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无线电测向技术

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第十一章无线电测向技术

(参考件)

一、无线电波与其传输特性

1.1 关于无线电波的一些基本概念

1.1.1 无线电波是电磁波的一种

从物理含义上讲,电磁波包含无线电波、光辐射和光子辐射。电磁波中波长小于0.1mm,或者说频率低于3000GHz的波,叫无线电波。把电磁波和无线电波视为同等概念,严格说是不确切的。但从当今应用目的看,习惯叫法也是可以的。

1.1.2 无线电波的分段和名称

根据国际电信联盟无线电规则第二条(Article 2,20δ,Geneva,1982)频带命名如表示:

表1.(2)频带命名

关于无线电波的频带划分与命名,需补充几点:

①国际电联频带划分时规定,每个频率范围含上限而不含下限;

②实际工作中常有这样一些情况:仅使用频带的一部分,比如战术通信台工作频段为30~88MHz,这时仍称VHF电台;边沿垮接相邻频带,如2~30MHz的接收机,因其主要工作频率处于高频,这时仍称高频(HF)接收机;当工作频率范围跨接两个频带,又都为主要工作频段时,如25~1000MHz的测向机,这时,则惯称甚高频/特高频(VHF/UHF)测向机等。

③国内一些部门习惯用短波、超短波、微波等称谓。显然短波与高频等效。超短波包括甚高频(VHF)和特高频(UHF),但界限含混,微波一般指频率高于300MHz的众多频带。

1.1.3 无线电波的一般传输特性

在2.1节介绍有关述语的函义中,已讲到无线电波的一些特性,为使读者便于理解后面的内容,现就电磁波传输的一般特性归纳如下:

●电磁场中电场和磁场具有确定的方向和数值,即

S(t) = E(t) . H(t)

E=-ZH

●传输中的电场和磁场都具有极化特性;

●电磁波在自由空间传输时,其传输平面是一确定的大圆面,其传输方向不变,且相速度和群速度相同;

●电磁波在界质中传输时,将受到界质的影响。在各向同性的色散

界质中传输时,使相速与群速不等;在各向异性的色散界质传输时,还会使极化和方向发生变化;

●电磁波传输时会产生衰减。产生衰减的原因有两种:一是球面(或柱面)波扩散损耗,其场强与离开辐射源的距离成反比;二是介质引起的损耗,包括介质吸收、散射、衍射等,这使场强比在自由空间时小;

●中不同介质的界面上产生反射、折射,并都符合几何光学的定律;频率较低的无线电波还具有衍射特性;

●频率相同的无线电波具有相干性,相干场场强呈驻波分布,等相位面也产生畸曲。

1.1.4 无线电波的极化特性

极化是为描述不同类型辐射源产生的电磁波或者通过不同途径传输的电磁场的时一空特性而引入的概念。前面已讲过,电场矢量和磁场矢量满足乌莫夫---坡印廷矢量法则,二者相互垂直,并都与电磁波传输方向(即坡印廷矢量方向)相垂直,故人们用电矢量的端点在波振面上的轨迹图表叙电磁波的极化形式:

●垂直极化波,即电矢量完全处于传输面内的电磁波,显然这时磁矢量完全垂直传输平面;

●水平极化波,即电矢量完全垂直传输平面的电磁波,显然这时的磁场矢量完全处于传输面内;

●线极化波,即电场矢量偏开传输面一个角度r(称极化角)的电磁波。显然线极化波可分解为垂直极化分量和水平极化分量。垂直极化波或水平极化波是线极化波的一种特性形式(水平极化分量为零或垂直极化分

量为零);

●圆极化波,即垂直极化分量和水平极化分量幅度相等,而相位差为900的电磁波。这时电矢量端点在波振面内的轨迹为圆。顺着电磁波传输的方向看去,如电场矢量是反时针的旋转,又称左旋圆极化;着顺时针旋转,则称右旋圆极化;

●椭圆极化,即电场矢量端点在波振面上投影轨迹为椭圆的电磁波。有三种情况产生椭圆极化:垂直极化分量和水平极化分量幅度相等,但相位差是0. π/2和π以外的值;两极化分量相位差为π/2,但幅度不相等;两极化分量幅度不相等,相位差为0和π以外的值。椭圆极化波也同圆极化波一样区分为左旋和右旋。显然,椭圆极化是电磁波极化概念的最通用的表叙形式,其它极化形式可作为椭圆极化的特殊情况,如线极化是两分量相位差为0或π的特例;圆极化是两极化分量幅度相等,相位差为π/2的特例;垂直极化或水平极化是一个极化分量为零的特例。值得注意的是对垂直(或水平)极化的地波来讲,电场矢量总是垂直(或平行)地面,对倾斜入射到地面的天波来说,垂直极化波的电矢量不再与地面垂直,而水平极化波的电矢量却总与地面平行,这些区别在今后研究高角波信号接收或测向问题时常用到。

1.2 HF(高频)无线电波的传输特性

频率范围为3~30MHz的无线电波,根据ITU定义,叫高频波(HF),有时也叫短波。高频波在远程通信中占重要地位。高频波主要传输特点有:(1)HF波从地面上一点到另一点的传输有两种途径,即地波和天波;

(2)地面波传输中,受土壤或海水的影响,将产生衰减。频率越高,

衰减越大。水平极化波的衰减比垂直极化波要大得多,因而地面波主要为垂直极化。对发射功率1KW的垂直极化波,在陆面上一般传输几十公里,在海面是传输为几百公里;

(3)HF远程传输是通过电离层反射完成的。电离层分D、E、F1和F2层,对应的平均高度分别是70、110、200和330KM,其中F2层是较稳定的,远程通信主要靠F2层的反射,可反射的电波频率一般不大于20MHz,一跳传输的距离与反射角有关,若反射波仰为角β,频率为f=f0/sinβ(式中f0是电子密度为N的电离层对垂直入射波可反射的最高频率),一次反射的距离为d=2hCotβ(式中h为虚高,比电离层实际高度稍大);

HF无线电波两种传输方式的存在,就使HF波形成了以下特点:

●在离发射源较近的地面上可认为只有地波存在,这时电波极化可认为是单纯的垂直极化;

●在较远的天波区,不管发射天线是垂直极化还是水平极化,受电离层影响,反射波都是椭圆极化;

●在没有特殊选频情况下,电波会在不同层或不同点反射,形成多

径波;

●HF波在传输方向上,一般形成地波区、静寞区和天波区。静寞区是在地波区与天波区之间,大约在离开发射台30~100KM的地段,地波已衰减掉,又没有电离层反射波到达,常收不到信号。在较近的天波区(离发射源100~400KM之间),反射波的仰角很大,也常称为高角波区。

1.3 VHF/UHF(甚高频/特高频)无线电波的传输特性

30~300MHz通称甚高频(VHF),300~3000MHz通称特高频(UHF),

3G~30GHz通称超高频(SHF),30~300GHz通称极高频(EHF)。VHF/UHF无线电波较HF无线电波的波长越来越小,受传输介质影响相应加大,视距传输就成为其主要方式和特点。

(1)地波分地表面波和地面空间波。由于超过30MHz以后,地面(土壤或海水)造成的衰减随频率增加迅速加大,特别超过300MHz,地表面波在较短的距离上就已衰减掉,因而只有高出地面的直射波存在,这就是地面空间波。

(2)在视距范围内传输,地面上传输的最大距离为d0=4.12(h T+h R)km,式中h T和h R分别为发射与接收天线高度,单位为米。比如:h T =h R=10m,d0=26km,h T=100m,h R=10m,d0=54km;

(3)地面空间波的传输距离与极化方式是垂直极化还是水平极化,已没有明显关系;

(4)根据地面菲湟区的理论,地面反射波对地面空间波传输带来影响,场强E为:

式中E1=173√P T(kw)GT/d(km) (mv/m)代表自由空间传输模式时d处场强。相对天线高足够远的距离上,即2πhThR<<1时,场强E正比例 h T h R。这就是所谓的天线高度增益,且频率越高,天线高度增益越明显。比如离开地面20m高较4m处的场强,30MHz时增加1dB,60MHz时增加5dB,150 MHz 时增加8dB,300MHz时增加10dB,600MHz时增加11dB。

二、无线电测向基础

2 无线电测向原理与分类

2.1 无线电测向的依据与限制

2.1.1 无线电测向的理论依据

无线电测向的理论依据主要有两点:

(1)从测试点看,无线电波的到达方向处于测试点和发射点构成的大圆内。这是自由空间或均匀界质中无线电波传播的基本特性;

(2)无线电波为横波,其测试点场的分布(包括强度、相位、时延)与给定的电波传播方向有确定的关系。

2.1.2 无线电测向的受限因素

无线电测向的使用精度不是任意设计的,它将受到以下一些因素的限制:

(1)传输介质不均匀性的影响。无线电波传播的直线特性都是以均匀介质为条件的,实际上当地波在通过不同类型地表交界处时有“海岸效应”,不均匀电离层反射时侧向偏移以及地形地物的阻挡等,均会引起传播方向的改变。这些因素带来的误差除电离层侧移可通过长时间平均减少外,大都是无法消除的。这种误差人们惯称传播误差;

(2)多径波相干的影响。无论是无线电波在传播过程中造成的多径还是测试点附近存在二次辐射体,都使电场变成相干场,这时场的空间分布已偏离作为无线电测向依据的平面波场分布,造成测向误差。这种误差惯称相干误差或多径误差;

(3)噪声干扰影响测量精度。实际测向作业中多数情况是对低场强信号

测向,这时无论是同波干扰,还是背景噪声以及交互调噪声,都将扰动测试精度;

(4)测向设备固有精度影响,常叫仪器误差或系统误差。

纵观无线电测向技术的发展史,就是研究如何有效利用无线电波波场的电参数实现测向,并减少或克服各限制因素的影响,因而出现了多种无线电测向方法和体制。

2.2 无线电测向方法与分类

实现无线电测向的方法很多,分类的思路也不尽同,但从下面将要介绍的多种具体测向方案(以后称测向体制)将要看到,各种测向体制都是基于测向依据对电场分布进行测量,从而计算出电波到达方向。电场空间分布状态的测量方法有四种情况,或称四类基本测向方法,即:(1)通过定向天线(阵)的输出幅度测量进行测向,统称幅度测向法。定向天线或无方向天线组成的定向天线阵,具有确定的方向性图,其输出值与电波传播方向有确定的对应关系,因而可通过定向天线(阵)输出幅度的比较来确定无线电波到达方向。实际上定向天线(阵)的输出是作用于天线各细小单元上的感应电动势的合成电压,定向天线的输出幅度是空间电场分布状态的函数。利用幅度法进行测向的体制很多,旋转环测向是最简单也是最早发明的测向体制,乌兰韦伯尔大孔径测向体制是较复杂的一种旋转天线体制,单脉比幅是对雷达信号测向的常用体制等;

(2)通过间隔天线间的相位测量比较进行测向,统称相位测向法。这是直接通过天线对空间电场相位分布进行取样、测量,并根据样点的相位关系完成测向。相位干涉仪和多卜勒测向机都是常用体制。相位干涉仪体

制是通过天线(场传感器)对空间电场的相位进行取样,然后根据相位分布规律和测试的各相位差值求解出电波到达方向,而多卜勒测向体制是循环把相邻天线相位差值按确定关系转换为频移,通过频移测量而求解出电波到达方向;

(3)通过间隔天线电压矢量测量进行测向,统称矢量测向法。这是用分散的天线直接测量空间场的矢量分布而求电波到达方向的方法,最典型的测向体制是高分辨率空间谱估计测向技术,尽管这种技术还不十分成熟,但它同时使用了幅度和相位两种参数,为分解相干波提供了理论依据。近代发展起来的相关干涉仪测向体制也应用了矢量测量,虽不能分解相干场,但可以减少相干场的影响,并用比空间谱估计造价低得多的代价就获得测向高精度和高灵敏度特性;

(4)利用无线电波的群延时特性,通过时差测量求出电波到达方向,统称到达时差测向法。

表一、常用测向体制分类:

1、基于幅度测量的测向法。测量方向性天线间的相对电压幅度,并

计算出电波方向的方法。常用体制(方案)有:

●旋转定向天线测向机

●旋转角度计测向机

●Adcock/Watson-watt测向机

●改进型Adcock/Watson-watt测向机

●单脉冲比幅测向机等

2、基于相位测量的测向法。测量天线阵列各天线间相对的输出电压

相位差,并计算出电波方向的方法。常用的体制有:

●相位干涉仪

●多卜勒测向机

3、基于矢量测量的测向法。测量天线阵列各天线间相对的复数电压,

并计算出电波方向的方法。常用的体制有:

●相关干涉仪测向机

●空间谱估计测向机

4、时间差测向法。测量天线间的群延时差,并计算出电波方向或辐射源位置。

2.3 无线电测向设备的基本组成

测向设备一般由四部分组成,即测向天线(阵)、测向信号预处理器、测向接收机和测向终端机。如图示:

图、测向设备组成

2.3.1 测向天线(阵)

测向天线或者是由多个测向天线元构成的测向天线阵在这里起场传感性的作用,通过它对某个观察空间的电场进行取样,这些取样值中包含着电波的方向信息。

在第四章已讨论过常用的测向天线元:环形天线、偶极子天线、单极子天线和定向天线等。有些天线,如具有较尖锐方向图的对数周期天线、

螺旋锥天线、喇叭天线等,甚至具有正弦方向图的环形天线,水平放置的偶极子天线、Adcock天线等,都可直接用它的方向图进行测向。事实上如把这些天线看成是由若干个更小的有限元组成的,那么天线输出将是这些有限元对场取样值的加权矢量和,即天线输出幅度中包含了无线电波传播的方向信息。

测向天线阵是多数测向体制采用的天线形式。测向天线阵中采用的天线元和阵列形式是由测向方法和体制以及技术要求等确定的,大概有以下一些类型:

(1)线阵,适用于对一个扇面进行精确测向的体制,如作为边射阵用于和差干涉仪,天线元均匀排列;如作为窄带目标跟踪的超大孔径相位干涉仪,天线元可不均匀排列。

(2)正交阵。交叉环是最简单的正交阵,多数为两个线阵正交排列,这在watson-watt测向方法、相位干涉仪测向方法中常用,偶尔也用于频率复盖较小的高分辨测向方法(空间谱估计)。

(3)圆阵,这是使用较广的组阵形式,如乌兰韦伯尔测向体制、多卜勒测向体制、相关干涉仪测向体制、空间谱估计超分辨测向体制都应用圆形天线阵。

(4)随机阵等。

在这里介绍有关天线阵的两个常用概念。

①稠密阵和稀疏阵

在阵列中,若阵元间距小于λ/2时,称该阵列为稠密阵;若阵元间距大于等于λ/2时,称该阵列为稀疏阵。采用稠密阵还是稀疏阵,这与测向

体制有关。

②小孔径与大孔径

人们把天线阵的最大尺寸D与工作波长λ之比(D/λ)叫天线阵的孔径(基础)。对D/λ≤1 的阵叫小孔径(小基础)天线阵,D/λ≥3时叫大孔径(大基础)天线阵。天线阵对1<D/λ<3的阵有时也叫中孔径(中基础)天线阵。其实这种分法并不严密,因为常用的天线阵多数在宽的工作波段内使用,因而在频段高端和低端天线阵孔径是差别很大的。所以在说天线孔径时是指工作频率范围内多数频段或重点频段所属的孔径。

天线阵孔径大小在无线电测向实践中有着重要意义:天线孔径大意味着对电场取样空间加大,所测试的数据差别越大,对测试仪器精度的要求就越低,更重要的是,当有反射场存在使主波电场产生相干畸变时,导致的测向误差几乎随孔径增加而线性减小。以后讨论具体测向体制时将会看到,天线孔径大小常受到所用体制的制约,并且随孔径增加使系统制造难度加大。

2.3.2 测向信号预处理器

测向信号预处理器的功能是把天线阵列各天线输出信号进行一次加工,使其变成含有方向信息并符合取向要求的信号形式。测向信号预处理后常使后面的设备大大简化。常用的预处理器形式有:

(1)天线模拟旋转器

这是用固定天线阵实现天线旋转的预处理器,如HF Adcock测向机中,固定的正交Adcock天线输出电压通过磁耦合线圈(电感角度计)旋转模拟Adcock天线旋转,并输出含方向信息的正弦形(“8”字形)方向图;如在

使用圆阵的多卜勒测向体制中,通过对旋转开关圆周上的天线顺次接通,模拟天线在圆周上移动,把天线间的相位变化转化为含有方向信息的多卜勒频移调制等。

(2)比例变换器

这是watson-watt测向方法使用Adcock天线阵时需要插入的预处理器,其作用是把多个Adcock天线的输出分组合成,输出两个与到达方向成正弦和余弦规律变化的电压。

(3)旋转波束形成网络

定向天线本身可视为波束形成器,因而对旋转定向天线的测向体制就不再要求插入预处理器。但是,类似使用固定圆阵的乌兰韦伯尔测向体制,就需要使用旋转波束形成网络,即通过对多个天线输出进行补偿延时并相加形成尖锐的波束,然后通过开关矩阵(常用梳状电容开关)转接天线而实现波束旋转。这种旋转波束形成网络也惯称乌兰韦伯尔角度计。有时采用定向天线波束按辐射方向排列成圆阵,这时所用的预处理器实际上简化为旋转开关器。

(4)相位合成网络

对雷达信号进行测向的多模圆阵测向体制中使用的巴特(Butter)矩阵就是这种典型形式。巴特矩阵是N3N口无源相位网络,圆周上的N个天线感应电压输入,在N个输出口上就有与来波方向对应的输出。

2.3.3 测向接收机

在第五章已对测向接收的类型与要求进行了专门讨论,这里需补充说明的是,接收机的类型要求是与具体的测向体制联系在一起的;测向接收

机的水平在很大程度上制约着测向技术的发展,特别是幅相平衡的多波道接收机是现代研制高分辨率测向和瞬时信号测向的基础设备;随着计算机和信号处理技术的发展,数字式多波道接收机把天线感应的信号不经预处理器直接变频放大并数字化,就可通过后面的取向算法实现多种测向方法。

2.3.4 测向/控制器

这部分的主要功能是对整个系统进行调整并完成取向。测向/控制器可归纳为三类,即以手工操作为主体的测向/控制器,以模拟硬件和CRT 为主体的视觉测向/控制器,基于计算机并以数字信号处理与算法为主体的测向/控制器。这三种形式体现了无线电测向技术的发展历程。

(1)以手工操作为主体的测向/控制器

这是通过控制天线旋转或者通过预处理器模拟天线旋转,利用输出信号强弱(大音点或小音点)完成取向。其主要特点是设备简单,并靠人工的选择性获得较强的抗噪声、抗干扰的能力。

(2)以模拟硬件和示波管为主体的视觉测向/控制器

这是历史上称为自动测向机的主要标志。这是以示波管上模拟显示的图形为基础,对系统进行调整,并由人对显示图形进行分析、识别和取向。其主要特点是为取向提供了一个动态全景显示,有利提高取向的可靠性。

(3)基于计算机,以数字信号处理和算法为主体的测向/控制器。

这在目前是真正意义上的自动测向的算法。它按照指令或预设程序对接收机、预处理器甚至天线进行控制和调整,对含有方向信息的信号进行

数字化和处理,通过算法求解出电波到达方向,包括误差的自动校正。2.4 无线电测向设备(系统)的基本技术指标

根据无线电测向设备(系统)的应用目的和测向业务实践经验,基本技术要求有:

(1)测向体制和天线孔径

测向设备(系统)所用体制和天线孔径,既体现了体制特点,也在很大程度上决定了设备的水平,在很大程度上影响着使用效能。同样重要的也影响着制造成本。所以研制者和使用者都关注所用的测向体制和约定的天线孔径。

(2)工作效率范围

是指各项技术性能都符合要求的最大工作频段。由于测向准确度和测向灵敏度两性能指标对频率更敏感,并且容易检验,因而常把满足这两项指标要求的工作频段叫工作频率范围。

工作频率范围是根据测向任务具体确定的,由于它常受到测向天线(阵)的工作频率范围的限制,多数在工作频段的两端性能下降,当要求更宽的工作频率范围时,常需分段设计天线阵。

(3)天线极化形式:天线极化形式须根据测向对象的极化形式确定。明确天线极化形式既有利用于测向性能的发挥,也有利于减小极化误差。

(4)测向准确度

测向读值惯称示向度,示向度与到达波真实角度之差叫测向误差。测向误差的数值既与工作频率有关,也与到达波的方向有关,因而须用不同频率、不同方向来波测得的测向误差的统计值来表述测向准确度,这实际上是衡量

示向度可信度的技术指标。

测向准确度分系统准确度和使用准确度。系统准确度用系统误差(仪器误差)来表述,它是由设计制造固有缺陷造成的,其误差是可重复的或者按一定规律变化的。实用准确度是反映的实际测向的误差状况,除系统误差和电波传播误差外,还有波前失真、同道干扰、信号调制以及极化不纯等误差。与使用效能有关的这些方面将通过抗扰度指标来表述,因而这里所讲的测向准确度专指系统误差。

(5)测向灵敏度

测向灵敏度是衡量系统作用距离大小或对较弱电场测向是否可靠的重要指标,用示向度离散或偏差符合规定要求时所需的最小场强来表述。

在实际测向中,获取的测向信息总会受到银河系噪声、大气噪声、系统自身的热噪声等扰动,当信噪比降低到某个门限时,示向度由离散或偏差变化到不可信甚至无使用意义。不同的测向体制,由于其采用的天线孔径、阵列形式和测向的具体算法以及设计水平不同,抑制这种高斯型噪声影响的能力相差很大,即测向灵敏度指标差别很大。

测向灵敏度除与体制和设计水平有关以外,与测试场所背景噪声、接收带宽和积分时间有密切关系,所以该指标需在规定带宽和测向时间的条件下在标准场地上进行检验。

(6)测向响应时间

这是衡量测向设备反应速度的指标,出于不同的用途,对这项指标有三种不同层次上的表述:

A、测向信息最小获取时间

是指计算出示向度所需的最小取样时间。这在对短促通信信号或跳频通信信号测向时具有意义,可实施先捕获后处理的测向方案。

B、最小测向时间,是指最小取样时间与最小计算时间之和。

C、测向时间,是指从接收测向指令起至给出一个可靠的测向结果所须最小时间,显然它包含着系统调整时间、对电场取样时间和示向度计算时间。为得到示向度,常需多次测向过程以求其稳定值。

(6)测向抗扰度

无线电测向的依据是建立在理想的电波传播的场模型上,即为无失真的谐波场,在测试区域内幅度相等,其等相位线是平行直线,并符合时延关系。这在实际测向中几乎是不存在的,或者因传播中形成的多径波相干使电场畸变,或者因信号固有调制使谐波场受到扰乱,或者因有同波道干扰信号使电场扰乱等,这些因素都会导致测向误差,但不同的测向方法和体制出现误差的大小和情况是不同的。因而,抗扰度指标表述了测向设备(系统)防御干扰的能力。

基于干扰因素,抗扰度可分为以下几种情况:

A、相干干扰抗扰度(波前失真抗扰度)

无线电波在传播路程上遇到反射体或二次辐射体,特别测向天线附近的反射体或二次辐射体,都产生相干的反射波,这个反射波场与直射波场相干,造成直射波的原有等相位而和等幅度线失真,进而导致测向误差。该误差数值和符号与对反射波相对直射波的方位、相位,以及发射频率变化特别敏感,故须用均方根误差来表征。所幸的是可通过选择测向体制和天线孔径来减小相干干扰的影响。

B、调制干扰抗扰度

一般讲,调制对分时取样的测向体制都会带来不利影响,产生测向误差。对使用单通道接收机的幅度测向体制,方向性图易受幅度调制影响,使用单通道接收机的多卜勒测向体制易受频率调制的影响。调制影响可通过天线阵的设计(如形成锐波束)、积分和增加参考通道补偿等方法减小。

对于采用双波道和多波道接收机的测向方法和体制,调制影响一般很小。

C、同波道干扰抗扰度

在测向通带内如出现第二个非相干的信号,也要造成测向误差,误差值与干扰信号的相对强度和方位有关。可以通过选择测向方法和体制拟制或减小同波道干扰的影响,经典的watson-watt测向体制和现代空间谱估计测向算法都允许两个或多个同波道干扰存在,只要强度悬殊不太大,可以分开测向;如果幅度测向中旋转波束很尖锐,同波干扰的影响也会大大减小,而所谓改进型Adcock/watson-watt幅度测向法抗同波道干扰的能力就很差。

D、极化抗扰度

大部分测向设备(系统)都是按接收某特定的极化方式设计的(绝大多数为接收垂直极化波),但由于发射不良,特别是经过传播途中的介质(如电离层反射)或地形地物的影响,使电波极化变得复杂,一般变成线极化或椭圆极化波。如果这时不能抑制对不需要的极化分量的接收,一般都会导致测向误差,这种误差惯称极化误差。

在同样极化分量的情况下,测向体制不同,极化误差也不一,除测向

体制选择外,一般采用只对一种极化接收的天线,并在设计制造中采取抑制寄生接收的措施。

(7)动态范围

这是用系统截点、1dB压缩点或无失真动态范围表述的指标。其使用意义在于:在有背景干扰大量存在的条件下,如系统(特别是使用有源天线或宽放的系统)动态范围不大,干扰信号会通过交调和互调在测向信道中产生所谓失真干扰,如果失真干扰电平超过或明显超过高斯噪声电平,那就意味着实用测向灵敏度比系统测向灵敏度降低或明显降低。更甚者可能因一些信道被干扰阻塞而无法测向。

三、典型测向系统简介与性能比较

3.1 基于幅度测量的Adcock/Watson-watt测向系统

3.1.1 基本原理:

(1)A dcock天线:两个间开放置的垂直天线元,将其中一个反向180°后合成输出(差接),在间距d<λ/2时有“8”字形方向图。这种差接二元阵,是英国人Adcock为克服环天线水平极化误差发明的天线形式,叫Adcock天线,用这种差接天线对构成的测向天线阵,通称Adcock 天线阵。常用的是正交放置的两个Adcock天线(4元)阵,右图中天线N 与S差接、e与w差接,对θ方向到达电波,若电场为E,天线有效高为h,则有U NS=U N-U S=Ehe j.πd cosθ/λ-Ehe-jπdsinθ/λ=j2Ehsin(πdcosθ/λ)U ew=U e-U w=j2Ehsin(πdsinθ/

显然,只有d/λ<<1

U NS≈j (2Ehπd /λ)cosθ=jkcosθ

Uew≈jksinθ

式中K=2Ehπd/2

如果分别测量出U NS和U ew,就可求出方向θ:

U ew/U NS=jksinθ/jkcosθ=tgθ

θ=tg-1U ew/U NS

这里说明两点:

●所解θ具有180°的模糊,实际系统中需另设中央天线实现定单

向;

●对4杆Adcock阵,须保证d<0.4λmin,否则产生方向图失真造成的误差(惯称间隔误差)。多数系统中用8元阵代替4元阵,允许d≈λmin。

(2)w atson-watt取向方法

用2部同样的接收机(幅相一致的双波道接收机)分别将U NS和U ew变频放大,其输出分别接到示波道垂直和水平偏转极上,可瞬时显示出电波方向θ,这种方法是watson和watt同时发明的,惯称watson-watt方法。

显然,Adcock/Watson-watt体制的含义就是使用Adcock天线阵和watson-watt方法测向的一种典型幅度测量测向系统,虽然测向性能很差,但测向速度最快。

(3)改进型Adcock/Watson-watt体制

使用电子角度计(射频预处理器),用一部接收机取代双波道接收机的自动测向方法,惯称“改进型”,电原理图如下:

无线电测向原理

无线电测向原理 一、无线电波的发射 随着科学技术的不断发展,人们与“无线电”的关系越来越密切了。播送广播节目和电视节目的广播电台和电视台,是通过发射到空间的无线电波把声音和图象神奇地传诵到千家万户的,这个道理已成为人们的常识。让我们再来简单地回顾一下发射和接收过程:广播电台(电视台)首先把需要向外发射声音和图象变为随声音和图象变化的电信号,然后用一中频率很高、功率很强的交流电做为“运载工具”,将这种电信号带到发射天线上去。再通过天线的辐射作用,把载有电信号的高频交流电转变为同频率的无线电波(或称电磁波),推向空间,并象水波一样,不断向四周扩散传播,其传播的速度在大气中为每秒30 万公里。在电波所能到达的范围内,只要我们将收音机、电视机打开,通过接收天线将这种无线电波接收下来,再经过接收机大放大、解调等各种处理,把原来的电信号从“运载工具”中分离出来,逼真地还原成发射时的声音和图像,我们就能在远隔千里的地方收听(收看)到广播电台(电视台)播出的节目。 无线电测向也是利用类似的途径和方式实现的,只是它所发射的仅仅是一组固定重复的莫尔斯电报信号。电台的发射功率小,信号能到达的距离也极为有限。一般在10公里以内。下面,我们紧密结合无线电测向,介绍一些有关的无线电波的基础知识。 1. 无线电波的传播途径 无线电波按传播途径可分为以下四种:天波——由空间电离层反射而传播;地波——沿地球表面传播;直射波——由发射台到接收台直线传播;地面反射波——经地面反射而传播。 无线电测向竞赛的距离通常都在10公里以内,所以,除用于远距离通信的天波外,其它传播方式都与测向有关,160米和80米波段测向,主要使用地波;2米波段测向,主要使用直射波和地面发射波。 2. 无线电波在传播中的主要特性 无线电波离开天线后,既在媒介质中传播,也沿各种媒介质的交界面(如地面)传播,其传播的情况是非常复杂的。它虽具有一定的规律性,但对它产生影响的因素却很多。无线电波在传播中的主要特性如下:(1)直线传播均匀媒介质(如空气)中,电波沿直线传播。无线电测向就是利用这一特性来确定电台方位的。 (2)反射与折射电波由一种媒介质传导另一种媒介质时,在两种介质的分界面上,传播方向要发生变化。图2-1所示的射线由第一种介质射向第二中介质,在分界面上出现两种现象。一种是射线返回第一种介质,叫做反射;另一种现象是射线进入第二种介质,但方向发生了偏折,叫做折射。一般情况下反射和折射是同时发生的。入射角等于反射角,但不一定等于折射角。反射和折射给测向准确性带来很大的不良影响;反射严重是,测向机误指反射体,给接近电台造成极大困难。 (3)绕射电波在传播途中,有力图饶过难以穿透的障碍物的能力。绕射能力的强弱与电波的频率有关,又和障碍物大小有关。频率越低的电波,绕射能力越弱;障碍物越大,绕射越困难。工作于80米波段的电波,绕射能力是较强的,除陡峭高山(相对高度在200米以上)外,一般丘陵均可逾越。2米波段的电波绕射能力就很差了,一座楼房,或一个小山丘,都可能使信号难以绕过去。因此,测向点的选择就成为测向爱好者随时都要考虑的一大问题。 (4)干涉直射波与地面反射波或其它物体的反射波在某处相遇时,测向机收到的信号为两个电波合成后的信号,其信号强度有可能增强(两个信号跌叠加)也可能减弱(两个信号相互抵消)。这种现象称为波的干涉。产生干涉的结果,使得测向机在某些接收点收到的信号强,而某些接收点收到的信号弱,甚至收不到信号,给判断电台距离造成错觉。2米波段测向中,这种现象比较常见。 另外,如图2-2所示,天线发射到空间的电波的能量是一定的,随着传播距离的增大,不仅在传播途中能量要损耗,而且能量的分布也越来越广,单位面积上获得的能量越来越小。反之,距电台愈近,单位面积上获得的能量愈大。在距电台数十米以内,电场强度的变化十分剧烈,反映在测向机耳机中的音量变化也格外明显。这一特点有助于测向运动员在接近电台后判断电台的距离及其位置。 3.天线的架设与电波传播形式的关系 当发射天线垂直于地面时,天线辐射电磁波的电场也垂直于地面,我们称它“垂直极化波”;当天线平行于地面时,天线辐射电磁波的电场也平行于地面,我们叫它“水平极化波”。160米波段和80米波段,规定发射垂直极化波,因而要求发射天线必须垂直架设;2米波段规定发射水平极化波,因而要求发射天线必须水平架设。 二、无线电测向机的组成与特点 无线电测向机是测向运动员在训练与比赛中赖以测向隐蔽电台方位的工具,根据工作波段的不同,测向机的电路和外形结构也不尽相同。但一部测向机,无论是简是繁,是大是小,都是由测向天线、收信机和指示器三部分组成的。其方框图如图2-3所示。 1.测向天线 测向天线接收被测电台发出的无线电信号,并对来自不同方向的电波产生不同的感应电势。这是测向机不同于一般收音机的主要区别。目前测向运动中,160米波段测向机使用磁性天线以及与它相配合的直立天线;80米波段测向机多数也用磁性天线加直立天线(过去也有用环形天线加直立天线的,但因环形天线体积大,不易看准方向线,已很少使用);2米波段测向机使用八木天线。 2.收信机 收信机对测向天线送来的感应电势进行放大解调等一系列处理,最后把所需信号送入指示器。一般测向机的收信部分与普通收音机基本相似,但根据测向的特殊需要,它还应具备以下特点:

2无线电测向基本技术

第二节无线电测向基本技术 短距离无线电测向的基本方法和基本技术,可归纳为下列几个方面: 一、收测电台信号 1、收听电台信号 当不了解被收听电台信号的强度时,如在起点收听首找台或找某台后收测下号台(应迅速离开该台十余米),可将音量旋至最大,边转动测向机,边调整频率旋钮,听到信号后,首先辨认台号是不是你现在需要寻找的电台呼号,然后缓慢的左右细调,使声音最大,音调悦耳。最后,将音量旋钮旋至适当位置,进行测向。 2、测出电台方向线的基本方法 单向一双向法:按前述的持机方法持机,按下单向开关,使本机大音面作环向扫动,同时旋转频串钮,当耳机内出现需要测收的电台信号且声音最大时,侧向机大音面所指方向即为电台方向.这一过程称测单向。由于大音面是一个较大的扇面,难以准确地确定电台方向线,因此在单向测向后要松开单向开关,用磁性天线的小音点(即磁棒)对着电台并左右摆动,声音最小时磁捧所指方向,即为电台的准确方向。后面的这个过程称测双向。 双向一单向法:先不按单向开关,用磁性天线收到电台信号后,水平旋转溅向机,找出小音点(或称哑点线)获得电台所在直线,然后按下单向开关并转动测向机如90度,在此位置上,反复迅速的旋转测向机180度。比较声音大小,声音大时,本机单向大音面所指的方向,即为电台的方向。 二、方向蹬踪 沿测向机指示的电台方向,边跑边测,直接接近并找到电台的方法叫方向跟踪。由于80米波段测向机双向小音点方向线(或称哑点线)清晰准确,因此跟踪时多使用此方向线。 在地形简单、障碍较少的情况,方向跟踪时可快速奔跑,并在跑动中左右强动测向机,不仔的校正方向(注意随时调小音量)。 方向跟踪时,容易出现从电台附近越过而并未觉察的情况,这时运动员虽己跑过电台,但测向机磁性天线指示的方向线,由于变化不大而未能及时发现,造成反方向跟踪,越跑越远,甚至耳机音量明显减弱时才会发觉。避免的办法是在跟踪中打儿次单向,判断大音面是否己转向到后面 宁跑勿走,宁过勿欠,这是迅速到位的最基本要求,切忌尚未到位便进行搜索。耽误时间。

无线电测向

无线电测向设备(系统)的基本技术指标 日期:2009年5月28日 根据无线电测向设备(系统)的应用目的和测向业务实践经验,基本技术要求有: (1)测向体制和天线孔径 测向设备(系统)所用体制和天线孔径,既体现了体制特点,也在很大程度上决定了设备的水平,在很大程度上影响着使用效能。同样重要的也影响着制造成本。所以研制者和使用者都关注所用的测向体制和约定的天线孔径。 (2)工作效率范围 是指各项技术性能都符合要求的最大工作频段。由于测向准确度和测向灵敏度两性能指标对频率更敏感,并且容易检验,因而常把满足这两项指标要求的工作频段叫工作频率范围。 工作频率范围是根据测向任务具体确定的,由于它常受到测向天线(阵)的工作频率范围的限制,多数在工作频段的两端性能下降,当要求更宽的工作频率范围时,常需分段设计天线阵。 (3)天线极化形式:天线极化形式须根据测向对象的极化形式确定。明 确天线极化形式既有利用于测向性能的发挥,也有利于减小极化误差。

(4)测向准确度 测向读值惯称示向度,示向度与到达波真实角度之差叫测向误差。测向误差的数值既与工作频率有关,也与到达波的方向有关,因而须用不同频率、不同方向来波测得的测向误差的统计值来表述测向准确度,这实际上是衡量示向度可信度的技术指标。 测向准确度分系统准确度和使用准确度。系统准确度用系统误差(仪器误差)来表述,它是由设计制造固有缺陷造成的,其误差是可重复的或者按一定规律变化的。实用准确度是反映的实际测向的误差状况,除系统误差和电波传播误差外,还有波前失真、同道干扰、信号调制以及极化不纯等误差。与使用效能有关的这些方面将通过抗扰度指标来表述,因而这里所讲的测向准确度专指系统误差。 (5)测向灵敏度 测向灵敏度是衡量系统作用距离大小或对较弱电场测向是否可靠的重要指标,用示向度离散或偏差符合规定要求时所需的最小场强来表述。 在实际测向中,获取的测向信息总会受到银河系噪声、大气噪声、系统自身的热噪声等扰动,当信噪比降低到某个门限时,示向度由离散或偏差变化到不可信甚至无使用意义。不同的测向体制,由于其采用的天线孔径、阵列形式和测向的具体算法以及设计水平不同,抑制这种高斯型噪声影响的能力相差很大,即测向灵敏度指标差别很大。

GRS210无线电监测测向系统

GRS210 VHF/UHF无线电监测/测向系统 100kHz to 3GHz 1 系统简介 GRS210是一个基于多信道宽带射频前端、宽带数字中频处理单元及宽带阵列天线的高性能数字化无线电监测/测向系统。在复杂电磁环境下,能适应密集信号、捷变信号的快速捕获和实时接收分析,以满足现代无线电频谱监测和无线电测向定位要求。 GRS210适合于固定安装环境。 2 技术特点 ●频率范围为100kHz至3GHz ●全无源天线设计,大动态,高灵敏度接收 ●20MHz的瞬时信号分析带宽 ●3GHz/s多信道并行频谱扫描功能 ●5信道相关干涉仪的测向方法,窄带和宽带apFFT测向功能 ●最小信号持续时间<1ms ●能够实现同时监测和测向通道 ●ITU全参数测量模式 ●原始射频、中频和音频数据记录和重现 ●远程遥控 3 系统组成

4 技术参数 4.1 天线 (1)HF监测天线:100kHz to 30MHz,无源全向鞭天线

(2)VHF/UHF监测天线:20MHz to 3000MHz,无源全向盘锥天线(3)VHF/UHF测向天线,分为五层: A:20MHz to 200MHz 五单元垂直极化天线阵,孔径4m B:30MHz to 350MHz 五单元水平极化天线阵,孔径3m C:200MHz to 800MHz 五单元垂直极化天线阵,孔径1.4m D:350MHz to 1300MHz 五单元水平极化天线阵,孔径0.8m E:800MHz to 3000MHz 五单元垂直极化天线阵,孔径0.36m 4.2 射频前端 (1)VHF/UHF监测接收机 信道数目:5个 频率范围:20MHz to 3000MHz 频率分辨率:1Hz 频率稳定度:≤1×10-7 合成器建立时间:≤1ms 相位噪声:≤-100dBc/Hz@10kHz 输入二阶互调截点:≥45dBm 输入三阶互调截点:≥10dBm 中频频率:21.4MHz 中频带宽:20MHz/300kHz 镜像抑制:≥95dB 中频抑制:≥95dB 杂事抑制:≥110dBm(折合到输入端) 噪声系数:≤14dB (2)HF监测接收机 信道数目:1个 频率范围:0.1MHz to 30MHz 频率稳定度:≤1×10-7 相位噪声:≤-110dBc/Hz@10kHz

无线电测向长80米知识

3.5MHz无线电测向技术 一、测向机各旋钮的功能 1.频率旋钮:用来寻找电台的信号。寻找电台时旋钮应调至被收测信号的音调清晰、悦耳(如小鸟叫)、而其它电台信号尽可能小的位置。 2、音量旋钮:用来控制音量大小。此旋钮在快速接近电台的途中,随着信号强度的不断增加而需经常旋动,每次旋转时,应放置在音量适中并略微偏小的位置,以获得较好的方向性。 3、单向开关:用来判断电台的方位。当需要判断单向时,按下此开关,将拉杆天线接入电路,其输出电势与磁性天线所感应的电势复合,克服了磁性天线的双向性,从而判断出单一正确的方向。当松开此开关,便会自动切断直立天线电路。 4、远近程开关:用来调整音量。距电台远时,接收信号强度不大,此时用远程则所接受信号的音量将得到放大,方便判断电台方位;近处电台声音会很大,小音线容易变得不明显,此时改用近程则方便继续利用小音线确定电台方位。 二、正确的持机方法 右手持机,拇指靠近单向开关,其它四指握测向机,掌心一面为大音面(天线所在面),松肩、垂肘,将测向机举起至胸前约25厘米,尽量保持测向机与地面垂直。 三、熟悉测向机的性能 1、电台信号:每一部隐蔽电台(或称信号源)均有自己的编号和呼号,并且有连续自动发出电报的功能,其电码是: MO号台 -- --- 1号台 -- --- 。 2号台 -- --- 。。 3号台 -- --- 。。。 4号台 -- --- 。。。。 5号台 -- --- 。。。。。 判断电台编号时,只需注意分辨长音后的短音数目或长短音数目的不同比例即可。电台发信时,重复循环上述电码符号。在语言中,通常用“嗒”表示长音,用“嘀”表示短音。以1号台为例,信号为“嗒嗒,嗒嗒嗒,嘀”。 长距离无线电测向的基本方法和基本技术,可归纳为下列几个方面: 1、收听电台信号 将音量旋至最大,边转动测向机,边调整频率旋钮,听到信号后,首先辨认台号是不是你现在需要寻找的电台呼号,然后缓慢的左右细调,使声音最大,音调悦耳。最后,将音量旋钮旋至适当位置,进行下一步。 2、测出电台方向线的基本方法 双向_单向法:先不按单向开关,用磁性天线收到电台信号后,水平旋转测向机,找出哑点线(即不调节音量的情况下,某一方向所在直线上电台声音最弱),获得电台所在直线,然后按住单向开关(不要松手)并转动测向机90度,在此

无线电测向心得体会

无线电测向心得体会 篇一:PJ-80型无线电测向机实验报告 本科实验报告 实验名称: 一、实验目的 1、了解无线电测向的基本原理 2、掌握无线电测向机的制作方法 3、增强对电子信息专业的热爱 二、实验过程 1、9月15日星期一 早上9:00,老师在课上为我们讲解了无线电测向的基本原理: 通信具有两个要素:信息和载体。 电磁波具有三个性质:三维直角正交、传输速度 电磁波按频率在空间内具有如下分布: 和极化波。 无线电波的传输方式有三种:地波、天波和直接波。 天线是一种能量转换器,在发射无线电波时,能把高频电能转换为高频电磁能,在接收无线电波时,能把高频电磁能转换为高频电能。它的方向性很强。 PJ-80型无线电测向机具有两种天线,分别是直立天线和磁性天线。直立天线能把电能转换为磁能,应用于很宽频

率范围,在各个方向上接收到的无线电波强度都一样,且具有便于架设、价格便宜的特点。磁性天线能把磁能转换为电能,它在不同方向上接收到无线电波的强度不同,因此表现出很强的方向性。 两种天线的综合使用形成了复合天线系统。 使用复合天线后,磁性天线转动一周,只有一个方向使信号消失;也只有一个方向信号最强。这样就克服了磁性天线的双值性,获得了单方向性能。我们把信号强的这个面叫单向大音面,简称大音面,得用大音面就可直接定出电台在哪一边。由磁性天线的方向图可知,天线转动一周,测向机将出现两个声音最大处和两个声音最小处,即磁性天线的方向图具有双值性。利用这一点,可以测定电台所处的一条位置线,但判断不出它究竟处在位置线上的哪一边。 直立天线在水平平面的方向图是一个圆。天线转动360度,感应电势E直的大小和极性都不会变化。现设直立天线的电势等于1,并为正值;设磁性天线的电势最的值也等于1,将磁性天线旋转360度时其电势的大小和极性做出标注。再将任一方向上两天线的电势相加,如在0度或180度方向上,E直=1,E磁=0,合成电势(E合)=1;在90度方向上,E直=1,E磁=1,E合=2;在270度方向上E直=1,E磁=-1,E合=0,等等。由图可见,上半部分各方向上的两天线电势极性相同,合成电势为两电势之和;下半部各方向上两电势

无线电测向基本常识

无线电测向基本常识 1、无线电测向的特点 在景色宜人的公园、森林、丘陵、原野,手持测向机奋力奔跑着,跟踪搜寻“狡猾的狐狸”(隐蔽电台)。没有别人的帮助,完全凭借手中测向机的导引,凭借自己掌握的测向技术,经过独立的思考、判断,去揭开一层层神秘的面纱,揪出深藏的“狐狸”,去享受胜利的喜悦,这就是无线电测向活动。人们不甘落后,奋力向上的品质,使参加这项活动的人无不争先恐后,出于强烈的竞争意识,无线电测向运动又是一项竞技体育项目。 由“国防体育”、“军事体育”,到人们公认的“科技体育”,无线电测向运动始终以自己独特的魅力影响着广大群众。它集体育、科技、娱乐等为一体,使参加活动的人在锻炼体魄、掌握知识、休闲娱乐、培养品质、磨练意志等多方面得到收益。无论是十几岁的孩子,还是6、70岁的老人,都可以因时、因地、根据各种情况组织无线电测向活动和比赛。 2、如何组织无线电测向活动 开展无线电测向运动场地可繁可减、设台数可多可少、距离可长可短,可根据不同的情况进行变化。我国目前竞赛的形式主要有两种。一种是按照国际标准组织的“长距离测向”,一种是根据我国情况由我国无线电测向工作者自己创造的“短距离测向”。“长距离测向”的场地选择在面积为10平方公里左右,地形略有起伏(高、差在200米以内),树木较多,通透力较差的地形。“短距离测向”的场地可以选择在城市的公园、市郊和较大的校园。以下按照这两种测向的模式介绍开展无线电测向活动的方法。 (1)长距离测向

正式比赛设5部隐蔽电台,1—5号台的呼号是MOE、MOI、MOS、MOH、MO5,按照顺序循环发射,每次工作一分钟。终点信标台呼号为MO,均拍发摩尔斯电码。 各隐蔽台距起点的直线距离不小于750米,各台之间不小于400米。运动员自己确定找台顺序,最佳台序的直线距离为4—7公里。运动员实际跑的距离约6—10公里。 参加比赛的运动员统一到达起点,在预备区内准备和休息,测向机交裁判员集中保管。 每5分钟出发一批运动员,每人的出发批次在赛前抽签确定。出发前10分钟领取测向机、地图、竞赛卡片。听到“出发”口令后,离开出发圈,沿规定跑道进入比赛场地。 比赛在规定时间内完成,超时不计成绩。运动员每找一个台,须用该台准备的计时设备准确记录,这是裁判判定运动员成绩的凭证。 运动员到达终点,由裁判员记录通过时间,并计算出全场比赛时间。 评定成绩时,先比较每人的找台数,再比较实用时间,找台多、时间少名次列前。 (2)短距离测向 竞赛时设3—10部隐蔽电台。起点与各台及各台间的直线距离为30—200米,互相看不见。每个隐蔽台在不同的频率上连续用摩尔斯电码拍发本台呼号。电台标明台号,并设有计时设备。 运动员1—3分钟出发一批,按规定顺序找台,并准确作出记录。在规定时间内找到电台,到达终点成绩有效。 短距离测向比赛的方法有个人赛、接力赛、淘汰赛、团体赛等方式。 无线电测向活动历史

无线电监测测向天线天馈系统技术方案

无线电监测测向天线天馈系统技术方案 天馈系统主要由监测测向一体化天线阵、避雷装置、天线支架、线缆接头(天线阵与接收机连接)等组成。 天馈系统主要配置清单 3.2.1.1.监测测向一体化天线阵 监测测向一体化天线阵由测向天线阵、监测天线、射频开关矩阵、电子罗盘等组成。其中测向天线阵为无源天线阵,频率覆盖范围为100MHz~8GHz,分为三个频段实现,分别是100MHz~1300MHz测向天线阵,1300MHz~3000MHz测向天线阵,3000MHz~8GHz测向天线阵。三个天线阵的天线元的输出经射频开关矩

阵转换接至5路接收通道。监测测向一体化天线阵外形尺寸约为Φ1.5m×0.8m (高),如图*所示,重量约80Kg。 图* 监测测向一体化天线阵示意图 ●测向天线阵 测向天线阵为包含的三个天线阵均为垂直极化的无源天线阵,每个天线阵采用9元圆阵的方式。三个天线阵的指标如下: a) 100MHz~1300MHz 无源测向天线GRTD1300V; 天线阵指标 频率范围:100MHz~1300MHz 口径:约1.2m左右 天线阵形式:圆阵 阵元数:9 单元间幅度不一致性≤±1dB 单元间相位不一致性≤±4° 天线单元单元指标 频率范围:100MHz~1300MHz 输入阻抗:50Ω 驻波:典型值<3 方向图:水平全向 极化方式:垂直极化 增益(dBi):典型值≥-4 阻抗(Ω):50 接头:SMA-50K 尺寸:约φ300mm×300mm(高)

重量:0.3Kg b) 1300MHz~3000MHz无源测向天线 GRTD3000V;天线阵指标 监测天线频率范围:1300MHz~3000MHz 口径:约0.3m左右 天线阵形式:圆阵 阵元数:9 单元间幅度不一致性≤±1.5dB 单元间相位不一致性≤±5° 天线单元指标 频率范围:1300MHz~3000MHz 输入阻抗:50Ω 驻波:典型值<2 方向图:水平全向 极化方式:垂直极化 增益(dBi):≥0 阻抗(Ω):50 接头:SMA-50K 尺寸:约φ70mm×70mm(高) 重量:0.2Kg c) 3000MHz~8000MHz无源测向天线 GRTD8000V 天线阵指标 监测天线频率范围:3000MHz~8000MHz 口径:约0.15m左右 天线阵形式:圆阵 阵元数:9

第十章 无线电测向体制概述

第十章无线电测向体制概述摘要:本文首先介绍了无线电测向的一般知识,说明了无线电测向机的分类方法和应用;着重从测向原理的角度说明了不同测向体制的特点和主要技术指标;最后从实际出发,提出选用建议。供读者参考。 无线电测向的一般知识。 随着无线电频谱资源的广泛应用和无线电通信的日益普及,为了有序和可靠地利用有限的频谱资源,以及确保无线电通信的畅通,无线电监测和无线电测向已经必不可少,其地位和作用还会与时俱进。 什么是无线电测向呢?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。测定无线电来波方向的专用仪器设备,称为无线电测向机。在测定过程中,根据天线系统从到达来波信号中获得信息以及对信息处理的方法,可以将测向系统分为两大类:标量测向系统和矢量测向系统。标量测向系统仅能获得和使用到达来波信号有关的标量信息数据;矢量测向系统可以获得和使用到达来波信号的矢量信息数据。标量测向系统仅能单独获得和使用电磁波的幅度或者相位信息,而矢量测向系统可以同时获得和使用电磁波的幅度和相位信息. 标量测向系统历史悠久,应用最为广泛。最简单的幅度比较式标量测向系统,是如图(1)所示的旋转环型测向机,该系统对垂直极化波的方向图成8字形。大多数幅度比较式的标量测向系统,其测向天线和方向图,都是采用了某种对称的形式,例如:阿德考克(Adcock)测向机和沃特森-瓦特(Watson-Watt)测向机,以及各种使用旋转角度计的圆形天线阵测向机;属于相位比较的标量测向系统,有如:干涉仪(Inteferometry)测向机和多普勒(Dopple)测向机等。在短波标量测向系统可以设计成只测量方位角,也可设计成测量方位角,同时测量来波的仰角。 矢量测向系统,具有从来波信号中获得和使用矢量信息数据的能力。例如:空间谱估计测向机。矢量系统的数据采集,前端需要使用多端口天线阵列和至少同时利用两部以上幅度、相位相同的接收机,后端根据相应的数学模型和算法,由计算机进行解算。矢量系统依据天线单元和接收机数量以及后续的处理能力,可以分辨两元以至多元波场和来波方向。矢量测向系统的提出还是近十几年的事,它的实现有赖于数字技术、微电子技术和数字处理技术的进步。目前尚未普及。

无线电测向基本技术

无线电测向基本技术 无线电测向运动作为一项科技体育竞技项目,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科技体育运动员训练的重要内容之一。 一、无线电测向技术的内容 无线电测向运动对参加者的运动素质的要求无疑是很高的。以往曾有人以为,只要运动素质发展全面,体力充沛,跑得快,便可以成为优秀测向运动员。近几年,随着竞赛规则的修改,测向技术及相关理论的发展,特别是通过历年优秀运动员的观察和统计结果的分析,使越来越多的测向运动爱好者转而赞同这样一种观点:运动素质是运动和发挥技术、提高运动成绩的基础,测向技术水平才是创造优异成绩的关键。在本课里,将按起点技术、途中技术、近台区技术、地形学知识的顺序,向大家介绍无线电测向的各种技术。第四讲再介绍技术训练的方法。 在学习有关技术,投入训练之前,先粗略地了解一下无线电测向技术构成是有好处的。知道了总的轮廓,在学习一个单项技术时,可以了解它在整体技术中所处的地位;在学习一项综合技术(例如近台区测向)时,可以知道它是由哪些基本技术或单项技术所构成。这样,既可以提高运动员参加枯燥的基本技术训练的自觉性,也有助于教练员把训练安排得更合理、更系统。 无线电测向技术如果以竞赛过程的先后分,可以划为以下三项: (1)起点测向包括起点前技术、起点测向、离开起点三部分。 (2)途中测向包括首找台及找台顺序的确定、到位技术、途中跑及道路选择三部分。 (3)近台区测向近台区测向包含内容较多,许多基本技术和单项技术都可能在近台区得到综合运用。主要的有沿方向线跟踪、交叉定点、比音量、无信号找台、搜索等。 还有一些技术内容,例如指北针和地图使用、体力分配、复杂条件下对干扰、反射等特殊情况的处理等,难于划入上述三阶段中的某一阶段,但也必须掌握。 无线电测向技术如果以从易到难、先单项后综合的顺序划分,可视为包含以下内容: (1)使用和掌握测向机包括持机方法、收测电台信号技术的训练及掌握测向机性能。收测电台信号技术包括:信号的辨认、调谐和抗干扰接收、测出电台方向线的步骤等。掌握测向机性能包括:学会使用增益旋钮和衰减开关,了解测向机一般检查和简单故障的应急处理方法。 (2)基本技术包括测向技术、地图和指北针的使用和越野技术。测向技术的内容有:原地和移动中测记电台方向线;参照实地方位物按方向线前进;利用测向机的音量、指向、强度变化等判断关键距离(如近台区、一轮信号奔跑距离)和电台设置位置(如高低、向背);近台区技术(方向跟踪、交叉定点、比音量、无信号找台、搜索);测向点的选择:识别和排除环境等因素对方向的影响。地图与制北针的使用包括:地图的识读,分析、记背以及现地对照;指北针的安装、使用及利用指北针按方向线行进。 标绘电台方向线和地图上的远距离交叉。越野技术包括:越野奔跑技术和体力分配;选择道路的基本原则。 (3)专项技术包括确定首找台和找台顺序、到位技术、近台区测向和识图越野。 (4)综合技术包括综合运用各种技术的能力、体力和竞技状态的调整和心理控制及心理训练。 二、无线电测向原理 1、无线电波的发射 随着科学技术的不断发展,人们与“无线电”的关系越来越密切了。播送广播节目和电视节目的广播电台和电视台,是通过发射到空间的无线电波把声音和图像神奇地传诵到千家万户的,这个道理已成为人们的常识。让我们再来简单地回顾一下发射和接收过程:广播电台(电视台)首先把需要向外发射声音和图像变为随声音和图像变化的电信号,然后用一中频率很高、功率很强的交流电作为“运载工具”,将这种电信号带到发射天线上去。再通过天线的辐射作用,把载有电信号的高频交流电转变为同频率的无线电波(或称电磁波),推向空间,并像水波一样,不断向四周扩散传播,其传播的速度在大气中为每秒30万公里。在电波所能到达的范围内,只要我们将收音机、电视机打开,通过接收天线将这种无线电波接收下来,再经过接收机大放大、解调等各种处理,把原来的电信号从“运载工具”中分离出来,逼真地还原成发射时的声音和图像,我们就能在远隔千里的地方收听(收看)到广播电台(电视台)播出的节目。 无线电测向也是利用类似的途径和方式实现的,只是它所发射的仅仅是一组固定重复的莫尔斯电报信号。电

无线电基础知识

无线电基础知识 更多详细内容友情链接: 无线电是怎样发现和发展的 今天的人们通过小小的无线手机就可以和世界各地的朋友、家人交流,町有谁知道,如今科技发展所获得的这切,贴片钽电容最初是怎样开始的呢? 其宴无线电通信的起源应该追溯到100多年前无线电渡的发现。1864年,英国科学家麦克斯韦在总结前人研究电磁现象的基础上,建立完整的电磁波理沧。他断定电磁波的存在,并推导出电与光具有同样的传播速度。1886 --1889年,德圆物理学家赫兹通过实验验证麦克斯韦论证过的比光波的渡K更妊的电磁渡,验证了电磁波的确存在,1895年乌可尼发明,无线电撤机,开创无线电波的实际应埘价值。几乎同时,1895年5月,A.S.渡渡夫在被得堡展出第一台能录来自闪电的电磁渡接收机。在马可尼向英国邮政局的茸员演币他发明的无线电报后不久,KEMET钽电容1896年无线电首次使用,即在船和梅岸之间实现丁第一次无线电通信,开创无线电通信的新纪元。最初的正常通信应用是在189SI年英格兰海岸用无线电撤报告派救生艇营救海韪难者。l901年12月12月马可尼的无线电信号历史性地跨越大西洋。 电子管的发明,对于无线电报和无线电话的继缍发展具有决定性意义。1915年,人们用电子管发射机和电子管接收机在法国和美国之间进行无线电话试验。无线电发射台分别十1920年和1921年出现在美国、英国和法国。前苏联于1919年就在进行无线电广播实验。德国于1920年做了无线电广播试验,并于1921年转播了一场歌剧。1927年,伦敦——纽约尢线电话通信线路对外开放。数午后,整个欧洲大陆都能通过无线电话进行通信联系。无线电在两次世界大战巾扮演了重要角色+同时战争的刺激也推动了无线通信技术的发展。例如:雷达的出现,使无线电在导航等方面得到重要应用。贴片钽电容航空航海需要瞬时和可靠的全球通信进步推动了无线电通信技术的发展,取向无线电通信广泛使用,广播和微波中继通信得以发展应片。 大约自1930年起,超短波波段的使用,不但使电视和超短波无线电广播得遂所憾,而且使近距离无线电通信成为现实。随着时间的推移、20世纪60年代通信星的出现,五线电报无线电晤技术达剑r花所幕有螭趣可随着科学研究和科学技术的发展,界口益增的需求和空问时代的到来.加速对无线电通信的需求。无线电通信技术的诞生虽然仪有100余年的历史,但对人类生活、社会生产、科学研究和国防建世产生r巨大的影响在现代牛活的各个领域,存现代信息社会巾,KEMET钽电容无线电技术已经渗透到政治、军事、T.业、农业交通、文化、科技、教育和人们口常生活的各个领域,成为一个国家综台国力和发展水平的标志。 什么是无线电波 无线电波是电磁谱的部分。尤线电波是电场和磁扬瞬间棚碴化产生的,芒类似水池中的波纹一样可以向各个方向以光建进行传播。人们可以利用无线电波进行各种无线通信、播、导航、航空、航海、宇宙空间探索、科学研究等。在物理学中我们解到电磁谱的组成,电磁谱包括电渡、无线电波、红外线、可见光、紫外线、x射线、1射线等。 无线电波是指频率范围从3ffl0赫兹( Hz)到3000吉赫兹(GHz)的电磁披。赫兹(Hz)是频率的单位(为纪念德周物理学家赫拄),1千赫兹( kHz)是10' Hz.1兆赫兹( MHz)足10-H2,l吉赫兹是l0'Hz。可见无线电波的频谱范围是很宽的,仉电是有限的。人们正在努力地开发和应用无线电波的各段频潜,使之能为人类社会的发展服务。可以说无线屯波的应用已成为现代高科技信息社会人类生活中的重要部分。 什么是无线电波段

无线电监测站试题1

沧州无线电监测站业务技术学习试题 第一期 一、基础知识 1.1 填空题 1.1864年,由著名的物理学家_ 从理论上预言了电磁波的存在,后来又 通过一系列的实验验证了这一理论的正确性,并进一步完善了这一理论 2.1887年首先验证了电磁波的存在 3.在空中以一定速度传播的交变电磁场叫 4.电磁场场强标准单位为,磁场场强的单位 为,功率通量密度的标准单位为。 5.在国际频率划分中,中国属于第区 6.通常情况下,无线电波的频率越高,损耗越,反射能力越,绕射能力 越。 7.无线电波甚高频(VHF)的频率范围是从到 8.IS-95标准的CDMA移动系统的信道带宽为 9.在1800~1805MHz有我国拥有自主知识产权的移动通信系统,这个系统是 10.2006年版《中华人民共和国无线电频率划分规定》中,频率规划到Hz。 二、监测测向技术 2.1 填空 1.无线电监测包括和特殊监测。 2.磁偏角是线和线之间的夹角。 3.邻道干扰主要取决于接收机中频滤波器的和发信机在相邻频道通带内 的边带噪声。 4.接收机信噪比从20dB下降到14dB的干扰叫干扰。 5.当两个不同频率的已调载波同时加到一个时产生一个三阶失真产物 叫交调。 6.接收机互调是指多个信号同时进入接收机时,在接收机前端电 路作用下产生互调产物,互调产物落入接收机中频带内造成的干扰 7.输入滤波器允许希望接收的信号进入而限制其他信号,目的是排除高频放大器中 的。它的另一个作用是衰减在频率上的接收信号。 8.从互调的角度,衡量接收机的性能要看值,该值越高越好 9.某采用高本振方式工作的接收机,工作时,接收频率为435.250MHz,中频为21.4MHz, 此时接收机本振工作在MHz频率。 10.测向天线基础(孔径)有基础之分,测向天线基础直接影 响。

无线电测向基本技巧

无线电测向基本技巧 Company number:【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】

无线电测向基本技术短距离无线电测向的基本方法和基本技术,可归纳为下列几个方面: 一、收测电台信号 1、收听电台信号 当不了解被收听电台信号的强度时,如在起点收听首台或找到 某台后收测下号台(应迅速离开该台十余米),可将音量旋到最大,边转动测向机,边调整频率旋钮,听到信号后,首先辩认台号是不是你现在需要寻找的电台呼号,然后缓慢地左右细调,使声音最大,音调悦耳。最后,将音量旋钮旋至适当位置,进行测向。 2、测出电台方向线的基本方法: (1)80米波段测向的基本方法: 单向—双向法:按下单向开关,使本机大音面作环向扫动, 同时旋转频率钮,当耳机内出现需要测收的电台信号且声音最大时,测向机大音面所指方向即为电台方向。这一过程称测单向。由于大音面是一个较大的扇面,难以准确地确定电台方向线,因此在单向测完后要松开单向开关,用磁性天线的小音点(即磁棒)对着电台并左右摆动,声音最小时磁棒所指方向,即为电台的准确方向。后面的这个过程称为测双向。 双向—单向法:先不按单向开关,用磁性天线收到电台信号后,水平旋转测向机,找出小音点(或称哑点线)获得电台所在直线,然后按下单向开关并转动测向机90°,在此位置上,反复迅速的旋转测向机180°,比较声音大小,声音大时,本机单向大音面所指的方向,即为电台的方向。最后再用双向小音点瞄准。

(2)2米波段测向的基本方法: 单向法(也叫主瓣一次测向法): 当2米波段测向机收到电台信号后,转动天线360,依靠尖锐的主瓣方向图(此时引向器的前引伸方向声音最大),即可明确地测出电台方向线。若发现主瓣与后瓣难以分清(在前后两个方向上声音大小差不多),可将测向机音量关小,举过头顶,在主、后瓣两个方向上翻转天线(见图,应注意保持天线所在面与地面的平行),反复对比两边的音量大小,防止测反方向。此法多用于三元八木天线。 二、方向跟踪 沿测向机批示的电台方向,边跑边测,直接接近并找到电台的 方法叫方向跟踪。由于80米波段测向机双向小音点方向线清晰准确,因此跟踪时多使用此方向线。 因为短距离测向竞赛的信号源处于连续发信状态,因此该技术是最常用,最重要的基本技术。 在地形简单、障碍较少的情况下,方向跟踪时可快速奔跑,并在跑动中左右摆动测向机,不停的校正方向(注意随时调小音量)。 方向跟踪时,容易出现从电台附近越过而并未觉察的情况,这时运动员虽已跑过电台,但测向机磁性天线指示的方向线,由于变化不大而未能及时发现,造成反方向跟踪,越跑越远,直至耳机中音量明显减弱时才会发觉。避免的方法是在跟踪中打几次单向,判断大音面是否已转到后面。 宁跑勿走,宁过勿欠,这是迅速到位的最基本要求,切忌尚未到位便进行搜索,耽误时间。

无线电测向基本知识

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。 无线电测向运动对参加者的运动素质的要求无疑是很高的。以往曾有人以为,只要运动素质发展全面,体力充沛,跑得快,便可以成为优秀测向运动员。近几年,随着竞赛规则的修改,测向技术及相关理论的发展,特别是通过历年优秀运动员的观察和统计结果的分析,使越来越多的测向运动爱好者转而赞同这样一种观点:运动素质是运动和发挥技术、提高运动成绩的基础,测向技术水平才是创造优异成绩的关键。在这一章里,将按起点技术、途中技术、近台区技术、地形学知识的顺序,向读者介绍无线电测向的各种技术。下一章再介绍技术训练的方法。

在学习有关技术,投入训练之前,先粗略地了解一下无线电测向技术构成是有好处的。知道了总的轮廓,在学习一个单项技术时,可以了解它在整体技术中所处的地位;在学习一项综合技术(例如近台区测向)时,可以知道它是由哪些基本技术或单项技术所构成。这样,既可以提高运动员参加枯燥的基本技术训练的自觉性,也有助于教练员把训练安排得更合理、更系统。 无线电测向技术如果以竞赛过程的先后分,可以划为以下三项: (1)起点测向包括起点前技术、起点测向、离开起点三部分。 (2)途中测向包括首找台及找台顺序的确定、到位技术、途中跑及道路选择三部分。 (3)近台区测向近台区测向包含内容较多,许多基本技术和单项技术都可能在近台区得到综合运用。主要的有沿方向线跟踪、交叉定点、比音量、无信号找台、搜索等。 还有一些技术内容,例如指北针和地图使用、体力分配、复杂条件下对干扰、反射等特殊情况的处理等,难于划入上述三阶段中的某一阶段,但也必须掌握。 无线电测向技术如果以从易到难、先单项后综合的顺序划分,可视为包含以下内容:

无线电测向课程纲要

无线电测向课程纲要 Company Document number:WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998

无线电测向拓展课程 课程概要: 无线电测向作为一项休闲、竞技活动起源于20世纪20年代,是业余无线电爱好者对无线电技术研究的延伸。一个世纪以来这项活动培养了一大批无线电通信技术人才,也加速了无线电通信技术的发展。从超短波到短波到空间通信,无线电通信的发展史就是业余无线电爱好者不断进取的历史。 本课程的开设,不仅是让学生了解无线电技术发展历程,更重要的是通过无线电收发信技术的理论学习与实践探索,在传承老一辈无线电家的技术经验的同时,学会研究通信技术新领域。 无线电测向是一门涉及物理学科较深的课程,然而她却以一种休闲的模式展示给每位愿意接近她的人们,学习者不需要有深厚的物理底蕴,却可以在轻松的、休闲状态下体验无线电技术的无穷魅力,潜移默化中领悟物理学的真谛。当然,学习者也要付出一点小小的努力,那就是像对待主课一样认真的建立自己的适度的兴趣。 本课程以实践体验为主,以探索无线电通信科学为知识引导,以引领健康向上的休闲方式为课程目标之一,调节身心,让学习者在学会研究的同时学会以健康的生活方式迎接人生的挑战。 课程指导思想:以二期课改的精神为主导,将物理课程与体育课程的交叉点进行科学的融合,拓展课程知识空间,培养学生多学科结合、独立思考、独立解决问题的能力,通过野外实践,培养学生良好的体力与协作精神。 课程目标:1、基本掌握无线电波传输知识,了解无线电收发信设备电气原理。 2、掌握野外生存必须的基本地理常识及自我保护常识。 3、掌握短距离越野的

米波无线电测向操作基本步骤

米波无线电测向操作基本 步骤 The final edition was revised on December 14th, 2020.

80米波无线电测向寻台操作基本步骤 1、熟记0~MO的11个台号,借助电脑上的MP4反复进行听抄练 习。(室内训练) 2、把头戴式耳机挂在脖颈或戴在耳朵上,耳机头插入测向机的小 孔内。(野外训练) 3、直立手持测向机(右撇子的队员,有字的面相自己,左撇子的 反之),拔出直立天线,音量调至最大。 4、慢跑时慢慢调节调频旋钮,逐一调出要找的清晰台号,此时, 你的脑海里应规划、布局出合理的寻台路线。(最好先测出MO 终点引导台后再布局,这是最合理的路线,既省时又省力。)5、清晰台号调出后,调频旋钮不要触碰了,马上利用磁棒天线 (测向机上的“两只耳朵”),直立测向机慢慢旋转测出电台的正反双向线,当发现耳机中的声音越来越轻,甚至听不见便为哑点线。 6、依托哑点线,调整身体的位置,直立调整测向机,大拇指按下 红色单向按钮,反复测出电台的大、小音面,判断出电台的真正方位(单向)。 7、根据电台的方位迅速奔跑,发现耳机中的声音越来越响时,应 适当调低音量,继续奔跑,声音还是越来越响,甚至听到沙哑的怪叫声时,就可以通过测向机平扫音量,一边扫一边用眼睛寻找周边环境中的那根“狐狸的尾巴”——电台天线,找到后确认是否是你要找的台,确定后打卡(光闪,听到声音表示打进了)。8、根据以上找台的方法,逐一把真台找到打卡,然后寻找到终点 引导台,打卡,最后把你的指卡交到终点裁判员手里,拉出成绩单,训练或比赛结束。

注意:一定要在规定时间内完成任务,超时成绩无效;时间越短,找台的正确率越高,成绩越好;先看有效时间,再看有效台号,在有效时间内,有效台号越多成绩优先。

无线电测向原理、基本技术

无线电测向原理、基本技术-标准化文件发布号:(9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

无线电测向原理 人们常用“狐狸的尾巴藏不住”这句话来形容秘密事物的破绽之处。隐蔽电台也有一条藏不住的尾巴-发射天线,因为无论将电台如何隐蔽,天线终究要伸向空间。因此,运动员可依靠手中测向机的指引,将隐蔽电台找到。由此看来,无论是发射机或测向机都有一个极其重要的组成部分,即天线。 天线是一个能量转换器,它可将发射机馈给的高频电能转换为向空间辐射的电磁能,也可将空间传播的电磁能转换为高频电能输送到接收机。前者称为发射天线,后者称为接收天线。 常用的天线有直立天线、环形天线、磁性天线、八木天线等。磁性天线就是将线圈绕在铁氧体制成的磁棒上,160米和80米波段测向机多采用这种天线。 磁性天线的工作原理: “双向”测定:在用小型晶体管收音机收听中波广播时,常常会有这样的现象:收音机在某个方向时声音小,转动一个角度后,声音却变大了。其原因就在于收音机采用了具有方向性的天线――磁性天线。测向时,运动员借助测向机的磁性天线以及与它们相配合的直立天线来确定电台的方向。

磁性天线平行于地面放置,并接收垂直极化波;电波从左向右传播,其磁场方向(图中虚线所示)必定垂直于电波传播方向并与地面平行;磁棒轴线与电波传播方向的夹角为θ。则磁性天线的输出感应电势E磁随θ的变化而变化。 当磁棒轴线对准电台,磁棒轴线与电波传播方向平行(θ=0°、θ =180°),磁场方向与磁棒轴线垂直,即磁力线与天线线圈截面平行,磁力线无法顺着磁棒穿过线圈,线圈中没有变化的磁力线,线圈感应电势为零,即e 磁=0。耳机声音最小,甚至完全没有声音,此时磁性天线正对着电台的那个面,称小音面或小音点、哑点;当磁棒轴线与电台的面成一定的角度,磁场方向也与磁棒成一定的角度,会有部分磁力线穿过线圈,线圈中有一定感应电势输出,即e磁为某一定值,耳机声音不是最小,音量会随着角度的变化而变化。所以,在测向运动中,只要旋转测向机的磁性天线,找出“哑点”(或小音点),发射台必定位于磁棒轴线所指的直线上,也就是说,利用磁性天线可确定电台所在的直线,但不能确定在直线的哪一边,这就是通常所说的测“双向”。 单方向的测定:具有双值性的测向机在实际测向运动中是不能使用的。为了使运动员在任何一个测向点,都可获得电台明确的“线”和“面”就要求测向机天线具有单值性。磁性天线和直立天线组成的复合天线是具有单方向性的天线。当测出电台所在在直线时,运用直线天线和磁棒天线,按下单向按钮,磁性天线转动一周时,只有一个方向使信号消失;也只有一个方向信号最强。这样就克服了磁性天线的双值性,获得了单方向性能。我们把信号强的这个面叫单向大音面,简称大音面。利用大音面就可直接定出电台在那一边。

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