雙通道相關(guān)干涉測向技術(shù)

無線電信號的方向測量方法的物理基礎(chǔ)是電磁波的遠(yuǎn)場傳播特性。在遠(yuǎn)場區(qū)域的平面或球面電磁波具有下列的特性：1.是橫電磁波，即電磁場（強(qiáng)度）矢量只在與傳播矢量垂直的方向。在自由空間，傳播矢量的方向與能量傳播方向即坡印廷矢量的方向相同。2.等相位面的法線矢量也與傳播矢量的方向相同。

因此可以明顯地看出，存在兩種確定傳播矢量方向的方法：測量場強(qiáng)（或極化）方向和測量（等）相位面空間的位置。所以，人們也把測向方法區(qū)分為幅度（或極化）和相位測向體制（技術(shù)）。

從技術(shù)發(fā)展過程來看，先有幅度（或極化）的測向體制，然后有相位測向體制。根據(jù)技術(shù)發(fā)展來看，（比）幅度方法的測向體制在硬件實(shí)現(xiàn)上相對比較簡單些，所以其測量方向的準(zhǔn)確度也較低一些。隨著雙通道接收機(jī)技術(shù)的成熟，相位測向體制開始了應(yīng)用，而且，表現(xiàn)了高的測向準(zhǔn)確度的結(jié)果。而相位體制中的相關(guān)干涉儀技術(shù)又是相位技術(shù)中的一種。

它們真正應(yīng)用于商品是上世紀(jì)90年代，法國的THOMSON公司推出的TRC-8010系列和ESMERALDA，德國的R/S公司的DDF-05M和DDF-190（單通道相關(guān)干涉測向，實(shí)為準(zhǔn)相關(guān)干涉測向）系統(tǒng)都是基于相關(guān)干涉儀技術(shù)的產(chǎn)品。

相關(guān)干涉儀技術(shù)的測量過程中，每次至少需要測量兩個(gè)單元天線的（復(fù)數(shù)）信號電壓（幅度和/或相位差），因此也至少需要兩臺相關(guān)接收機(jī)或一臺雙通道接收機(jī)。然后對在適當(dāng)?shù)念l率和方位間隔上建立的采樣的樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算和插值計(jì)算，以獲得來波到達(dá)角。

采用相關(guān)干涉儀技術(shù)組成的測向設(shè)備（機(jī)），具有下列幾個(gè)明顯的特點(diǎn)：
1． 測向準(zhǔn)確度高：通常在VHF/UHF（20~3000MHz）全波段內(nèi)，可以達(dá)到1?RMS；
2． 測向靈敏度高：全波段內(nèi)可以達(dá)到1~10?V/m，甚至更高；
3． 測向速度快：如果在系統(tǒng)中采用多通道接收機(jī)，則信號的最小駐留時(shí)間可以做到小于1ms，一般采用雙通道接收機(jī)的場合，也能達(dá)到1ms左右。
4． 抗干擾能力強(qiáng)：對同信道的干擾抗擾度為3~5dB，對多路徑干擾引起的測向誤差比幅度測向體制和多普勒體制的誤差低數(shù)倍。
5． 穩(wěn)定性優(yōu)越：雙通道或多通道體制的相關(guān)干涉儀技術(shù)的設(shè)備，需要的測向天線的樣本數(shù)據(jù)也比較少，對于較大的基線情況甚至不需要借助于測向天線的樣本數(shù)據(jù)就能進(jìn)行測向。體現(xiàn)了雙通道或多通道體制的相關(guān)干涉儀技術(shù)的設(shè)備超乎尋常的穩(wěn)定性。

由于相關(guān)干涉儀技術(shù)明顯的優(yōu)越性，可以說其性能的改觀幾乎達(dá)到了數(shù)量級的提高，尤其是在電磁環(huán)境較復(fù)雜的地方，其效果要比過去的比幅度測向體制和多普勒體制的效果都要好。

南京新興電子系統(tǒng)有限公司由于上世紀(jì)90年代末瞄準(zhǔn)世界科技的前沿，成功地研制（開發(fā)）了DF-4F/M和DF-5F/M型全數(shù)字雙通道相關(guān)干涉儀的固定和移動監(jiān)測測向站。其性能指標(biāo)也已經(jīng)達(dá)到世界同類型號產(chǎn)品的先進(jìn)指標(biāo)。除了雙通道接收機(jī)是由國外進(jìn)口外。其余所有的主要設(shè)備，例如：測向天線陣、寬頻帶的雙通道天線電旋開關(guān)、多功能的低噪聲寬頻帶放大器、低插損的寬頻帶天線選擇器、寬頻帶有源全向監(jiān)測天線、DSP單元和測向處理器等都是由本公司的技術(shù)人員自行研制和開發(fā)的。

南京新興電子系統(tǒng)有限公司的DF-4F/M型全數(shù)字無線電監(jiān)測和雙通道相關(guān)干涉測向系統(tǒng)、DF-5SM型全數(shù)字無線電監(jiān)測和單通道相關(guān)干涉測向系統(tǒng)于2000年10月通過了由江蘇省科委和國家無線電監(jiān)測中心專家們主持的技術(shù)鑒定。的確認(rèn)上述兩套系統(tǒng)皆屬于國內(nèi)首創(chuàng)，并達(dá)到了當(dāng)代國際同類產(chǎn)品的先進(jìn)水平。此外，上述系統(tǒng)還獲得了2001年江蘇省和南京市的科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。并雙雙被列入2001年重點(diǎn)新產(chǎn)品發(fā)展計(jì)劃。

最后，我們需要指出，采用相關(guān)干涉儀技術(shù)的測向設(shè)備（測向機(jī)）中，基本要求是采用多（至少是雙）通道接收機(jī)（或二臺相干接收機(jī)）。若采用單通道接收機(jī)組成單通道相關(guān)干涉儀測向系統(tǒng)。這顯然是一種相關(guān)干涉儀技術(shù)的簡化方案。既然還是一種相關(guān)干涉儀技術(shù)，測量時(shí)必須取得相位信息。于是必須先將相位信息轉(zhuǎn)換成幅度信息（因?yàn)閱瓮ǖ澜邮諜C(jī)不能測量相位值，而只能測量信號的幅度值），然后將幅度信息再轉(zhuǎn)換成相位信息。這樣的轉(zhuǎn)換是需要用硬件（高頻器件組合）來實(shí)現(xiàn)的。由于這些高頻器件的引入會對系統(tǒng)的性能都帶來一定的影響，特別是信號的損耗。這會降低系統(tǒng)的靈敏度和增加系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)間，最終會導(dǎo)致系統(tǒng)的測向準(zhǔn)確度和靈敏度的降低，以及測向時(shí)間的增加。對于系統(tǒng)信號的插入損耗，一般需要采用有源單元天線來彌補(bǔ)。單通道由于需要比較密集的樣本數(shù)據(jù)，故需增加測向天線的單元的數(shù)量（通常采用9單元；而雙通道相關(guān)干涉儀技術(shù)的測向機(jī)中的測向天線的單元的數(shù)量通常只用5 個(gè)單元），這也導(dǎo)致了單通道相關(guān)干涉儀測向系統(tǒng)中的硬件組成要比雙通道的更累贅。由于單通道相關(guān)干涉儀測向系統(tǒng)是一種簡化的方法，因此也必定具有一定的不足的地方，這也是符合客觀規(guī)律的。于是，其電性能指標(biāo)都要遜色于雙通道相關(guān)干涉儀測向系統(tǒng)。至于設(shè)備的價(jià)格主要差別在雙通道接收機(jī)的價(jià)格與單通道接收機(jī)的價(jià)格，但是其性能卻要優(yōu)越得多。