第7节测向天线.pdf

第7章 测向天线 7.1 概述 7.2 环形测向天线 7.3 爱德考克天线 7.4 沃特森－瓦特正交天线 7.5 角度计天线 7.6 锐方向天线 7.1 概述 无线电测向就是利用无线电测量设备 测定无线电信号的来波方向。 无线电测向广泛应用于无线电频谱管 理、航空管理、寻的与导航、野生动物追 踪、电子对抗、业余无线电活动等方面。 测向方法: （1）振幅法测向。 利用天线的方向特性，根据天线感应电 势的最大值或最小值进行测向。通过转动天 线，当天线输出达到一个极值时，由天线指 向确定来波方向。也可利用特性完全相同的 两副天线和接收系统，对接收到的信号幅度 进行比较来判定来波方向。因此幅度法测向 可分为三类：最小信号法测向、最大信号法 测向、比幅法测向。 （2）相位法测向。 电波到达两特性相同的天线元时，由于 波程差使得它们接收到的电势之间存在相位 差，通过测量按一定结构排列的两个以上天 线元的接收电势的相位差可以确定来波方向。 在实际应用的测向法中，干涉仪测向、 多普勒法测向和时差法测向都属于相位法测 向的范畴，下面简要介绍多普勒法测向原理。 用一副移动的天线接收信号时会产生多普 勒频移。如果天线绕圆周转动，则多普勒频移 呈正弦变化，当多普勒频移为零时，天线在圆 周上所处位置的法线即为来波方向，当多普勒 频移最大时，来波方向与转动圆周相切。 在实际应用中并不是高速旋转天线，而是 采用准多普勒技术。将一个圆形阵列的固定天 线顺序接入一台共用的接收机并顺序测量其相 位。按顺序取样的数据提供各个角度上的感应 多普勒频移。这样可等效于一根天线沿圆周运 动。接收机输出信号经过鉴相，即可得到来波 方位信息。 （3）时间差法测向。 电波到达接收天线的时间差与波程差 成正比，利用3个测向站测出信号到达各 站之间的时间差，即可得知辐射源到3站 距离之差，进而可计算出辐射源位置。 7.2 环形测向天线 7.2.1 单环天线 方框形 圆形 菱形 （正方形或长方形） 小环天线方向图 （零辐射方向为环面法向） 假设来波为垂直极化地波。小环垂直于地面， 环面的法向为零辐射方向，在水平面的方向图为 “ ∞”形，可以利用转动环天线使其零接收点对准发 射台，这样便可以由天线转动角度来确定发射台的 方位角，该方法称为最小信号法测向。 利用零点测向的优点： 在零点附近当电波方位变更时，天线接 收电势大小的变化比较显著，从而提高测向 精度。 利用零点测向的缺点： 对远距离微弱信号难以完成正常 测向。 方框形天线测向原理： A’ z B’ y d Δr x （θ＝0O ） θ O θ x （θ＝0O ） O A B AA’ d BB’ a b 2π ψ kΔr d cosθ λ e Ehe −j ψ / 2 1 e Ehe j ψ / 2 2 ⎛πd ⎞