无线电测向技术

用于电磁波等领域的技术

无线电测向是依据电磁波传播特性，使用仪器设备测定无线电波来波方向的过程。测定“来波方向”，是指测向机所在地实在的电磁环境中电波达到的方向，无线电测向，通常的最终目的是要确定“辐射源的方向”和“辐射源的具体位置”。

技术简介

测定电波来波方向，往往需要以几个位置不同的测向站(台)组网测向，用各测向站的示向度(线)进行交汇。条件允许时，也可以用移动测向站，在不同位置依次分时交测。

测向方法

无线电测向一般有以下几种方法：

幅度比较式

幅度比较式测向体制的工作原理是：依据电波在行进中，利用测向天线阵或测向天线的方向特性，对不同方向来波接收信号幅度的不同，测定来波方向。

幅度比较式测向体制的特点：测向原理直观明了，一般来说系统相对简单，体积小，重量轻，价格便宜。存在间距误差和极化误差，抗波前失真的能力受到限制。频率覆盖范围、测向灵敏度、准确度、测向时效、抗多径能力和抗干扰能力等重要指标，要根据具体情况做具体分析。

干涉仪

干涉仪测向体制的测向原理是：依据电波在行进中，从不同方向来的电波到达测向天线阵时，在空间上各测向天线单元接收的相位不同，因而相互间的相位差也不同，通过测定来波相位和相位差，即可确定来波方向。在干涉仪测向方式中，是直接测量测向天线感应电压的相位，而后求解相位差，其数学公式与幅度比较式测向的公式十分相似。

相关干涉仪测向：是干涉仪测向的一种，它的测向原理是：在测向天线阵列工作频率范围内和360度方向上，各按一定规律设点，同时在频率间隔和方位间隔上，建立样本群，在测向时，将所测得的数据与样本群进行相关运算和插值处理，以获得来波信号方向。

干涉仪测向体制的特点：采用变基线技术，可以使用中、大基础天线阵，采用多信道接收机、计算机和FFT技术，使得该体制测向灵敏度高，测向准确度高，测向速度快，可测仰角，有一定的抗波前失真能力。该体制极化误差不敏感。干涉仪测向是当代比较好的测向体制，由于研制技术较复杂、难度较大，因此造价较高。干涉仪测向对接收信号的幅度不敏感，测向天线在空间的分布和天线的架设间距，比幅度比较式测向灵活，但又必须遵循某种规则。例如：可以是三角形，也可以是五边形，还可以是L形等。

多普勒

多普勒测向体制的测向原理：依据电波在传播中，遇到与它相对运动的测向天线时，被接收的电波信号产生多普勒效应，测定多普勒效应产生的频移，可以确定来波的方向。

为了得到多普勒效应产生的频移，必须使测向天线与被测电波之间做相对运动，通常是以测向天线在接收场中，以足够高的速度运动来实现的，当测向天线完全朝着来波方向运动时，多普勒效应频移量(升高)最大。

多普勒测向，通常不是直接旋转测向天线，因为这在工程上难于实现，它是将多个天线架设在同心圆的圆周上，电子开关顺序快速接通各个天线，等效于旋转测向天线。人们称这种测向机为准多普勒测向机。

多普勒测向体制的特点：可以采用中、大基础天线阵，测向灵敏度高，准确度高，没有间距误差，极化误差小，可测仰角，有一定的抗波前失真能力。多普勒测向体制的缺欠是抗干扰性能较差，如：遇到同信道干扰、调频调制干扰时，会产生测向误差。该体制尚在发展之中，改进会使系统变得复杂，造价会随之升高。

到达时间差

到达时间差测向体制的测向原理：依据电波在行进中，通过测量电波到达测向天线阵各个测向天线单元时间上的差别，确定电波到来的方向。它类似于比相式测向，但所测量的参数是时间差，而不是相位差。该测向体制要求被测信号具有确定的调制方式。

到达时间差测向体制的特点：测向准确度高，灵敏度高，测向速度快，极化误差不敏感，没有间距误差，测向场地环境要求低。但是抗干扰性能不好，载波必须有确定的调制，目前应用尚不普及。

空间谱估计

空间谱估计测向体制的测向原理：在已知坐标的多元天线阵中，测量单元或多元电波场的来波参数，经过多信道接收机变频、放大，得到矢量信号，将其采样量化为数字信号阵列，送给空间谱估计器，运用确定的算法求出各个电波的来波方向、仰角、极化等参数。

空间谱估计测向体制的特点：空间谱估计测向技术可以实现对几个相干波同时测向；可以实现对同信道中、同时存在的多个信号，同时测向；可以实现超分辨测向；仅需要很少的信号采样，就能精确测向，因而适用于对跳频信号测向；可以实现高测向灵敏度和高测向准确度；测向场地环境要求不高，可以实现天线阵元方向特性选择及阵元位置选择的灵活性。以上空间谱估计测向的优点，正是传统测向方法长期以来存在的难题。

空间谱估计测向系统尚在研究试验阶段。在这个系统中，要求具备宽带测向天线，要求各个天线阵元之间和多信道接收机之间，电性能具有一致性。此外还需要简捷高精度的计算方法和高性能的运算处理器，以便解决实用化问题。

沃特森-瓦特

响应速度快，可抗波道干扰，实现起来比较简单，属于幅度比较式测向的一种。但是测向准确度、测向灵敏度低，抗波前失真能力差。因为测向天线阵列用的是小基线天线，尺寸较小，所以很适合用在手持、车载式的测向设备上。

乌兰韦伯

灵敏度与准确度高，有很强的分辨能力，能很好地抵抗波前干扰及其他干扰等，是使用比较广泛的一种测向机。但是对测向场地要求高，建设难度大，造价高。

性能比较

测向运动

无线电测向运动做为一项竞技体育项目，同其它竞技体育项目一样，具有鲜明的竞技特征。具体来说，一是参加者必须共同遵守统一的竞赛规则，二是竞赛活动表现出强烈的竞争特点，三是每一个参加者在赛前和竞赛过程中要采取一系列措施，力求使自己的体力、智力、技术在比赛中得到最好的表现和发挥，以创造优异成绩，压倒对手，夺取胜利。竞技体育的这些特点表明它不同于娱乐和游戏，也不同于健身体育和康复体育。它要求参加者从事系统的科学的训练，全面掌握各种技术，锻炼并提高自己的体力和智力去适应运动竞赛的需要。无疑，技术训练是任何一项竞技体育运动员训练的重要内容之一。

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