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类天线辐射体对航空无线电测向精度影响分析(2)
时间：2014-08-05 16:59 文章来源：http://www.lunwenbuluo.com 作者：谢洪森等 点击次数：
从图2中可以看出，当[H′2]很大时，即[M1=1，]且[H1]和[H′2]是从相反的两个方向传来（[P=180°]）时，曲线的连续性破坏了。在这种情况下，不可能测向。当[H′2]减小，即[M1]变大时，测向误差[ΔP1]要变小。当[M1?1，]误差[ΔP1]数值很小，则上式简化为：
[ΔP1≈1M1sin（P-β）]
图2 [ΔP1=f（P）]的函数曲线仿真
假设行程差很小（[σr→0]），则[σ=σi，]这时参量[M1]可以近似认为与角度[P]无关。由上式可以看出，当角度[P]变化（即电台方位变化）时，无线电误差[ΔP1]按谐波规律变化，其最大值为[1M1。][P]角变化一周，[ΔP1]两次通过零和最大值，称为半圆误差或二次误差。
值得指出，上述研究的误差[ΔP1]是在不考虑[σr]的情况下，是以谐振或弱失谐类天线辐射体为特征的，对强失谐类天线辐射体（这时[σ=90°]），[ΔP1]就不存在了。
3 异相辐射合成场估计与建模仿真
同样将同相分量[H′2]和基本场[H1]的合成场[H]进一步同异相分量[H″2]进行叠加。由于这两个场在空间上相差角度为[α2=α1-δ，]相位上相差90°，因此合成场将是椭圆极化场。总合成场矢量大小是变化的，并以接收振荡的角频率旋转，如图3所示。
总的矢量表示为：
[Hδ=H2sin2ωt+（H″2）2cos2ωt+2HH″2cosα2sinωtcosωt]
从图3可以看出，表示这一矢量的瞬时位置的角度[ψ]可确定为：
[ψ=arctgsinα2M2tgωt+cosα2]
对于这样的场矢量，转动环形天线时，只能有最大的和最小的接收位置，而不存在零值接收位置，就是说发生了最小值模糊或者说最小值钝化。
图3中当环形天线的天线平面与矢量椭圆的长轴方向一致时，接收电动势最小，此时天线平面的法线方向指出了电台方位[θ]（有误差）。环形天线平面的法线指向为任一[θ]时，它接收到的异相场的电动势[e2]和同相场的电动势[e1]分别为：
[e2=ε2sin（θ-β）cosωt]
[e1=ε1sin（θ-γ）sinωt]
图3 类天线辐射体异相场的影响
合成场的电动势为[εθ]（其中[M2=HH]）：
[εθ=ε2M22sin2（θ0-q）+sin2（θ-β）]
对上式微分，并令它等于零，可得出最小接收方位[θ0，]而[（θ0-q）]是在异相分量影响下所引起的新的无线电误差[ΔP2。]经计算可得：
[tg（2ΔP2）=sin2（P-ΔP1-β）M22+cos2（P-ΔP1-β）]
一般情况下，[M2?1，]同时[ΔP2]很小，上式可近似简化为：
[ΔP2=12M22sin2（P-ΔP1-β）]
为明显地看出异相分量引起的无线电误差的误差特性，假定[ΔΡ1=0，][β=0，]此时[ΔΡ2]的误差曲线图仿真如图4所示。
图4 [ΔΡ2]的误差曲线仿真图
很明显，所测的电台方位在360°范围变化时，误差[ΔΡ2]四次达到最大值，四次过零，称为四次误差（或象限误差）。当同相误差存在时（[ΔP1≠0]），[ΔP2]与电台方位[P]的关系更复杂，但仍保持四次特性不变，这时总的误差曲线可以通过半圆误差曲线和四次误差曲线叠加得到。总的误差[ΔP]为：
[ΔP=ΔP1+ΔP2]
可见，异相分量对测向有两个影响：
（1） 在同相分量影响的基础上，产生一个附加的偏移[ΔP2；]
（2） 使得最小值接收发生模糊。
4 结 语
本文基于电磁波理论和信号传输模型研究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对无线电测向精度的影响，并对影响结果进行了分析估计与仿真验证。对于多个不同角位置、二次辐射场不同的情况下作用到同一个无线电测向器上，其相应分量可采用几何加法进行迭加，其影响分析与仿真同单个辐射体情况相同。该方法对于无线电测向设备周边环境分析、测向误差分析以及评价设备战术性能与预测具有一定的指导意义。
参考文献
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