测向抗扰度及其测量中应注意的问题

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  在有干扰信号的情况下,无线电测向设备对主信号保持一定测向准确度的能力,称之为测向抗扰度。测向抗扰度是无线电测向设备的一个重要的技术指标,它用引起测向误差但该误差未超过某一许可值的最大干扰信号的场强来度量。显然,干扰信号的这个场强值越大,表示测向设备的测向抗扰度越佳。

  表征测向抗扰度的这个最大干扰信号的场强值,除了同测向设备本身(测向体制、测向天线、测向接收机的谐振特性等)有关外,还取决于主信号的场强、干扰信号相对于主信号的失谐值以及主信号的坡印廷矢量与干扰信号的坡印廷矢量的夹角值。因此,在测向抗扰度的测量中,干扰信号的场强值以相对于主信号的场强值(dB)来度量,而干扰信号相对于主信号的失谐值,和主信号的坡印廷矢量与干扰信号的坡印廷矢量的夹角值则作为测量条件给出。这样就有了一个可以对各式各样的无线电测向设备的测向抗扰度进行比较的标准。

  在国军标GJBz20162-93《军用无线电测向装备通用技术条件》中,将测向抗扰度分为“带内抗扰度”和“带外抗扰度”。该标准规定:在测量“带内抗扰度”时,干扰信号相对于主信号的失谐值为(B是所设置的测向接收机的中频带宽的值),主信号与干扰信号两者的坡印廷矢量的夹角为60°;而在测量“带外抗扰度”时,干扰信号相对于主信号的失谐值为±3B,主信号与干扰信号两者的坡印廷矢量的夹角为30°。

  在测量测向抗扰度(特别是“带内抗扰度”)时,应使测向接收机准确地调谐于主信号频率。若没有做到这一点,则测量结果不一定是可信的。让我们举一个测量带内抗扰度的例子来说明这一点。设主信号的频率f主=1000 MHz,测向接收机为EB200接收机且其中频带宽设置为6 kHz。当主信号源工作频率设定为1000 MHz时,可以认为其所发射信号的频率就是1000 MHz,即它的频率误差可以忽略不计(对于正常工作的信号源的确是这样的,因为目前标准信号发生器的频率准确度为1×10-7)。此时,如果简单地将BE200接收机的工作频率也设定为1000 MHz,那么,由于该接收机的频率准确度为2×10-6,它所接收到的主信号源所辐射的信号可能并不处于其中频通带的中心频率上而处在距中心频率±2 kHz的频点上,如图1所示。


图1 测向抗扰度测量图


  对于图1.a)所示的情况,若干扰信号源的工作频率f扰设置为(f主-),即设置为999.998 MHz,则EB200接收机接收到的该干扰信号源辐射的信号正处于所设置的中频通带的中心频率上,如图2.a)所示;若干扰信号源工作频率f扰设置为(f主+),即设置为1000.002 MHz,则EB200接收机接收到的该干扰信号源辐射的信号处于所设置的中频通带之外,如图2.b)所示。


图2 测向抗扰度测量图


  在图2.a)和图3.a)这两种情况下,在接收通道(从测向接收机的射频输入端至其检波器的输入端)里干扰信号的放大量大于对主信号的放大量,因而此时所测得的测向抗扰度的值小于测向设备实际的(真实的)测向抗扰度的值。

  在图2.b)和图3.b)这两种情况下,干扰信号处于测向接收机设置的中频通带之外,为中频滤波器所抑制,其对主信号的干扰已不具备带内干扰的特性而具有了带外干扰的特征,因而此时所测得的测向抗扰度的值大大高于测向设备实际具有的测向抗扰度的值。

  为了使测向接收机准确地调谐于主信号频率,可按下述方法与步骤进行操作:(1)先将测向接收机的工作频率设置为与主信号源所设置的工作频率一样的频率(例如主信号源所设置的工作频率为1000 MHz,那么测向接收机的工作频率也设置为1000 MHz);(2)开启接收机的自动频率控制,此时接收机开始自动校正调谐误差,其工作频率(通常显示于接收机前面板上)不再是所设置的值,而应比所设置的频率值稍高一点或稍低点;(3)逐渐减小接收机的中频带宽至该接收机最窄的中频带宽(EB200接收机最窄的中频带宽是150 Hz),使所接收的主信号处于(或非常接近)频带最窄的中频滤波器的中心,这时接收机的工作频率可以认为是“准确的调谐频率”;(4)关闭接收机的自动频率控制,对于有的接收机(例如EB200接收机),此时的工作频率仍为“准确的调谐频率”,而对于另一些接收机(例如IC-R8500接收机),此时的工作频率又恢复为先前所设定的工作频率值,这类接收机需要在关闭自动频率控制之后将其工作频率改设为“准确调谐频率”的值。

  为了使测量结果能真实地反映测向设备的测向抗扰度,不仅测向接收机应准确地调谐于主信号频率上,主信号的场强和干扰信号的场强的测量也必须是可靠的。测向天线处的信号电场强度是来自发射天线的直接波和地面反射波的合成电场的强度。因此,应当这样架设用以测量测向天线处信号场强的场强仪的接收天线:使其至发射天线的距离等于测向天线至发射天线的距离,且使其架设高度等于测向天线的架设高度。只有这样,场强仪给出的测量结果才能准确地反映测向天线处的信号场强。

  最后,还要着重指出的是:测向抗扰度的测量应在主信号和干扰信号的合成电平未超过测向接收机线性工作范围的条件下进行。在线性工作状态下,测向抗扰度与主信号和干扰信号的绝对值无关,只取决于这两者的相对值。因此,在测量测向抗扰度时,主信号源的输出电平不应设置得过高,测向天线处的主信号场强达到100μV/m~200μV/m为宜。

  对于图1.b)所示的情况,若干扰信号源的工作频率f扰设置为(f1+),即设置为1000.002 MHz,则EB200接收机接收到的该干扰信号源辐射的信号恰处于所设置的中频通带的中心频率上,如图3.a)所示;若干扰信号源的工作频率f扰设置为(f主-),即设置为999.998 MHz,则EB200接收机接收到的干扰信号源辐射的信号处于所设置的中频通带之外,如图3.b)所示。


图3 测向抗扰度测量图


  在图2.a)和图3.a)这两种情况下,在接收通道(从测向接收机的射频输入端至其检波器的输入端)里干扰信号的放大量大于对主信号的放大量,因而此时所测得的测向抗扰度的值小于测向设备实际的(真实的)测向抗扰度的值。

  在图2.b)和图3.b)这两种情况下,干扰信号处于测向接收机设置的中频通带之外,为中频滤波器所抑制,其对主信号的干扰已不具备带内干扰的特性而具有了带外干扰的特征,因而此时所测得的测向抗扰度的值大大高于测向设备实际具有的测向抗扰度的值。

  为了使测向接收机准确地调谐于主信号频率,可按下述方法与步骤进行操作:(1)先将测向接收机的工作频率设置为与主信号源所设置的工作频率一样的频率(例如主信号源所设置的工作频率为1000 MHz,那么测向接收机的工作频率也设置为1000 MHz);(2)开启接收机的自动频率控制,此时接收机开始自动校正调谐误差,其工作频率(通常显示于接收机前面板上)不再是所设置的值,而应比所设置的频率值稍高一点或稍低点;(3)逐渐减小接收机的中频带宽至该接收机最窄的中频带宽(EB200接收机最窄的中频带宽是150 Hz),使所接收的主信号处于(或非常接近)频带最窄的中频滤波器的中心,这时接收机的工作频率可以认为是“准确的调谐频率”;(4)关闭接收机的自动频率控制,对于有的接收机(例如EB200接收机),此时的工作频率仍为“准确的调谐频率”,而对于另一些接收机(例如IC-R8500接收机),此时的工作频率又恢复为先前所设定的工作频率值,这类接收机需要在关闭自动频率控制之后将其工作频率改设为“准确调谐频率”的值。

  为了使测量结果能真实地反映测向设备的测向抗扰度,不仅测向接收机应准确地调谐于主信号频率上,主信号的场强和干扰信号的场强的测量也必须是可靠的。测向天线处的信号电场强度是来自发射天线的直接波和地面反射波的合成电场的强度。因此,应当这样架设用以测量测向天线处信号场强的场强仪的接收天线:使其至发射天线的距离等于测向天线至发射天线的距离,且使其架设高度等于测向天线的架设高度。只有这样,场强仪给出的测量结果才能准确地反映测向天线处的信号场强。

  最后,还要着重指出的是:测向抗扰度的测量应在主信号和干扰信号的合成电平未超过测向接收机线性工作范围的条件下进行。在线性工作状态下,测向抗扰度与主信号和干扰信号的绝对值无关,只取决于这两者的相对值。因此,在测量测向抗扰度时,主信号源的输出电平不应设置得过高,测向天线处的主信号场强达到100μV/m~200μV/m为宜。
   来源:中国无线电管理

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