单信道相位相关干涉仪的通信测向技术

　　0 引言

　　当前，通信侦察测向设备大多存在着频率范围窄、截获概率低、测量速度慢及精度差和构造复杂、体积庞大、安装困难、操作不便等缺点。作为对传统通信侦察测向技术的改进，单信道相关干涉仪通信测向系统，则是目前较先进的通信侦察测向体制。故对单信道相关干涉仪测向技术进行研究。

　　1 单信道相关干涉仪通信测向系统

　　采用多阵元天线、单信道接收机，实现通信信号的监测和测向，可达到全方位的测向范围和较高测向精度，并给出信号场强和电平值，以实现频率测量、频谱分析和全景显示等功能。侦察系统的关键技术是将圆阵排列的天线单元两两组合，分别经不同的移相电路后，进行合成，经高速电子开关送入单信道接收机进行选频、放大、处理，输出相应的数据序列。将输出序列与数据库中存储的先验数据进行相关运算，得到来波信号方位值。在测量方位的同时，完成各参数测量，并输出测量结果。单信道相关干涉仪通信侦察测向系统，其硬件由天线阵、接收机、计算机及其他辅助设备组成，完成对通信信号的接收、采集与处理，获得信号的基本监测数据。软件由数据处理和控制系统组成，完成对硬件系统的管理以及对基本监测数据的加工、存储、分析与显示等功能。

　　天线阵元、放大器、电子开关和馈线由高质量材料制作。天线阵元上接收的信号进行移相组合，分时发送到接收机的射频输入端，进入通道处理，在输出端得到相应的幅度信息，与数据库中的数据进行相关。通过适当的移相组合，可使均匀排列在圆阵上的多个天线元，获得若干个包含有来波方位信息的输出信号。这种相控阵是实现单信道测向的必要条件，同时也是保证测向精度的重要措施。

　　数据库是单信道相关干涉仪测向体制的核心。在测试阶段，将360°范围按等间隔划分，在每个方位上，预先设置辐射源信号，测定出相应于每个天线组合的相位差序列，及每个天线元上的幅度数据，制作成数据库。即输出数据与信号频率有关。因此，在构建数据库时，还需对应于预先划分的不同频率采集数据。在测向时，实测数据还与相应频率的数据序列相关。

　　相关运算是该侦察测向系统的关键。算法是将测得的数据与数据库中所有序列进行相关，找出最大相关值，此时对应的方位，即是来波信号的方位。将最大相关值左右相邻的2 个数据与所测数据比较，进行最大似然估计，可进一步提高测向精度。

　　2 单信道相关干涉仪测向体制的实现

　　干涉仪测向中，通过测量天线阵的相位关系可推导出电波的方向。但相位测量存在2π 的模糊问题。为此，需找到测向角和天线阵相位的关系式，且必须是单值函数。若采用多单元天线圆阵列，可解决此问题。由相位干涉仪原理可知，1 对单元天线在d≥λ/2 时，会产生相位模糊。在多元圆阵中，选取多个天线对，每个天线对可通过测量相位差得到测向角(非单值)，通过统计和处理每个天线对得到的测向值，能消除模糊，确定唯一的测向值。