在干涉式測向方法中需要多根天線組合應用實現測向目的,其中多根天線之間的多基線可以提高測角精度,不出現多值模糊,但是多基線比相測角系統(tǒng)工作時需要多根天線布置在同一平面,占用的體積較大,要求較高,針對運動型的平臺存在著安裝困難的情況。綜合考慮應用便利性、測向精確性、安裝可行性等多方面因素,在運動平臺上采用了測距與比相相結合的方案消除相位干涉儀的多值模糊。
摘要:為了解決安裝環(huán)境有限,不能應用多天線組成的天線陣問題,達到小空間還能采用干涉式測向系統(tǒng)的目的,采用測距與干涉式測向相結合的方法,解決該問題。經過實際應用試驗,獲得較為理想應用效果,該方法具有工程實踐、推廣意義。
關鍵詞:測距,干涉式測向,相位多值
利用測距測出運動平臺的運動方向(前向或者后向),采用比向測角的方式測出模糊值,去除不合理的,留存正確的,達到準確測向的目的。
2解決相位多值的辦法
干涉測向一般采取多天線的方式實現測向,多根天線構成的天線陣長短基線不同,可以從根本上解決相位多值模糊的問題。但是天線數量的增加意味著安裝面積的增大,這樣就對應用環(huán)境有了比較苛刻的要求,而在飛機、汽車等平臺上由于有效安裝面積較小,不能采取多天線陣方式實現干涉式測向。本文提出一種采用兩根測向天線構成天線陣實現干涉式測向的方法,這樣可以大大節(jié)省安裝空間,對安裝要求不是很苛刻。
采用兩根測向天線構成天線陣,能夠實現干涉式測向,但是也能夠帶來新的問題,即采用兩根測向天線,沒有其他參考量,出現無法確定目標前位于定位天線前后的問題。
從圖2可知雙天線測向時會產生一對對稱值,即第一象限和第三象限,或者第二象限和第四象限,這樣成對出現的測量結果,無法分辨出究竟目標點在前還是在后。針對該現象,采用雙天線測向的設備進行如下改進:
。1)設置基線長度在λ/4~λ/2之間,盡量接近λ/2,這樣可以避免出現相位多值模糊的的現象。
。2)安裝雙天線測向設備的飛機、汽車在靜態(tài)情況下是無法分出定位目標點前后的,需要使其具有一定的速度。
。3)增加測距設施。
在一般使用過程中測距功能的實現主要采取兩種辦法:
3實際應用效果
采用測距方法判斷雙天線測向設備背向還是面向目標點運動,剔除雙天線測向的雙解中不合理解的方法,經過大量試驗驗證行之有效。
試驗結果如圖3所示:兩根測向天線基線的中垂線與飛機、汽車中軸線重合,即按照360°角度劃分方法,車頭方向為0°,車尾方向為180°。按照上述規(guī)定,實際應用過程中,在小角度0°~70°,110°~250°,290°~360°范圍時測向精度高,能夠滿足正常使用需求,但70°~110°或250°~290°大角度時,即相當于兩根測向天線連線的延長線上,出現較大誤差。分析原因:
根據干涉測向原理可知,干涉式測向方式是利用發(fā)射源到兩根測向天線的波程差實現定位,當發(fā)射源處于0°~70°、110°~250°、290°~360°之間時,波程差容易計算,所以測向精度高;當發(fā)射源處于70°~110°、250°~290°時,就可能產生兩根測向天線相互遮擋的現象,這樣靠近發(fā)射源的測向天線接收到的為直射信號,遠離發(fā)射源的測向天線接收到的有可能是折射、反射信號,這樣就造成波程差測量的不準確,進而不能準確測向。
在實際應用中經過測試分析該方法能夠滿足使用要求。
4結束語
本文是應用干涉式測向原理,結合具體使用條件、環(huán)境,提出了結合測距方式實現雙天線測向的方法,經過試驗應用,該方法行之有效,能夠滿足安裝環(huán)境苛刻,使用精度較高,并具有一定運動速度的安裝平臺使用。
參考文獻
[1]WilliamSMC,IameBYT,VernonLB.Anoiseinsengitivesolutiontoanambiguityprobleminspectralestimation[J].IEEETrans.onAES,1989,25(5):729-732.
[2]KaufmanMG.RadiointerferencephasechannelcombinermodII[J].IEEETrans.onSpaceElectronicsandTelemetry,1964,10(1):116-l23.
[3]龔享銥,袁俊泉,蘇令華.基于相位干涉儀陣列多組解模糊的波達角估計算法研究[J].電子與信息學報,2006,28(1):55-59.
[4]CzarneckiStevenV,JohnsonJamesA,GrayCliffordM,VerWysGeorgeA,CarlGerst.Self-resolvingLBITriangulation[P].UnitedStatesPatent:5835060,1998,11-10.
[5]郭福成.基于運動學原理的單站無源定位與跟蹤關鍵技術研究[D].長沙:國防科技大學,2002.
[6]趙國慶.雷達對抗原理[M].西安:西安電子科技大學出版社,1999.
[7]許耀偉,孫仲康.利用相位差變化率對固定輻射源的無源被動定位[J].系統(tǒng)工程與電子技術,1999,21(3):34-37.
[8]劉洪艷,郜麗鵬,司錫才.比幅比相測角系統(tǒng)信號處理技術研究[J].應用科技.2003,30(10):7-9.
[9]StephenELinpsky.微波無源測向[M].Johuwiley&sonsIuc,1987.
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