中短波信號測向交會與定位技術(shù)分析

張正陽

（國家廣播電視總局成都監(jiān)測臺，四川 成都 610000）

一、引言

在各類無線電的傳輸中，會在一些區(qū)域中出現(xiàn)強干擾源，為確保電磁波的發(fā)射質(zhì)量滿足相關(guān)要求，要從這一角度出發(fā)，確定這類干擾源的位置，從而讓整個系統(tǒng)能夠更好運行。在當(dāng)前的研究中，國內(nèi)外已經(jīng)開始重視對測向交會和定位技術(shù)的研究，并且已經(jīng)開發(fā)出了一些可以被實際應(yīng)用的技術(shù)體系，實現(xiàn)對干擾源的快速高精度查找。

二、中短波信號測向交會與定位技術(shù)方法和原理

在當(dāng)前的中短波信號測向交會和定位技術(shù)的實現(xiàn)中，常用的方法為場強測量法等位相面法和綜合法，通過設(shè)置的觀測點可以分析整個系統(tǒng)的運行質(zhì)量。在當(dāng)前的研究和分析中，還已經(jīng)可以通過對這三種方法的應(yīng)用，完成對這一系統(tǒng)的定位工作，為干擾源的去除工作奠定基礎(chǔ)。這三種方法的原理如下：

（一）場強測量法

場強測量法的原理中，利用電磁波的傳遞特性，通過對相關(guān)數(shù)據(jù)的分析和挖掘，研究整個系統(tǒng)運行中的場強信息。

這種方法在應(yīng)用中，在設(shè)定的觀察點上完成對相關(guān)數(shù)據(jù)的演技和分析工作，分析的參數(shù)有兩個，其一為電磁波形成的場作用方向，在具體的研究和分析中，通過這種方法可以確定場的強弱規(guī)律[1]。其二為場中的幅度大小，在具體的研究和分析中，分析在不同觀測點上場的大小，在移動相同距離后，分析在不同位置和區(qū)域上，場強的變化幅度，當(dāng)場強提高的幅度越大，則說明這一觀測點與干擾源的間距越小，所以在具體的研究和分析中，應(yīng)用這種方法不但可以完成測向交會工作，也能夠?qū)崿F(xiàn)對電磁波干擾源的定位。

（二）等位相面法

在干擾源的作用中，與單一獨立電荷形成的場相似，所以在具體的研究中，要從這一角度出發(fā)，通過構(gòu)架等勢面的方法，完成對干擾源的查找工作。

這種方法的原理在，工作人員測量整個觀察周邊一定范圍內(nèi)的場強，由于干擾源的等位面為球殼，在工作中測量人員在較大范圍內(nèi)行走，找到整個路徑中的等強度線，通過對這一方法的研究和分析，可以找到當(dāng)前和今后工作中的應(yīng)用方法，提高整個系統(tǒng)的運行質(zhì)量。

在后續(xù)的研究中，測量和研究人員在測量圖上找到不同等位面之間的間距，當(dāng)間距越小，則說明這一層級與干擾源之間的距離越接近，在后續(xù)的工作中，可以通過找到測量圖直徑的方法找到整個系統(tǒng)的圓心，則可確定干擾源位于這一圓的圓心上。

（三）綜合法

綜合法顧名思義，即實現(xiàn)了場強測量發(fā)和等位相面法的結(jié)合，通過這種方法可以讓整個系統(tǒng)更好運行。在具體的研究與分析中，可以實現(xiàn)小范圍內(nèi)的測量工作。

在具體的測量中，需要在小范圍內(nèi)測量多個觀察點的場強，在此基礎(chǔ)上找到不同區(qū)域上的等位相面，以此為基礎(chǔ)繪制多個同心圓，在后續(xù)的研究中，可以通過找到所有同心圓直徑的方法，確定干擾源的位置。

這種方法的優(yōu)勢在于便利性較高，并且由于測量位置較小，所以能夠大幅降低該系統(tǒng)的使用成本。劣勢在于，這種方法由于在小范圍內(nèi)測量，為最終的定位精度，對測量精度提出了很高要求，并且相關(guān)工作人員要能夠正確完成對數(shù)據(jù)的處理工作，尤其是對于不同位置的場強來說，由于未能確定干擾源，所以較難確地各個測量點的場強參數(shù)位于哪一條等勢線，導(dǎo)致在最終的研究中，數(shù)據(jù)的處理工作難度大幅上升。

三、中短波信號測向交會與定位技術(shù)實現(xiàn)

（一）系統(tǒng)框架構(gòu)建

要實現(xiàn)這兩項技術(shù)，需要向系統(tǒng)中加入相關(guān)工作內(nèi)容，從讓整個系統(tǒng)能夠更好運行。我國當(dāng)前的工作方法為建成統(tǒng)一性的監(jiān)測系統(tǒng)，為確保整個系統(tǒng)在運行中能夠發(fā)揮應(yīng)有優(yōu)勢，需要提高整個框架的合理性。

在具體的系統(tǒng)建設(shè)中，首先要分析整個系統(tǒng)中的硬件設(shè)備，本文應(yīng)用的設(shè)備包括干涉儀、場強分析裝置等，在這類設(shè)備的運行中，可以實現(xiàn)對整個中電磁波場強度的實施監(jiān)測工作，考慮到在電視廣播信號的傳輸中，干擾源的位置會對整個傳輸系統(tǒng)造成不同的影響，所以本文提出的設(shè)計方法為，在對電磁信號有很高質(zhì)量要求的安裝這類硬件設(shè)施，從而讓整個系統(tǒng)能夠更好運行[2]。

其次為軟件設(shè)計，硬件設(shè)備的作用為獲取整個區(qū)域中電磁波場強的參數(shù)，借助通信系統(tǒng)將這類數(shù)據(jù)輸入到整個系統(tǒng)中，通過這種方法提高整個系統(tǒng)的運行質(zhì)量。在具體的軟件研發(fā)中，考慮到監(jiān)測范圍的提高會大幅提高整個系統(tǒng)的施工陳本，所以本文選用的方法為綜合測量法，軟件開發(fā)過程中，通過向程序中寫入圓心求取方法、等勢面繪制方法等內(nèi)容，讓該軟件能夠自動收集和處理相關(guān)數(shù)據(jù)。

最后為通信系統(tǒng)設(shè)計，由于該區(qū)域的電磁波已經(jīng)遭受干擾，所以在通信系統(tǒng)的設(shè)計中，本文提出的方法為建成光纖通信系統(tǒng)，在系統(tǒng)的具體應(yīng)用中，通過這種方法可以讓整個系統(tǒng)更好運行，防止在通信過程中出現(xiàn)干擾問題。

（二）相關(guān)設(shè)備安裝

在設(shè)備的安裝過程中，最重要的被安裝設(shè)備為室外探測類設(shè)備，這類設(shè)備的作用為不同區(qū)域和地點上的電磁波場強。雖然在本系統(tǒng)的運行中，要求系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)自動化運行，但是在一些條件下，系統(tǒng)設(shè)定的閾值并不能提高系統(tǒng)的測量精度，相反，在一些特殊的環(huán)境下，雖然干擾源的電磁波強度高于設(shè)定的閾值，但是信號接收設(shè)備難以接收到這類信息，或者干擾源的場強雖然低于設(shè)定閾值，測量系統(tǒng)未做出響應(yīng)，但是已經(jīng)對通信系統(tǒng)造成了重大影響。在當(dāng)前的技術(shù)手段中，很難實現(xiàn)測量系統(tǒng)的完全獨立自主，所以在具體的研究與分析中，本文提出的方法為建成控制站，同時中對電磁信號質(zhì)量要求很高的區(qū)域中按照一定中順序和方案設(shè)立信號監(jiān)測設(shè)備。而工作人員的作用為，分析和研究這一區(qū)域的電磁信號實際運行情況，并分析測量系統(tǒng)是否做出相關(guān)動作，當(dāng)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)未做出響應(yīng)時，手動調(diào)節(jié)該系統(tǒng)的運行狀態(tài)。

另外，在該過程中還需要安裝通信系統(tǒng)和實施，建設(shè)和安裝的內(nèi)容包括光纖線纜、光電通信設(shè)備等，在具體的工作中，這類設(shè)備可以將整個系統(tǒng)中獲取的電信號轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?，并通過光纖傳遞，在確定了干擾源位置后，借助通信系統(tǒng)將這一信息傳遞到故障排除系統(tǒng)中，讓其完成對干擾源的處理工作。

（三）測量結(jié)果分析

在本文的演演技中，通過MATLAB軟件和有限元仿真軟件完成了對測量結(jié)果的模擬工作，這兩個軟件的工作內(nèi)容有所不同。

前者的使用目的為，分析加成的測量系統(tǒng)方案是否能夠正常穩(wěn)定運行，建設(shè)的模型為整個系統(tǒng)中產(chǎn)生的所有電路，同時嚴(yán)格按照實際情況設(shè)定模型中各類電子器件的參數(shù)，當(dāng)確定這一系統(tǒng)無法正常穩(wěn)定運行時，找到出現(xiàn)相關(guān)故障的原因，通過調(diào)整相關(guān)電子器件參數(shù)的方法，完成對設(shè)計方案的調(diào)整和優(yōu)化工作，在此基礎(chǔ)上完成對該系統(tǒng)的后續(xù)調(diào)整工作。

后者的使用目的為，通過在相關(guān)區(qū)域中設(shè)置干擾源，確定信號接收設(shè)備的實際場強情況，同時在具體的研究和分析中，確定這種方法對這個系統(tǒng)的影響情況，從而讓整個系統(tǒng)能夠更好運行。在后續(xù)的分析中，研究項目為提高測量精度，并確定是否需要在這一系統(tǒng)中調(diào)整相關(guān)測量設(shè)備的位置。在完成有限元建模仿真工作后，要完成實際測量工作，將相關(guān)設(shè)備安裝到仿真得到的最佳位置上，并按照仿真過程中設(shè)置的干擾源位置，放置真實干擾源，分析實際工作中，各類設(shè)備獲取的數(shù)值，以完成后續(xù)的進一步調(diào)整工作。

四、結(jié)論

綜上所述，在中短波廣播信號的測向教會與定位技術(shù)研究中，可以應(yīng)用的技術(shù)類型有場強分析法、等位相面法和綜合法，這些方法在使用中有不同的優(yōu)勢。在電磁波干擾源的定位中，本文選擇的方法為綜合法，通過合理設(shè)置電磁波檢測系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)，完成對干擾源的定位工作。