电波传播对短波干涉仪测向的影响_精品.doc

膇薄薃肇肃薃蚆袀莁蚂螈肅 电波传播对短波干涉仪测向的影响 , ??一 ????一?? 一./ 在 式中可由两个相位差的符号关系对双值的测向结果定单向。而且根据公式 , 在干涉仪测向中也可以确定来波的仰角。 电离层的传播特性对干涉仪测向的影响 . 电波干涉 . . 多径传播 由于远距离短波通信主要依靠电离层反射,所以电离层的变化对测向有很大的影 响。电离层的复杂变化、多层反射及多跳 模式引起多径传播如图 所示 ,会引起 衰落和延时。在此我们只讨论电波传播路 径均在发射机 和测向机 两点连线的地 球大圆弧平面内的情况。实际中经常存在 侧面偏移的情况,这个将在下文中的侧向 偏移误差中讨论。 假定信号为简单的余弦信号,为简单 起见,我们只考虑有 和. 两条入射 图 多径传播 波,且信号等幅度的情况。很明显,两条 入射波的方位角相同 入射角为 ,但仰角不同 分别为 、 , ,到达天线元 , , 的信号分别为 ,, ,, △ 式巾, 为来波 与 之问的时延, 考虑信号的衰落。△ 、△ 、△ .、△ 维普资讯 ////. 分别为来波 、 在天线元, 之间的相位差值,可由公式 、 得到 监 稠器输出的相位差值为 : 半监 :: 代入公式、 可得出 . : 由式可得出在假设条件下,同平面内的多径传播不影响方位角的测量,但是 影响仰角的测量。 在实际短波传播中,由于存在着多跳的模式,则电波以不同的路径到达接收点,而 电离层的不均匀性又使得各路径电波的传输损耗和电离层吸收损耗不同。这些都会造成 同源电波由于路径的不同而导致到达接收端的来波的幅度不同。故式、 、只 能表示一种简化了的特殊情况。如果来波的幅度不同,上述推导过程会比较复杂,本文 只给出仿真得出的相关结论。 方位角误差图 母 方位角谩差雷 ∞ 一 较 毡郴瞄 ¨ 堙 佃 ,, /一 :, 一毒 口 加 。 印町仰角单位为度 图 方位角误差曲面图 图 方位角误差曲线图 当来波方位角 相同 取值范围为 一~万 ,仰角不同时 假设一个来波仰角为。,另一来波仰角取值范围为 。~。 ,幅度比为,通过仿真可得出 在方位角和仰角取值范围内的方位角误差 单位为度 曲面图,如图 ? 所示。从图中 我们可以看出误差与入射角 取值基本无关,随仰角的升高而增加。 由于此时误差:芒要与仰角的取值有关,故绘出方位角误差随其中一来波仰角变化的 曲线图 此时另一来波的仰角为固定值 。 。如图 . 所示,在高仰角的情况下,方位 角的误差急剧增大,这与相位测向体制的基本原理是相吻合的,即在高仰角的情况下测 向准确度会受到很大的影响,故我们不考虑仰角在 。~。范围内的情况。从图中我们 可以清楚地看到, :仰角 。~。的范围内,方位角的误差基本为 。,当仰角在 。~。的范围内变化时,误差逐渐增大,且误差 。 至此,我们可以得出与多径 幅 度条件下类似的结论, 『 同平面内的多径传播/:影响方位角的测 。 维普资讯 ////. 电信技术研究 年第 期 . . 不同来波方向的电波干涉 前面所讨论的多径传播对测向的影响是建立在来波方位角相同的基础上的。而在短 波远距离测向中,通常存在有两条或更多的电波经过不同的电离层反射,或经过同一层 的多次反射,或由于侧向偏移及反射层的局部不均匀性导致电波的散射而同时到达测向 机处。这些电波可能是同源的,也可能是不同源的,这样一来,测向信号就由若干个具 有不同方向、振幅和相位都在不断变化、彼此相互干涉的许多波束所构成。这种电波干 涉与多径传播中讨论的电波干涉的不同在于,到达同一个测向机的电波不仅是仰角不同, 方位角也是不同的。下面只研究两个波束相干涉时对测向的影响,根据干涉仪测向原理 ∞一一鼬∞ 给出仿真结果。 设需要测量的来波的方位角 。,仰角。,另一来波 干涉波 与主波的方 一一 位角相差 变化范围为 。~ 。 ,仰角为 ’变化范围为 。~。 。图 给出 了主波与干涉波幅度比分别为,,, 时的方位角 主波 误差曲面图。 由图可以看出,与干涉波相比较,当主波能量 幅度 越大时,产生的方位角误差越小。当幅度比达到时, 。;幅度比达到时, 。;幅度比达 到时, 。;幅度比达到时,△。,且在△ 接近万处达到最大值。 两液干涉 误差 图 波干涉谍蓑图∞ 两 渡 角度 问 隅 仰 角 两波 角度 间 隔 两演干涉谩蔗瞄两渡手涉误差隔 々∞ 于涉渡仰角 两皱角茛问隔 于涉谈仰角 两渡角厦同嗝 图 主波方位角 。,仰角。的方位角误差曲面图 图 给 主波与干涉波幅度比为 ,来波 波 的方位角 。,仰角分别为 。, 。, 。, 。时的方位角 主液 误差曲面图。 由图 可以看出,方位角误差随着主波仰角的增大而增大。即使两波幅度比达到.