通信偵察系統(tǒng)的測(cè)向方法

對(duì)于通信偵察系統(tǒng)，測(cè)向和定位就是確定通信輻射源的來(lái)波方向和位置，這是通信對(duì)抗領(lǐng)域中的一個(gè)重要部分。通信測(cè)向系統(tǒng)包括測(cè)向天線、接收機(jī)、處理器、控制器和顯示器等設(shè)備。

測(cè)向天線主要用于接收電磁波信號(hào)，是由在空間按照一定規(guī)律排列的多個(gè)天線陣元構(gòu)成，根據(jù)不同的測(cè)向方法，這些天線陣元排布成不同陣型，實(shí)現(xiàn)測(cè)向。

接收機(jī)主要是對(duì)天線系統(tǒng)送來(lái)的信號(hào)進(jìn)行選擇和放大，為隨后的測(cè)向處理提供中頻信號(hào)的幅度和相位信息，包括單信道和多信道的接收機(jī)。

處理、控制及顯示設(shè)備的功能是對(duì)接收機(jī)送來(lái)的含有方位信息的測(cè)向信號(hào)進(jìn)行模/數(shù)(ADC)變換、處理和運(yùn)算，從信號(hào)中提取方位信息，并對(duì)測(cè)向結(jié)果進(jìn)行存儲(chǔ)、顯示或輸出。它兼具著控制測(cè)向設(shè)備各組成部分協(xié)調(diào)工作：例如測(cè)向天線的陣元轉(zhuǎn)換、接收機(jī)本振及信道的控制、測(cè)向工作方式的選擇、測(cè)向速度及其他工作參數(shù)的設(shè)置、測(cè)向設(shè)備的校準(zhǔn)以及測(cè)向結(jié)果的輸出等。

通信測(cè)向和定位系統(tǒng)可以按照工作頻段、運(yùn)載平臺(tái)和工作原理等進(jìn)行分類。由于通信信號(hào)的來(lái)波方向可以從信號(hào)的幅度、相位、多普勒頻移、到達(dá)時(shí)間等參數(shù)中獲得，下面按照工作原理將測(cè)向方法分為以下幾種：

振幅法測(cè)向

根據(jù)測(cè)向天線陣列各陣元(單元天線)接收來(lái)波信號(hào)后輸出信號(hào)的幅度大小，即利用天線各陣元的直接幅度響應(yīng)或者比較幅度響應(yīng)，測(cè)得來(lái)波到達(dá)方向的方法稱為振幅法測(cè)向，也稱幅度法測(cè)向。這種方法基于的原理是，由于信號(hào)到達(dá)各陣元的路徑長(zhǎng)度不同，導(dǎo)致各陣元接收到的信號(hào)幅度也會(huì)有所不同。通過分析這些差異，就可以推斷出信號(hào)源的方向。

這種方法也有一些限制，例如，它可能會(huì)受到多路徑效應(yīng)的影響，這是因?yàn)樾盘?hào)在傳播過程中可能會(huì)反射、折射和散射，導(dǎo)致同一信號(hào)源的信號(hào)到達(dá)各陣元的路徑和時(shí)間各不相同，從而影響測(cè)向結(jié)果的準(zhǔn)確性。

相位法測(cè)向

根據(jù)測(cè)向天線陣列各陣元之間的相位差，測(cè)定來(lái)波到達(dá)方向的方法稱為相位法測(cè)向。如相位干涉儀測(cè)向、多普勒和準(zhǔn)多普勒測(cè)向技術(shù)等。

由于信號(hào)的相位信息比幅度信息更穩(wěn)定，不容易受到環(huán)境和設(shè)備條件的影響，所以相位法測(cè)向的精度較高。另外，在高頻率下，相位法測(cè)向具有較好的性能。因?yàn)楦哳l信號(hào)的波長(zhǎng)較短，相位差能提供更精確的距離信息。相位測(cè)向能夠區(qū)分出來(lái)自不同方向的多個(gè)信號(hào)源，對(duì)于處理復(fù)雜的多源信號(hào)環(huán)境有優(yōu)勢(shì)。

相位法測(cè)向也有其缺點(diǎn)：需要對(duì)陣列天線進(jìn)行精確的相位校準(zhǔn)，這在實(shí)際應(yīng)用中比較困難；相位法測(cè)向可能會(huì)受到多徑效應(yīng)的影響，即同一信號(hào)在傳播過程中經(jīng)過反射、折射等產(chǎn)生了多個(gè)路徑，這些路徑上的信號(hào)在到達(dá)接收天線時(shí)的相位可能有所不同，這會(huì)對(duì)測(cè)向結(jié)果產(chǎn)生影響。

多普勒法測(cè)向

利用測(cè)向天線自身以一定的速度旋轉(zhuǎn)引起的接收信號(hào)附加多普勒調(diào)制進(jìn)行測(cè)向的方法，稱為多普勒法測(cè)向。多普勒法測(cè)向本質(zhì)上屬于相位法測(cè)向。

時(shí)差測(cè)向

根據(jù)測(cè)得的來(lái)波信號(hào)到達(dá)測(cè)向天線陣列中兩個(gè)或兩個(gè)以上不同位置的陣元的時(shí)間差來(lái)測(cè)定來(lái)波到達(dá)方向的方法稱為到達(dá)時(shí)間差測(cè)向，簡(jiǎn)稱時(shí)差測(cè)向。

空間譜估計(jì)測(cè)向技術(shù)

空間譜估計(jì)測(cè)向是將測(cè)向天線陣列接收的信號(hào)分解為信號(hào)與噪聲兩個(gè)子空間，利用來(lái)波方向構(gòu)成的矢量與噪聲子空間正交的特性測(cè)向。

審核編輯：湯梓紅