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　　摘 要： 针对军用机场周边复杂多变的电磁环境，采用电磁波理论和信号传输经典算法分析了类天线辐射体二次辐射所产生的同相和异相辐射合成场型，重点研究同相和异相辐射合成场对航空无线电测向精度的影响估计与建模，并对影响结果进行了仿真验证。该研究对于航空无线电测向设备周边环境建设、测向误差分析与评估以及测向设备战术性能预测具有一定的指导意义。

　　关键词： 类天线； 辐射场； 航空无线电； 测向误差

　　中图分类号： TN975?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2014）15?0009?03

　　Influence of similar?antenna radiator on aviation wireless direction?finding accuracy

　　XIE Hong?sen1， ZHANG Hai?ying2， LI Shu?dang3

　　（1. Qingdao Branch of Naval Aeronautical Engineering Institute， Qingdao 266041， China；

　　2. Aeronautical Training Base of Naval Aeronautical Engineering Institute， Qingdao 266050， China； 3. Unit 91917 of PLA， Beijing 102401， China）

　　Abstract： Aiming at the complicated electromagnetic environment around airdrome， the in?phase and out?phase synthetical field pattern produced by the secondary radiation of similar?antenna radiator is analyzed with electromagnetic wave theory and the classical signal transfer arithmetic. The Influence of in?phase and out?phase synthetical electric field on aeronautical radio direction?finding accuracy is researched emphatically. The model was established. The simulation validation of result was conduc?ted. The research has a certain reference value for the surrounding buildings， direction?finding error analysis， tactical performance forecast of aeronautical radio direction?finding equipment.

　　Keywords： similar?antenna； radiate field； aeronautical radio； direction?finding error

　　0 引 言

　　众所周知，不论是军用还是民用导航系统，对空中飞机实现无线电精确实时测向，保障飞机飞行安全至关重要。随着城市现代化建设的推进和发展，机场周边环境日趋复杂多样，尤其是机场无线电测角导航设备周围的物体（如天线、天线塔、机库、树林等），对测向精度产生较大影响。这些物体受到无线电入射波的激励产生二次辐射，其辐射场叠加到基本场上，使无线电发射台信号场波阵面发生畸变，合成场的波阵面法线方向不再是发射台真实方位，地面无线电测角设备进行方位测量时必然产生测向误差，影响到飞机的飞行安全。因此，利用电磁波理论和计算机仿真技术分析测向设备周边辐射体对无线电测角精度影响是非常必要的。

　　1 类天线辐射场经典算法

　　各种不同的物体（辐射体）产生的二次辐射，使无线电测向误差按不同规律变化，研究其变化规律，寻求减少误差途径，提高设备战术性能具有重要的现实意义。本文对机场测向设备周边类天线辐射体的影响进行经典分析，探索其影响变化规律。

　　假定A点放一部电台，B点放置具有环形天线测定该电台方位的测向器，C点为一个类天线辐射体，如图1所示。

　　设基本场的磁场是正弦函数，且在接收点为：[h1=H1sinωt。]

　　由于类天线辐射体的二次辐射场[H2]存在，且[H2]相对于基本场[H1]在空间上偏移了一个角度[α1，]在相位上相差[σ，]则：

　　[h2=H2sin（ωt-σ）]

　　其中[σ=σr+σi，][σr=（r2+l-r1）2πλ]是传播路程差所引起的相位移（通常很小），[σi]则是二次辐射体的电流相对于基本场的相位移。

　　图1 类天线辐射体同相场的影响

　　考虑到场的空间角位移和电的相位移叠加情况，接收点B处的合成场是[H1]和[H2]之和。为此，将[H2]分解为两个分量：一是与[H1]同相的同相分量[H′2，]二是与[H1]相差90°的异相分量[H″2，]其关系式为：

　　[H2=H′2sinωt-H″2cosωt]

　　其中[H′2=H2cosσ，][H″2=H2sinσ。]

　　2 同相辐射合成场估计与建模仿真

　　由图1可知，[H1]和[H′2]在相位上是同相的，且两个矢量的空间角度为[α1，]则合成场为：

　　[h=Hsinωt=H21+（H′2）2+2H1H′2cosα1sinωt]

　　合成场矢量[H]相对于基本场[H1]移动了一个角度[ΔP1，]即：

　　[ΔP1=arctgsinα1M1+cosα1]

　　式中[M1=H1H′2。]

　　很明显，最小接收将出现在环形天线的天线平面与合成场矢量[H]重合一致的位置上。在这种情况下，方位指示器指示该电台方位值必存在误差，电台的方位角读数并不是电台的真实方位[P，]而是[q，]相差[ΔP1，]即出现测向误差。

　　由于[α1=P-β，]故有：

　　[ΔP1=arctgsin（P-β）M1+cos（P-β）]

　　根据建立的相差[ΔP1]数学模型，为分析方便取[β=0°]（取其他角度值类同）采用计算机进行仿真，得出[ΔP1=f（P）]的函数曲线如图2所示，即相位差变化规律曲线。