胥全春 周佳骏 文富忠

摘要：本文首先简单介绍了比幅测向的原理，以及最常用的比幅测向算法和对应的校准流程。针对传统校准流程及方法的繁琐性，提出基于天线方向图快速生成比幅校准表的方法，并对该方法进行详细阐述。试验结果表明本方法下的比幅测向精度与传统方法相当，对工程应用具有一定指导意义。

關键词：比幅测向;校准表;天线方向图

1 前言

比幅测向是一种成熟的测向体制，由于其系统简单、性能稳定等优点被广泛应用于ELINT（ Electronic intelligence）和RWR（Radarwaming）[1]。比幅测向系统的测向精度主要受天线一致性和接收机通道一致性影响[1，2]，需要在频率和方位上对其进行校准后才能有较高的测向精度。因此比幅测向系统的校准分为：天线一致性校准和接收机通道校准。文献[3-4]对天线校准和接收机通道校准的方法进行阐述，文献[4]简单提出了用天线方向图数据拟合校准表，但是未做详细说明。目前接收机通道的校准可在几分钟内完成，而天线校准通常是在系统集成阶段进行，通常需要较长时间，而且流程繁琐。

基于上述问题，为进一步简化天线校准流程，缩短校正时间，提出基于天线方向图快速生成比较校准表的方法，该方法利用比幅天线布阵关系和天线增益曲线能快速生成校准表，无需在系统阶段重复暗室校准。

2 比幅测向原理及传统天线校准方法

2.1 比幅测向原理

比幅测向通常采用N个相同方向图函数的天线，均匀布设在360。方位内，以四比幅测向系统为例，其原理框图如图1所示[1]。

来波从0方向入射，则1天线和2天线及其通道接收信号后存在一个幅度差值，不同幅度差值对应不同入射角，比幅测向的原理就是根据接收的幅度差计算入射角[1]，核心计算公式见式（1）：

θ= θ0R

12

（1）

式中：θ为来波方向;θ。为天线半波束宽度;R为两天线输出信号功率比的对数值。

由式可知，只要得到幅度差值，就可求出来波方向，给出目标的方位信息。

2.2 传统比幅校准流程

传统比幅测向系统通常具有方位全向覆盖能力，俯仰覆盖方位有限，通常仅对方位进行校准，目前，传统比幅测向系统的校准是将其放置于微波暗室中进行，校准示意如图2所示。

通常的校准流程为：将比幅测向系统放于转台上，在一定距离向比幅天线阵辐射信号;用各天线的轴线方向将比幅测向系统分为不同的测向区间;在不同测向区间，测量各个测向通道在不同校准角度和不同校准频率的输出幅度值;得到每个校准频率下幅度差和角度的对应关系，拟合校准表。在实际应用时，首先测得来波频率信息和各通道的幅度差，再判断目标信号的来波区间，最后根据对应区间的校准表计算出来波方向。

传统比幅测向系统需要在微波暗室通过外辐射进行校准，校准时间长，校准流程繁琐。

3 快速生成比幅校准表的方法

基于天线方向图快速生成比幅校准表的方法及流程如下：

（1）根据各天线的指向对方位进行分区，确定各区间的角度覆盖范围：典型布阵如图3所示，N个天线单元将3600方位分为N个区间，相邻两个天线组成1个区间，以1号天线的指向角为参考方向，其它各天线的指向角为各天线相对1号天线指向角旋转的角度（顺时针为正，逆时针为负），方位分区及各区间角度覆盖范围见表1。

（2）确定校准频率：校准频率包含比幅天线阵工作频段的起始频率f start和终止频率f end，选择等间隔的M个校准频率fj （j=1，…，M），用Af表示校准的频率间隔，Af的取值范围满足式（2）：

10MHz≤△f≤200MHz

（2）

式中：

△f一一校准的频率间隔。

（3）确定各区间的校准角度：对i（i=1，…，N）区间，校准角

4 试验对比

针对某四比幅测向系统，其四个天线分别指向0°、90°、180°和270°，对比利用本方法和传统校准方法得到的比幅校准表应用系统后在暗室中的比幅测向精度，在部分典型频点上，等间隔选取360度方位中的60个角度进行测试，测试后统计各频点的测向均方根误差，统计结果见表2。

由表2可知，经本方法得到的比幅校准表应用于测向系统后，基本不影响系统比幅测向精度。

5 结束语

本文针对目前暗室比幅校准流程繁琐、工作量大的问题，而提供了一种基于天线方向图快速生成比幅校准表的方法，该方法利用天线测试得到的天线增益曲线直接生成比幅校准表，不需要在系统阶段重复暗室校准，试验对比表明本方法不会影响系统测向误差，对实际工程应用具有一定参考意义。

参考文献

[1]赵国庆，雷达对抗原理[M].西安：西安电子科技大学出版社.1999： 49-52.

[2]陈旭，糜坤年，多波束比幅测向系统测向误差分析[J].舰船电子对抗，2019，42 （02）：35-38.

[3]郁洋，机载四比幅测向校正算法改进[J].电子信息对抗技术，2007 （03）：2 4-26+39.

[4]吴自新，王超，王正海，谌东，一种四信道比幅测向校正方法[J].电子测量技术，201 3，36 （06）：64-68.

作者简介

胥全春（1990-），男，四川省彭州市人。硕士学位，工程师。研究方向为电子对抗。

周佳骏（1990-），男，重庆市人。硕士研究生，工程师。研究方向为电子对抗。

文富忠（1975-），男，四川省资阳市人。硕士研究生，研究员级高级工程师。研究方向为电子对抗。