收的電波信号産生多普勒效應呢算，測定多普勒效應産生的頻移，可以确定來波的方向。
為(wèi)了得(de)到多普勒效應産生的頻移，必須使測向天務中線與被測電波之間做相對運動，通(tōng)常是以測煙下向天線在接收場中，以足夠高的速度運動來實現的，當測向天大員線完全朝着來波方向運動時(shí)，多普勒效應頻移量(升高)最大(dà照媽)。多普勒測向的基本公式如(rú)公式(3)所示。
當測向天線做圓周運動時(shí)，會(huì)使來波信号的相位受到小我正弦調制。設：以天線場中心0點為(wèi)相位參考點，信号的相民高位為(wèi)Φ，天線接收信瞬時(shí海林)相位為(wèi)Φ(t)，于是有：Φt=ωt醫會+Φ+kcCos(Ωt-θ)
式中：ω為(wèi)信号角頻率，Ω為(wèi)天線旋轉角頻率，θ為(wèi)亮議來波方向角度，相位常數kc=2πr/λ，其中r為(wèi)天線間距市拿，λ為(wèi)信号波長(cháng)。
這時(shí)測向天線所收到信号Ut的表達式為(wèi)：Ut=Acos［ω黃海t+Φ+kcCos(Ωt-θ)］
多普勒效應使測向天線接收到的信号産生調相，多普勒相移為舞小(wèi)ΦD，于是有：ΦD=kcCos(Ωt-θ)
相應的多普勒頻移為(wèi)：f=dΦD/dt=-kcSi秒光n(Ωt-θ) (3)
多普勒頻移f，可以從旋轉的測向天線接收到的信号，經過腦物接收機變頻、放大(dà)、鑒頻以後得(de)到。多普勒頻移f與0點訊雜參考頻率相比較，即可得(de)到來波方向角θ。
多普勒測向，通(tōng)常不(bù)是直接旋轉測向天線，因為(微畫wèi)這在工(gōng)程上難于實現，制但它是将多郭天線架設在同心圓的圓周上，電子(zǐ)開(kāi)關順美舞序快速接通(tōng)各個天線，等效于旋轉測向天線。人們(men)稱這種公如測向機為(wèi)準多普勒測向機。準多普勒測向原理方框圖麗城如(rú)圖(10)所示。
圖10 準多普勒測向原理框圖
通(tōng)常人們(men)希望得(de)到大(dà)去新的多普勒頻移，增加天線孔徑和開(kāi)關速度是基老外本途徑。多普勒測向機的測向天線孔徑可以使用大(d志器à)、中基礎；開(kāi)關旋轉頻率數百赫茲，多普勒頻稱f可以達書也到數百赫茲，但是開(kāi)關旋轉換頻頻率的升高，會(huì)使産生到筆的邊帶帶寬增加，于是限制了轉速。
多普勒測向體制的特點：可以采用中、大(dà)基礎天線陣，測向靈敏度高，飛樹準确度高，沒有間距誤差，極化誤差小(xiǎo)，可計化測仰角，有一定的抗波前失真能力。多普勒測向體制的缺欠是抗幹擾性能較差，如(r風化ú)：遇到同信道幹擾、調頻調制幹擾時(shí)，會(huì)産生測向誤差。該體廠好制尚在發展之中，改進會(huì)使系統變得(樹場de)複雜，造價會(huì)随之升高。
五、烏蘭韋伯爾測向體制
烏蘭韋伯爾測向體制的測向原理：采用大(dà)基下和礎測向天線陣，在圓周上架設多付測向天線，來波信号經過可旋轉的角度計、移相電路土遠、合差電路，形成合差方向圖，而後将信号饋送給接收機。通(tōng)過旋轉角度計腦北，旋轉合差方向圖，測找來波方向。
以40付測向天線陣元為(wèi)例，角度計瞬間可為少與12付天線元耦合，而後分别經過移相補償電路将信号相位對齊窗分，形成可旋轉的等效直線天線陣，12付天線分成兩組，每組6付，兩組間經過可好合差電路相加、減，形成合、差方向圖。測向時(shí)以合、差方向我樹圖測找來波方向。在來波方向上，由于兩組天線均處在來波的等相位面上，兩拿身組天線信号大(dà)小(xiǎo)相等，差方向圖時(shí)，舊說輸出相減為(wèi)“零”，合方向圖時(shí)，為(wè船雨i)一組天線信号輸出的二倍。
由于烏蘭韋伯爾測向是進行相位比較，人們(men)常把它歸類在比相式測向機。校嗎但是從使用者看，最終使用的是信号幅度比較，因此說(shuō)它是幅西話度比較式測向機，也有道理。烏蘭韋伯爾測向原理方框圖如(rú)很書圖(11)所示。
圖11 烏蘭韋伯爾測向原理框圖
短(duǎn)波烏蘭韋伯爾測向體制，是典型舊媽的大(dà)基礎，測向天線陣直徑是最低(dī)工(g年鐘ōng)作波長(cháng)的1～5倍。天線陣直徑尺寸，根據低(dī)端工(算湖gōng)作頻率的不(bù)同，達到數百甚至上千分黃米。測向天線單元，可以是寬頻帶直立天線，也可以是對數周期天線。為(wèi)呢我了提高天線接收效能，通(tōng)常在天線陣内側使用反射網。湖拍一付天線陣難于覆蓋全部短(duǎn)波頻段時(shí)，一般是采用坐紙内高頻，外低(dī)頻的雙層陣。
烏蘭韋伯爾測向體制的特點：由于采用大(dà)基礎天線陣，測向靈數些敏度高，測向準确度高，測向分辨率高，抗波前失真、抗幹擾性能好(hǎo)，可以提我冷供監測綜合利用。由于烏蘭韋伯爾測向機要求數在子十根天線、饋線電特性完全一緻，加之角度計設計、工(拍開gōng)藝要求高，以及需要大(dà)面積平坦開(kāi)闊的天東對線架設場地，這無疑增加了造價和工(gōng)程建行鐵設的難度。帶來的問題是造價高，測向場地要求高。
六、到達時(shí)間差測向體制
到達時(shí)間差測向體制的測向原理：依據電波在行你銀進中，通(tōng)過測量電波到達測向天線陣各個測向天線單匠校元時(shí)間上的差别，确定電波到來的方向。它類似于比相式測向，但是這裡測量新飛的參數是時(shí)間差，而不(bù)是相位差。該見哥測向體制要求被測信号具有确定的調制方式。
到達時(shí)間差測向原理基本公式如(rú)公式(4)所示。資線設：垂直架設的測向天線單元A、B間距為(wè明工i)2b，來波方向與AB連線的垂線的夾角為(wèi)θ現近，來波仰角為(wèi)β，電波傳播速度為(wè路問i)v，則天線B較天線A感應信号延遲時(shí)間都上為(wèi)τ，2b于是有：τ=(——)SinθCosβv則來波方那通向θ可求，為(wèi)：vτθ=arcSin［(———能錢)Cosβ］(4)2b在上式中，τ為(wèi要鄉)實際測量時(shí)間差。短(duǎn)波的來波仰角β需要估計，討著而超短(duǎn)波來波仰角β為(wèi)“零”，即Cosβ=錯為1。
測向原理方框圖如(rú)圖(12)所示。
實際使用中，為(wèi)了覆蓋360度方向，至少需要架設三付分立不鐘的測向天線。測向天線的間距有長(cháng)、短(duǎn)基線之分，長看遠(cháng)基線的測向精度明顯好(hǎo)于短(duǎn)基線。民行到達時(shí)間差測向體制基于時(shí)間标準和對黑鐵時(shí)間的精确測量，以現在的技術水平而言，時(shí)間我人間隔的測量可達到1ns的精确度，當間距為(wèi)1藍男0米時(shí)，測向的準确度可以達到1度。
圖12到達時(shí)間差測向 原理框圖
到達時(shí)間差測向體制的特點：測向準确度高說物，靈敏度高，測向速度快，極化誤差不(bù)敏感，沒有間距誤低坐差，測向場地環境要求低(dī)。但是抗幹擾性能不(bù)相紅好(hǎo)，載波必須有确定的調制，目前應用尚不(bù)普及。
七、空間譜估計測向體制
空間譜估計測向體制的測向原理：在已知座标的多元天線陣頻廠中，測量單元或多元電波場的來波參數，經過多信道接收機變頻、放大鐵放(dà)，得(de)到矢量信号，将其采樣量化為(wèi)數字信長日号陣列，送給空間譜估計器(qì)，運用确定的算法求出各個電波的來低討波方向、仰角、極化等參數。
空間譜估計測向原理方框圖見圖(13)。
以四元天線陣為(wèi)例，空間譜估計測向的基本公式，如(rú)公式(5舊女)所示。空間譜估計測向是把每個天線的接收信号，與其他(tā)各個天線的信号畫愛都進行比較，這就是相關矩陣法，即協方差矩陣法，它完整地反城好映了空間電磁場的實際情況。具體地說(shuō)就是構術很成如(rú)下的協方差矩陣：
圖13空間譜估計測向原理框圖
在上式中：Xn為(wèi)n号天線的輸出，H為(wèi)共轭轉近年置符号。空間譜估計四元天線陣的示意圖如(rú)圖(14)所示。
圖14 空間譜估計 四元陣示意圖
由公式(5)可見，四元陣的協方差矩陣有1是都6個元素，空間譜估計測向，充分利用了測向天線陣各個陣元從空間電磁姐銀場接收到的全部信息，而傳統的測向方式僅僅利用了其中的一少部分紙區信息(相位或者幅度)，因此傳統的測向方式不(bù)能在多波環境下發揮作用。空上日間譜估計測向，基于最新的陣列處理理論、算小在法與技術，具有超分辨測向能力。所謂超分辨師爸測向，是指對同信道中，同時(shí)到達的、處于天線子光陣固有波束寬度以内的、兩個以上的電波，能夠同時(shí)測向。這在傳統的測朋火向方法中是無法實現的。構成協方差矩陣是空間譜估計測向的基本出發點我亮，但是對協方差矩陣的處理，在不(bù)同的算法中是老拍不(bù)相同的，其中典型的是多信号分類算法(MUSIC)。
空間譜估計測向體制的特點：空間譜估計測向技術員道可以實現對幾個相幹波同時(shí)測向；可以實現對同信道中、同時(shí)存知自在的多個信号，同時(shí)測向；可以實服關現超分辨測向；空間譜估計測向，僅需要很少的信号廠坐采樣，就能精确測向，因而适用于對跳頻信号市但測向；空間譜估計測向，可以實現高測向靈敏度和高測向準妹腦确度，其測向準确度要比傳統測向體制高得(de)多，即使信噪比下降至0db，仍問街然能夠滿意地工(gōng)作(而傳統測向體制關近，信噪比通(tōng)常需要20db)；測向場地刀煙環境要求不(bù)高，可以實現天線陣元方向特性選擇及陣元位置選擇的靈活性。以上如亮空間譜估計測向的優點，正是傳統測向方法長(chán女北g)期以來存在的疑難問題。
空間譜估計同，尚在研究試驗階段。在這個系統中，司議要求具備寬帶測向天線，要求各個天線陣元之間和多信道資做接收機之間，電性能具有一緻性。此外還需要簡捷高精度的些綠計算方法和高性能的運算處理器(qì)，以便解決實用化問題。
測向體制的比較
測向體制的優劣通(tōng)常是人們(men)所共同關心的問題，但是無線請數電測向體制也象所有的事物一樣，各自具有兩重性。就使用者來說(shuō船中)，每個用戶的工(gōng)作環境、工(gōng)作方式、工(gōng姐小)作要求、工(gōng)作對象等條件不(bù坐水)盡相同，因此籠統地說(shuō)優劣，有可能脫化厭離實際。使用者在測向體制和測向體設備選用時(shí)，重要的是要透徹了解并知森仔細分析自身工(gōng)作需求。測向體制與設備村木的優劣好(hǎo)壞，應當在滿足工(gō電音ng)作需求的前提下，由使用者自已作出選擇。應該說(shuō)笑為每一種測向體制都各具特點，站在用戶的角度看，能夠滿足工(g城但ōng)作需求，價格又合适，就是好(hǎo)體制。在這裡，藍船我們(men)着重講讨論從哪些方面評價測向體制和測向設備，提出如(rú)視內下的技術指标，供讀者參考
一、頻率覆蓋範圍。這一項指标規範了測向機規定的內妹性能指标和正常工(gōng)作的頻率範圍，它是選擇測向體制服公和測向設備時(shí)的基本要求。
二、測向靈敏度。它表征了測向體制和測向設備對小爸的(xiǎo)(弱)信号的測向能力。測向靈敏度主要依賴于測向天線低要元形式、天線陣的孔徑(基礎)和工(gōng)作方式哥術。它以電場強度度量，單位是微伏/米(μv/m)。
三、測向準确度。它表征了測向體制和測向設備在測向時短輛(shí)的精确度，也就是測向時(shí)誤差的煙河大(dà)小(xiǎo)。測向準确通(tōng)常有儀器(qì)設備測水化向精度、标準場地測向精度和實用測向精度之分，三者的舊日物理意義和測試條件有着根本的區别，使用者需要特别注意，去時不(bù)可混肴。
四、抗幹擾能力。它表征了測向體制和測向房從設備遇到幹擾信号時(shí)的測向能力和測向準确度，其中包括了對同頻黃信道幹擾、臨道幹擾、帶外幹擾、多波幹(波前失真)等放到幹擾存在時(shí)的測向能力。
五、測向時(shí)效。它表征了測向體制和測向設備話冷在測向時(shí)的時(shí)間開(kāi)銷，以及對空中持續短(d快家uǎn)信号的測向能力。這其中包括了：測向系統的信子門道建立、方向信息的采樣、數據運算處理(含積分)、示向度顯示等錯看環節所需要的時(shí)間，各時(shí)河海間段可以分别表示。但是一般在評價時(shí)，遠呢往往隻看綜合時(shí)效。
六、極化誤差。極化誤差是測向誤差的一種，它表征了測向體制和測向設備，工藍年(gōng)作在非正常極化波條件下的測向能力。校銀有時(shí)也稱為(wèi)極化敏感性，不(bù)敏感好弟街(hǎo)。在短(duǎn)波頻段，用标準斜極化波測試極化可冷誤差。
七、仰角測定。表明測向體制和設備可否測定來波仰角。亮請短(duǎn)波測向，有的測向體制可以測量喝從來波仰角，進而實現單站定位。
八、測向距離。在短(duǎn)波測向時(shí)，通(tōng)常有遠程測向也什、中距離測向和近距離測向之分，不(bù)同的測向距離對設備的要求也不(bù動光)相同。
九、測向天線基礎(孔徑)。表明測向天線陣尺寸相對工(gōng)作波長謝船(cháng)的大(dà)小(xiǎo)。測向天線可工基礎(孔徑)有大(dà)、中、小(xiǎo)基礎之分。測章做向天線基礎(孔徑)直接影響測向性能。
十、測向體制與測量參數。表明測向時(shí)所依據的測向原上見理以及所測定電波的參數。例如(rú)：測向時分快(shí)測定幅度、相位、時(shí)間差等參數，也可能是它大窗們(men)的組合，這與測向體制有關。
十一、系統機動性。表明系統的可移動性。通(tōng明他)常有固定、移動、便攜之分。移動又依載體分為(wèi)車(chē)人雪、船、機載。
十二、系統複雜程度與造價。表明測向體制和測向設備系統組成技下的複雜程度和研制時(shí)的技術難度，它與造價的高低(dī)術錢是一緻的。
結束語：
科(kē)學技術在不(bù)斷進步，無線電監測和無線電測向技術也紅笑在不(bù)斷進步，特别是近年來，随着無線電通(tōng)信、網絡通(tōng風樹)信的高速發展和計算機技術、微電子(zǐ)技術日輛冷新月異的變化，必将帶動無線電監測技術和測向技術的高速發展，使之事文向着自動化、智能化、網絡化和小(xiǎo)型化方向前進；以前隻煙媽是理論性的東西，正在變為(wèi)現實；高度數字化、集成化和數字處理技術爸從應用，正在提高無線電監測和無線電測向設備的性能；新技術、新器(員問qì)件、新工(gōng)藝的開(kāi)發和使用，正在改變着傳統設備的面我低貌；同時(shí)新理論也會(huì)不(bù)斷出現，暗廠無線電測向體制也會(huì)不(bù)斷推陳出新。這一個通切變化永無止境。
附：各種測向方法性能的比較表
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